淺談煤礦水文孔的施工工藝

【摘 要】我國煤礦水文地質(zhì)條件復雜，地下水常成為煤礦安全生產(chǎn)的威脅。查清礦床水文地質(zhì)條件的意義重大，水文孔的施工對礦井水文條件的調(diào)查尤為重要。水文孔施工工藝對水文資料的采集有著很大的影響性，只有優(yōu)質(zhì)合格的水文孔才能得到真實可靠的水文地質(zhì)資料。

【關(guān)鍵詞】水文地質(zhì)條件；水文孔施工工藝

一、水文孔的鉆孔結(jié)構(gòu)

水文孔的鉆孔結(jié)構(gòu)應根據(jù)鉆孔的目的、任務，鉆進地點的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和鉆探設備的綜合條件綜合考慮。一般抽水試驗孔段的孔徑以滿足設計的抽水量和安裝抽水設備為原則，一般不小于110mm，水位觀測孔觀測段孔徑應滿足止水和觀測的要求。下過濾器時，過濾器直徑不應小于108mm，過濾器孔隙率不小于25%。大口徑抽水時其抽水段孔徑一般不應小于200mm，對于非大水礦區(qū)可減小到168mm。

二、鉆孔孔斜要求

鉆孔孔斜應滿足抽水設備和水位觀測儀器的工藝要求，原則上抽水設備下入段每百米孔斜不大于1°，其它孔段每百米孔斜不大于1°。

三、巖芯采取

鉆孔應取芯鉆進，巖芯采取率：巖石大于70％，破碎帶大于60％，粘土大于70％，砂和砂礫層大于50％。當采用水文物探測井，能正確劃分含水層位置和厚度時，可適當減少。

四、鉆孔止水

鉆孔揭露多個含水層時必須將各個含水層互相隔離起來，并進行抽水試驗，所以必須嚴格進行止水，止水材料和方法要根據(jù)鉆孔的設計目的和施工方法來確定。

五、鉆進方法

（1）松散沖積地層。松散沖積地層巖層粒度大，通常采用輕壓，慢轉(zhuǎn)，大泵量。通常采用硬質(zhì)合金鉆頭、合金肋骨鉆頭鉆進。采用清水或泥漿護壁，泥漿性能指標如下：

孔徑大小根據(jù)套管直徑而定，一般孔徑與管徑之間距不小于10厘米。下套管前應進行物探測井，根據(jù)測井資料所確定的含水層位置，將下濾水管與其相對應；地層為粉細砂時，濾水管纏絲間距為0.75～1.5毫米，選用3～80目尼龍網(wǎng)；地層為粗砂及礫石時，濾水管纏絲間距為2～5毫米，選用2～80目尼龍網(wǎng)。濾料直徑應根據(jù)含水層的顆粒大小而定，一般細中砂地層選用粒徑2～5毫米的濾料，中砂以上地層選用粒徑5～7毫米的濾料。濾料大小要均勻，經(jīng)過篩選和淘洗，填礫采用正循環(huán)動水填礫，濾料層厚度不小于10厘米，濾料數(shù)量為井壁與井管空間體積的1.1～1.3倍。沖積層水文孔的洗井，先用清水將孔中泥漿替換干凈，再用六偏磷酸鈉浸泡。六偏磷酸鈉用量為每百米井深50千克，用溫水化開，由鉆桿從井底向上連續(xù)注入，浸泡兩天。然后用活塞自上而下反復抽拉，每段抽拉次數(shù)不小于50次。洗井結(jié)束后，用清水沖孔，再下泵抽水。（2）基巖地層。在基巖地層鉆進中，一般采用硬持合金鉆頭、鋼料鉆頭、PDC復合片鉆頭或牙輪取芯鉆頭鉆進，鉆進過程中，選取適當壓力，靈活掌握轉(zhuǎn)速，選取盡可能大的泵量。一般基巖層泥漿性能為：粘度：18～20s，密度：1.1～1.15g/cm3，含砂量：＜4％，失水量：＜23cm3/30min.對于容易產(chǎn)生漏失、坍塌、超徑、縮徑等特殊的復雜地層，如奧陶系峰峰組的泥灰?guī)r、角礫巖和石膏等水敏性復雜地層，為防止孔壁坍塌或縮徑，可使用化學泥漿護壁，并作好材料供應，做好供水和供電工作，做到快速鉆進、快速通過、快速下管；基巖地層下套管前也應進行水文物探測井，根據(jù)測井資料劃分含水層，下入的濾水管應與含水層位置相對應，套管規(guī)格的選擇，應根據(jù)抽水設備的外徑而定，一般套管內(nèi)徑與抽水設備外徑的間距在2～5厘米，以保證抽水設備的順利安裝。

六、觀測和取樣

在鉆進過程中，專門水文地質(zhì)孔的水文地質(zhì)觀測和取樣與地質(zhì)孔的簡易水文地質(zhì)觀測和取樣的要求基本一致。

七、鉆孔封閉

水文地質(zhì)孔會溝通多個含水層，造成含水層之間產(chǎn)生水力聯(lián)系。當其也強含水層溝通時，往往會給將來礦井造成突水隱患。因此，鉆孔施工完畢后，除留作長期觀測孔外都要進行封閉。封閉方法一般采用1:1:0.7水泥砂漿或水灰比0.5～0.6純水泥漿進行全孔段封閉。

總之，由于各煤礦地質(zhì)條件的復雜性，水文孔的施工工藝也不盡相同，但獲取真實的水文地質(zhì)資料，查清礦區(qū)水文地質(zhì)條件有效防止煤礦水害發(fā)生的目的是一樣的。

參 考 文 獻

[1]郝風鳴，趙振華，孟貴希．不同地層水文孔的施工工藝[J]．山西焦煤科技．2009（8）

[2]張耀選，惠俊剛．水文孔套管內(nèi)封孔施工技術(shù)[J]．西部探礦工程．2008（7）