水文孔固井工藝在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用分析

袁建明

[摘要]目前，煤田地質(zhì)勘查時(shí)涉及的施工工藝具有多樣化，其中就包括了水文孔固井工藝，而該工藝又可分為管內(nèi)和管外注漿法，且兩種方法各有優(yōu)勢和不足？基于此，本文將詳細(xì)探討水文孔固井工藝的管內(nèi)注漿法及其管外注漿法，并分析兩者自身的優(yōu)勢及其不足，同時(shí)指出兩種施工工藝可能產(chǎn)生的問題，進(jìn)而為合理施工工藝的選擇提供參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]水文孔固井工藝 煤田地質(zhì)勘查 管內(nèi)注漿法 管外注漿法

[中圖分類號] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-220-1

0前言

目前隨著勘查技術(shù)的推陳出新，使得在開展煤田地質(zhì)勘查工作的時(shí)候廣泛引進(jìn)了先進(jìn)的施工工藝，其中最為常見的就是水文孔固井工藝，其目的是隔離地質(zhì)中易涌的復(fù)雜地層，促進(jìn)防水工作的開展。然而在實(shí)際施工過程中，基于該工藝的管內(nèi)注漿法與管外注漿法各具有優(yōu)勢和不足，進(jìn)而為具體施工工藝的選擇帶來了嚴(yán)重的困擾。因此，探討分析管內(nèi)和管外注漿法的具體操作及其優(yōu)缺點(diǎn)具有重要的作用和意義。

1水文孔固井工藝中的管外注漿法與管內(nèi)注漿法

1.1管外注漿法

具體的操作方法如下：將海帶編織成辮子狀，保證其密實(shí)性，之后將止水井管止水部位下端纏繞，并且要確保海帶累計(jì)高度與設(shè)計(jì)相關(guān)要求相符，鉆孔直徑略大于最大直徑，采用鐵絲幫扎結(jié)實(shí)，將托盤焊接于兩端起到很好的保護(hù)作用。將一定高度的膠皮環(huán)繞捆綁于海帶上部，將半濕粘土充填于膠皮中，鉆孔直徑稍小于膠皮最大直徑。完成下管工作后，在海帶膨脹充分的情況下，將孔壁與膠皮上部井管之間的環(huán)狀間隙采用水泥漿封閉。注漿前以3～5mm的鋼板焊封孔口，中間做挖孔處理，鋼管焊接約0.3m，連接采用高壓膠管，將閥門開關(guān)加于孔口閥門鋼管上。每次做灌漿處理前必須將清水注滿管內(nèi)，保證管內(nèi)有靜壓力，避免注漿時(shí)濾水管含水層內(nèi)有水泥漿注入。分兩次注入水泥漿，第一次將止水位置下部10m封閉，采用泵送法注漿，也就是將鉆具從孔壁與井管之間的環(huán)狀間隙向下延伸，直至距止水材料頂端2～3m處，使用清水沖洗鉆孔，當(dāng)井口反上來的是清水的情況下則將孔封閉。反之當(dāng)井口返上來的是濁水的情況下，則等一段時(shí)間。再進(jìn)行封孔處理的時(shí)候，必須保證灌注水泥的同時(shí)將鉆具提離，但是不可超出灌漿面。之后在水泥凝固的情況下再次進(jìn)行灌注，多次反復(fù)操作。但是在水泥完全凝固的情況下，還要在完成灌漿后對井進(jìn)行清洗。

1.2管內(nèi)注漿法

具體的操作方法如下：同樣是現(xiàn)將海帶編織成辮子狀，保證其密實(shí)性，之后在止水井管止水部位下端纏繞，保證海帶累計(jì)高度與設(shè)計(jì)相關(guān)要求相符，鉆孔直徑略大于最大直徑，采用鋼絲幫扎牢固，將托盤焊接于兩端進(jìn)行保護(hù)。將一定高度的膠皮環(huán)繞捆綁于海帶上部，同時(shí)將半濕粘土充填在膠皮內(nèi)，保證鉆孔直徑稍小于膠皮最大直徑。用鐵板將井管內(nèi)焊死濾水管上部0.3～0.5m處，避免濾水管含水層內(nèi)有水泥漿進(jìn)入。在距注漿口管外止水膠皮上部3～5m處割開15～20cm的切口，個(gè)數(shù)為4～8個(gè)，寬度約為1cm，將有彈性膠皮門簾外加于管壁，同時(shí)在管壁兩側(cè)對抽縫隙，對膠皮兩側(cè)進(jìn)行捆扎，避免脫落現(xiàn)象的發(fā)生。完成下管工作后，并且海帶膨脹充分的情況下，將孔壁與膠皮上部井管之間的環(huán)狀間隙用水泥漿封閉。注漿前以3～5mm的鋼板焊封孔口，同樣中間做挖孔處理，鋼管焊接0.3m，連接采用高壓膠管，并將閥門開關(guān)加于孔口閥門鋼管上，將一定體積清水注入井管內(nèi)，從管外全部換出稀泥漿，做好注漿管管內(nèi)堵塞處理。之后將用量計(jì)算好的水泥漿由管內(nèi)注入管外，當(dāng)水泥漿至孔口后停止注入，結(jié)束注漿后，再向管內(nèi)注入清水，直到頂出泥漿泵及注漿管殘余水泥漿，之后關(guān)閉孔口閥門，結(jié)束注漿48h后將托盤用鉆具掃開，之后開展洗井工作。

2水文孔固井工藝中管外注漿法與管內(nèi)注漿法的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1管外注漿法的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：在注漿操作方式上可以為多次注漿，也可以為兩次注漿，并且注漿管過程中可以做暫停處理，同時(shí)可邊提離鉆具邊注水泥漿，這樣就將注漿時(shí)管內(nèi)的壓力有效減少，同時(shí)對施工設(shè)備的要求也較低，設(shè)備出現(xiàn)不可預(yù)見故障的情況下也不會影響施工進(jìn)展，因此在操作成功率較高。缺點(diǎn)：該施工工藝在注漿操作方式上可以為多次注漿，這樣也就無形的增加了施工時(shí)間，當(dāng)濾水管含水層內(nèi)有部分水泥漿進(jìn)入?yún)s未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下，就會對洗井工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2.2管內(nèi)注漿法的優(yōu)缺點(diǎn)。

該施工工藝主要采用的是一次注漿法，這樣就大大縮短了施工時(shí)間，基于用鐵板焊死了濾水管上部0.3～0.5m的井管，這樣就使得濾水管有一定靜壓力，能夠避免注漿時(shí)水泥漿進(jìn)入濾水管含水層內(nèi)，進(jìn)而將操作的成功率提高。缺點(diǎn)：在采用一次注漿方法的時(shí)候，在止水部位下端較深的情況下，就會增加注漿時(shí)管內(nèi)壓力，并且中途不能停止注漿，因此對機(jī)械設(shè)備具有高要求，并且要杜絕故障發(fā)生于注漿過程中。結(jié)束注漿48h之后將托盤用鉆具掃開，當(dāng)濾水管含水層內(nèi)有部分水泥漿進(jìn)入的情況下，就會將事故處理難度大大增加。

3施工過程中可能出現(xiàn)的問題

管外注漿法在施工過程中水層容易進(jìn)入水泥泥漿，進(jìn)而將工程耗時(shí)增加，同時(shí)將操作發(fā)雜化。而管內(nèi)注漿法在灌漿中，由于壓力的作用會對施工設(shè)備產(chǎn)生損壞，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生率增加，進(jìn)而對灌漿操作的成功率造成嚴(yán)重的影響，增加企業(yè)負(fù)擔(dān)的同時(shí)，還浪費(fèi)成本和損害經(jīng)濟(jì)效益。而以上問題則會延長工期，增加操作耗時(shí)和成本。

4結(jié)論

通過以上的探討可以看出管內(nèi)注漿法和管外注漿法在在實(shí)際應(yīng)用過程中各有優(yōu)勢和不足，但是就整體上來說，在開展煤田地質(zhì)勘查水文孔固井工藝的時(shí)候，相對而言管外注漿法更具有優(yōu)勢，不僅操作成功率高，并且對施工設(shè)備的要求也較低，設(shè)備出現(xiàn)不可預(yù)見故障的情況下也不會影響施工進(jìn)展。當(dāng)然，在機(jī)械設(shè)備滿足要求且無需考慮成本的情況下，將管內(nèi)注漿法選擇也是可取的。

參考文獻(xiàn)

[1]黃旭強(qiáng).論煤田地質(zhì)勘查階段存在問題及改進(jìn)[J].江西建材，2011（4）.

[2]王麗偉.煤田地質(zhì)勘查的危險(xiǎn)因素及對策分析[J].能源與節(jié)能，2014（2）.

[3]王麗偉.試論如何進(jìn)行煤田地質(zhì)勘查中的合理配置[J].能源與節(jié)能，2014（3）.

[4]荊保沢， 孫志偉， 吳明韓， 丁偉. 煤田地質(zhì)勘查常見事故原因分析[J]. 能源與節(jié)能，2013（10）.

[5]黃東輝.煤田地質(zhì)勘查中水文孔固井工藝的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2013（4）.