地質(zhì)構(gòu)造破碎帶內(nèi)鉆孔施工及封孔的實(shí)踐

摘 要：潘北礦地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造破碎帶、裂隙帶十分發(fā)育，在其中施工鉆孔往往由于返水不暢或不返水而落鉆，造成鉆孔報(bào)廢、鉆桿鉆頭損失、影響工期等不良后果。如果裂隙帶位于孔口位置還會(huì)造成封孔不能嚴(yán)、密、實(shí)，從而降低瓦斯抽排孔的抽采效果，影響測壓孔的測壓準(zhǔn)確性。文章采取了鉆孔施工前向構(gòu)造破碎帶及孔口裂隙帶注漿、封孔采用二次帶壓注漿等方法，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：破碎帶；鉆孔；封孔

前言

我礦1121（3）工作面上風(fēng)巷三號(hào)鉆場距開孔60～90m位置為一構(gòu)造破碎帶，在實(shí)際施工過程中雖然采取了諸如使用麻花鉆桿、低壓力、低速鉆進(jìn)等措施，但在施工至該處破碎帶時(shí)仍然無法穿越，多次落鉆，所有鉆孔均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不得不在上風(fēng)巷巷幫每隔3m補(bǔ)打一個(gè)抽排孔，浪費(fèi)了大量的人力、物力。1121（3）工作面上風(fēng)巷五號(hào)鉆場地質(zhì)情況、鉆孔設(shè)計(jì)與三號(hào)鉆場相似，為了避免類似情況的發(fā)生，我們采取了鉆孔施工前向構(gòu)造破碎帶及孔口裂隙帶注漿、封孔采用二次帶壓注漿等方法，取得了較好的效果。

1 常規(guī)的封孔方法及可能產(chǎn)生的弊端

1.1 常規(guī)的封孔方法

（1）石門揭煤抽采措施孔、順層鉆孔、采煤面上風(fēng)巷幫孔、抽采鉆孔封孔管采用“雙抗”塑料管（直徑2.5寸）。頂板走向孔、穿層孔里段也采用“雙抗”塑料管，但孔口段采用鐵管（測壓、地質(zhì)鉆孔封孔采用φ4分鐵管）。（2）鉆孔封孔長度一般為12米（測壓鉆孔封孔長度按測壓鉆孔設(shè)計(jì)執(zhí)行）。（3）封孔管前端焊上擋板（擋板直徑略小于孔口直徑），前段纏繞棉紗（下向孔纏繞海帶），用細(xì)線繩扎好，將封孔管送入鉆孔。封孔管下好后，下入φ4分返漿管和注漿管（上向孔：下入一根長度12米的φ4分返漿管和一根長度2.0米的φ4分注漿管；下向孔：下入一根長度2米的φ4分注漿管和一根長度2米的φ4分返漿管）。孔口使用聚胺樹脂進(jìn)行封堵，封堵長度1米。兩空間段之間帶壓（采用電動(dòng)注漿泵）進(jìn)行注漿。

1.2 常規(guī)的封孔方法可能產(chǎn)生的弊端

常規(guī)的封孔方法對(duì)孔口巖石較好、無明顯裂隙的鉆孔封孔效果還是不錯(cuò)的，但如果孔口位置裂隙發(fā)育，特別是處于煤層頂板砂巖裂隙帶（經(jīng)常有砂巖裂隙水流出）時(shí)，裂隙中的水將水泥漿稀釋，水泥漿長時(shí)間不能凝固、水泥沉淀，往往會(huì)看到封孔結(jié)束后注漿管、回漿管及鉆孔周圍有水流出，這種條件下常規(guī)的封孔方法很難做到嚴(yán)、密、實(shí)，封孔效果不佳，從而降低瓦斯抽排孔的抽采效果，影響測壓孔的測壓準(zhǔn)確性。

2 1121（3）上風(fēng)巷三號(hào)鉆場的施工情況

2.1 三號(hào)鉆場的地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)

三號(hào)鉆場底距13-1煤層頂板3.0m左右，為泥巖及砂質(zhì)泥巖層位，共設(shè)計(jì)八個(gè)鉆孔，鉆孔的開孔及終孔位置將穿越距13-1煤層頂板4m～25m的范圍，穿過的地質(zhì)層位有泥巖、砂質(zhì)泥巖、13-2煤、砂巖、煤線等。距開孔60～90m范圍為一構(gòu)造破碎帶。

2.2 三號(hào)鉆場的施工情況

三號(hào)鉆場首開1號(hào)鉆孔，使用光鉆桿、φ108鉆頭，在施工至60m時(shí)發(fā)現(xiàn)破碎帶，返水很小，施工至62m時(shí)完全不返水造成落鉆。再開2號(hào)鉆孔，與1號(hào)鉆孔相似，至64m同樣落鉆。后改用麻花鉆桿、φ108鉆頭施工3、4、7號(hào)鉆孔，在施工至88m、88m、91m時(shí)均不能繼續(xù)鉆進(jìn)。5、6、8號(hào)孔均未達(dá)到60m而未收尺。作為補(bǔ)救措施，不得不在上風(fēng)巷巷幫每隔3m補(bǔ)打一個(gè)抽排孔，給生產(chǎn)帶來較大的影響。

3 1121（3）上風(fēng)巷五號(hào)鉆場的施工情況

3.1 五號(hào)鉆場的地質(zhì)情況

五號(hào)鉆場的地質(zhì)情況及鉆孔設(shè)計(jì)與三號(hào)鉆場相似，物探資料顯示距開孔位置45m至72m為四號(hào)異常區(qū)（破碎帶），四號(hào)鉆場附近為三號(hào)異常區(qū)，對(duì)4至8號(hào)孔影響較大，開孔位置裂隙發(fā)育。如圖1所示。

3.2 五號(hào)鉆場鉆孔施工的實(shí)踐

五號(hào)鉆場鉆孔施工前先用光鉆桿、φ73鉆頭施工45m至4號(hào)異常區(qū)（返水明顯減小為標(biāo)準(zhǔn)），然后向鉆孔內(nèi)下入一根長度45米的φ4分返漿管和一根長度2.0米的φ4分注漿管，孔口用聚胺脂封實(shí)（不宜過長，以有利于注漿時(shí)對(duì)孔口裂隙帶的封閉），再用注漿機(jī)向孔內(nèi)注水泥漿（水泥：水的重量比=1：1），壓力為2MPa，直至返漿管回漿后關(guān)閉返漿管的閥門，再關(guān)閉注漿管的閥門，24小時(shí)后水泥漿凝固來勁后按設(shè)計(jì)進(jìn)行了鉆孔施工。實(shí)踐表明經(jīng)過注漿，所有鉆孔均順利穿越4號(hào)異常區(qū)（破碎帶）。注漿封閉破碎帶如圖2所示。

圖2

表1 五號(hào)鉆場設(shè)計(jì)與實(shí)際孔深的對(duì)比

3.3 五號(hào)鉆場鉆孔封孔的實(shí)踐

五號(hào)鉆場開孔位置裂隙發(fā)育，為了確保封孔質(zhì)量達(dá)到嚴(yán)、密、實(shí)，我們嘗試了二次帶壓注漿的方法，先用漏斗式注漿機(jī)向注漿管內(nèi)注水泥：水的重量比=1：2的水泥漿，壓力為1MPa，直至返漿管回漿后關(guān)閉返漿管的閥門，再關(guān)閉注漿管的閥門，保持5～6小時(shí)后，打開返漿管放掉部分孔內(nèi)的沉淀水后關(guān)閉返漿管，打開注漿管的閥門，再向注漿管內(nèi)注水泥：水的重量比=1：1水泥漿，水泥漿中加膨脹劑（膨脹劑：水泥的重量比=1：10左右）壓力為2MPa，帶壓保持30分鐘（以不下漿為標(biāo)準(zhǔn)）后將注漿管堵實(shí)。第一次注的水泥漿相對(duì)較稀，目的是讓其滲透力更強(qiáng)，第二次注的水泥漿相對(duì)較稠、壓力較大，目的是讓其凝固速度更快，封堵更嚴(yán)、更密、更實(shí)。

3.4 五號(hào)鉆場鉆孔的抽排效果

1121（3）綜采面5#鉆場從2009年8月12日開始抽放，到2009年9月25日鉆場結(jié)束，共計(jì)抽采43天，平均鉆場抽采純量在4.4m3/min，（最高達(dá)4.7m3/min，最低4.1m3/min）每天抽采量達(dá)6336m3，其中2、3、5、6、7單孔濃度都在50%以上，最高達(dá)到90%，單孔最大抽采純量1.0m3/min，緩解了通風(fēng)壓力。

4 結(jié)束語

封閉破碎帶的注漿孔最好為下向孔，注漿時(shí)能利用水泥漿的自身壓力。封閉破碎帶的注漿孔可根據(jù)周圍的巷道情況選擇方便施工的較近地點(diǎn)。如果開孔位置裂隙十分發(fā)育，同時(shí)有水流出，可先噴漿封閉鉆孔所在區(qū)域，再用風(fēng)錘打眼，下錨注管注水泥漿及水玻璃的雙液漿堵漏后再進(jìn)行封孔。下向孔第一次注漿不要帶壓，防止將封孔的海帶擊穿，第二次可帶壓注漿。

作者簡介：李寶（1982，2-），男，安徽淮南，助理工程師，本科，礦井通風(fēng)安全，一直從事“一通三防”工作。