礦井下鉆孔加固防水技術(shù)研究

白 飛，宗 暉，劉氬鐳

河南省煤田地質(zhì)局三隊，河南新鄉(xiāng) 453000

0 引言

現(xiàn)代煤礦開采事業(yè)隨著社會形勢的發(fā)展及能源的緊缺而逐漸興起，其在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了較長時間，各項技術(shù)的提高及工藝逐步趨于完善使得煤礦的成產(chǎn)效率大大的提高。但是由于某些煤礦的水文地質(zhì)情況較為特殊要求，且周圍的環(huán)境中不穩(wěn)定因素較多，存在著厚度較大的含水層，泉水豐富，且存在巖溶裂隙，在進(jìn)行井下鉆孔時容易出現(xiàn)底板涌水的現(xiàn)象，需要精心加固措施，及防水措施，以保障施工安全性，避免出現(xiàn)意外事故，提高施工質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

1 水文地質(zhì)條件

本區(qū)內(nèi)河流主要有：清水河、黃水河、石門河。井田北的太行山區(qū)巖層裸露，溝壑深切，河谷地帶有許多巖溶大泉，徑流資源豐富，多數(shù)河流上游河段有水，距山口10～20km 開始漏失和全部漏失，成為煤礦的主要充水水源。另外，為滿足農(nóng)業(yè)灌溉需要，還興修了縱橫交錯的各種干渠。該區(qū)的基本地質(zhì)情況為：太行山山前平原，主要由坡積、洪積和沖積洪積扇裙組成，地面海拔標(biāo)高72m～85m，全區(qū)呈北高南低緩慢傾斜地勢，坡降4%～6%。地勢總體平坦，低洼地帶易發(fā)生洪澇災(zāi)害。其主要的含水層為寒武、奧陶系的厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，總厚度800m～1000m，裸露區(qū)或斷裂帶常有大泉出露，泉流量0.01m3/s～7m3/s，水化學(xué)類型為HCO3-Ca（Mg）型，礦化度為0.3g/l～0.4g/l，水位標(biāo)高在北部雙頭泉為850m，山前為110m，水頭梯度13‰～61‰；在礦區(qū)內(nèi)巖溶裂隙發(fā)育不均勻，單井出水量1000m3/d～5000m3/d，單位涌水量為0.01/s.m～33.3l/s.m，滲透系數(shù)焦作礦區(qū)為14.5m/d～48m/d，北部趙固勘探區(qū)為0.0033m3/d～0.701m3/d。水位標(biāo)高110m～82m，屬強(qiáng)富水含水層。深部二井富水程度偏弱，水化學(xué)類型為HCO3-Ca.Mg 型，礦化度＜0.3g/l，該組與太原組下段灰?guī)r淺部水力聯(lián)系密切。

2 鉆孔設(shè)置

全面分析了礦井的各項資料和地質(zhì)情況，查實了巷道出水與礦區(qū)內(nèi)巖溶裂隙有著密切的聯(lián)系，因此需要將其進(jìn)行嚴(yán)密的封堵措施。鉆孔設(shè)置是封堵措施關(guān)鍵環(huán)節(jié)，首先選擇ZDK3200型鉆機(jī)，利用直徑為160mm 或130mm 的鉆頭進(jìn)行開孔，將直徑146mm 或127mm 孔口管置入，深度一般為10m 左右。再利用直徑為130mm 或95mm 的鉆頭進(jìn)行鉆孔，深度約為約50m 左右，遇見灰?guī)r后，將直徑為108mm 或89mm 通天套管置入其中，還需要下套管對其進(jìn)行試壓，壓力為2.0MPa，持續(xù)30min，試驗合格后才能繼續(xù)施工，避免出現(xiàn)底鼓的問題。下部施工是使用直徑為75mm 進(jìn)行鉆進(jìn)，直至終孔。在施公前需要做好準(zhǔn)備，對應(yīng)鉆孔揭露導(dǎo)水通道、水量突然增大的問題。

3 技術(shù)要求

在進(jìn)行探查鉆孔部分取心鉆進(jìn)時，鉆孔孔徑需要超過75mm，每次鉆孔完成后，均需要進(jìn)行注漿封孔，取心的目的在于利用取心及判層全面了解地層情況及含水層的狀態(tài)。探查和注漿等工作應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)程的要求、施工工藝流程、技術(shù)措施等進(jìn)行。在揭露含水層之前，應(yīng)提前對其進(jìn)行預(yù)判，做好準(zhǔn)確，預(yù)防可能出現(xiàn)的各種涌水情況，盡量控制形勢，保障井下安全。

4 安全技術(shù)措施

4.1 施工準(zhǔn)備

礦區(qū)的測量人員需要很據(jù)設(shè)計方位用經(jīng)緯儀在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)定，并利用用坡度規(guī)標(biāo)定坡度，從而確定鉆孔方位。在鉆機(jī)安裝的過程中藥注意先利用道木將鉆機(jī)的底部用道木墊實，再打坑木將鉆架的位置固定，保障其可靠性。鉆機(jī)位置固定后，應(yīng)全面檢查鉆機(jī)各個構(gòu)件的安裝，關(guān)鍵部位或者容易磨損的部位，需要手工進(jìn)行轉(zhuǎn)動檢查，判斷各個部件是否靈活，如果發(fā)現(xiàn)有問題，需要立即分析原因，及時解決。在排水路線方面，需要安按照從施工地點到臨時水倉，連接采區(qū)水倉直至中央水倉的順序。

4.2 鉆機(jī)、鉆桿運行安裝要求

為了使用時拿取方便，鉆桿及各項鉆具需要整齊擺放；進(jìn)行安裝或者拆卸等活動時，避免動作粗暴，嚴(yán)謹(jǐn)使用鐵器敲打鉆桿，拆下之后，鉆桿也需要按照順序整齊擺放。操作鉆機(jī)時，應(yīng)先把鉆機(jī)操作手柄調(diào)整至空擋，再啟動電機(jī)，并仔細(xì)檢查電機(jī)、回轉(zhuǎn)、升降等的工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時檢查，適當(dāng)調(diào)整。

4.3 打鉆相關(guān)注意事項

打鉆施工時，礦方需要將鉆進(jìn)軌跡周圍的流水進(jìn)行疏通，開挖或者清理排水水溝，并做好維護(hù)工作，把巷道中的浮煤徹底清理干凈，使得其最大排水能力超過100m3/h。流水線路巷道的應(yīng)做實施加固措施，如果沿途存在丁字口、十字頭等各種形狀的交岔點，需要重點將其實施連鎖加固。如果存在巷道坡度超過5°，且不沿底的地段，用利用編織袋裝填好煤進(jìn)行鋪底；礦通風(fēng)隊的任務(wù)則是安排專門的人員檢查打鉆地點的甲烷和二氧化碳。在施工隊打鉆的地點，應(yīng)懸掛便攜儀，對瓦斯含量進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)瓦斯抄表，應(yīng)及時提醒打鉆人員停止工作，立即切斷電源，迅速將情況匯報至調(diào)度室，積極配合處理措施。

5 結(jié)論

我國現(xiàn)代社會的發(fā)展，各個企業(yè)對于能源的需求量激增，煤炭的消耗量極大。煤炭開采事業(yè)也是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定長遠(yuǎn)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一。煤炭開采事業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了較長的時間，在技術(shù)上、工藝上均有較大的提高。煤炭資源在開采的過程中需要進(jìn)行井下鉆孔，其受到水文地質(zhì)等各種因素的影響，容易出現(xiàn)底板涌水的現(xiàn)象，直接影響到施工的安全性。本文僅從一般的角度分析了對鉆孔進(jìn)行加護(hù)和防水的措施，實踐中還需要管理人員全面掌握煤礦的各項要素，完善施工技術(shù)，提高加固防水施工質(zhì)量，保障礦井的安全性。

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