關于煤礦井下探放水現(xiàn)場施工及質量控制

張義忠

（山西大同永定莊煤業(yè)公司， 山西 太原 037024）

1 煤礦井下探放水現(xiàn)場和鉆場位置的選定

煤礦井下探放水工作的首先要對煤礦井下實際情況進行勘測和分析，對水的來源和水害等級進行評估和預測[1]。具體來講，主要的工作有以下幾點：首先，要對探放水現(xiàn)場、鉆場本身的安全性進行評估，主要是分析現(xiàn)場施工及系統(tǒng)工作是否會給施工人員和生產(chǎn)人員帶來影響，同時要明確鉆場周邊圍巖是否穩(wěn)定，避免在施工過程中出現(xiàn)圍巖破裂、垮塌的情況；其次，要結合對井下水的分布位置和來源進行勘測，再結合井下探放水現(xiàn)場及鉆場的設計，明確水的排放位置、排放量、排放速率、路徑等，再針對性選擇合適的水泵，做好排水系統(tǒng)及管路系統(tǒng)的設計；接下來，通過勘測明確是否存在有透水風險的位置，此位置嚴禁進行探放水，而是結合實際情況制定針對性的處理措施；最后，選擇探放水現(xiàn)場和鉆場位置時，要避開地質結構不穩(wěn)定的地方，如褶皺變化帶、土層松軟帶、斷層破碎帶等，應當選擇地層整體性好、圍巖穩(wěn)定的位置。

2 煤礦井下探放水鉆機和放水套管的安設要點

2.1 鉆機設備系統(tǒng)的安裝

在選定井下探放水和鉆場位置之后，要由技術人員根據(jù)現(xiàn)場勘察分析，選定具體的鉆機安裝位置，并且要確定好安裝坡度。然后，在鉆孔對側的墻體、底板位置，要鋪設舊風筒，并采用相應的措施進行加固。避免大量涌水時對幫底進行沖刷，導致鉆機無法正常開展工作。在鉆機的底腳部位，要根據(jù)實際情況墊上枕木，在枕木安裝過程要保證設備穩(wěn)定，并通過合理的方式進行穩(wěn)定性測試。在循環(huán)水窩的設置方面，要結合施工現(xiàn)場的特點，選定位置[2]。一般情況下，將循環(huán)水窩設定在鉆機系統(tǒng)的下方是比較合理的方式，并且需要保證其容量與設計的探放出水量相符。在鉆機系統(tǒng)整體安裝好之后，需要針對探放水的方向和水的路徑，給鉆機系統(tǒng)安裝擋水板，并設置必要的防護裝置，一方面避免水入侵鉆機系統(tǒng)，另一方面也為了保證設備安全。

2.2 放水套管的安裝

一般情況下，在煤礦井下探放水系統(tǒng)安裝完成之后，單依靠該系統(tǒng)可能會遭遇放水量過大，對探放水現(xiàn)場造成破壞的問題。因此，安裝限量放水的套管系統(tǒng)成為重要的環(huán)節(jié)，也是如今煤礦探放水系統(tǒng)科學化設計的典型體現(xiàn)。

具體來講，需要根據(jù)煤礦井下探放水現(xiàn)場實際情況，選擇尺寸合適的套管材料。然后，在探放水系統(tǒng)工作前，都需要安裝套管，避免水在巷道內(nèi)四處流淌，以及沖刷鉆孔。套管的安裝需要明確好位置，然后打2 m 左右的套管眼，再進行安裝和固定。

3 現(xiàn)場施工要點

3.1 鉆孔施工及耐壓試驗

煤礦井下探放水鉆孔施工時，采用Φ113 mm 鉆頭進行開孔作業(yè)。開孔時，要保持鉆機勻速鉆進，避免強度過高影響鉆孔質量[3]。鉆孔深度與設計的套管安裝深度相符，一般為2 m 左右。鉆孔完成后，安裝Φ108 mm 的套管，然后噴注水泥砂漿固定套管。接下來，在套管合適位置使用Φ75 mm 的符合片鉆頭進行開口，然后開展耐壓試驗，評估套管本身質量和施工質量。套管耐壓試驗的壓力應當設定在0.8 MPa 左右，試驗時長要大于0.5 h。整個試驗過程中，孔壁及套管任何位置都沒有出現(xiàn)漏水和滲水問題，則證明安裝到位。

3.2 封孔固管工藝

在套管安裝好之后，安裝套管的螺絲零件，然后保證套管閥門打開，向套管內(nèi)部注入清水，用以清除套管內(nèi)部的雜質，避免堵塞影響未來的放水效率。清管完成之后，再往孔內(nèi)注入合成樹脂封孔劑材料，直到封孔劑完全覆蓋溢出孔口，待其自然固結[4]。

3.3 安裝防噴控水裝置

需要根據(jù)探放水系統(tǒng)實際情況，安裝防噴控水裝置，該裝置又分為固定和活動兩種類型。固定部分要在套管閘閥安裝完成之后，使用4 寸法蘭盤膠墊，將其安裝至閘閥位置。而活動部分要使用3 寸法蘭盤以及軟膠墊，將其安裝在鉆桿上。需要注意的是，打孔時，要將固定部分和活動部分之間的距離控制在20 cm 以上，目的在于避免膠墊過度磨損。如果鉆孔出水量過大，并且此時無法通過拔出鉆桿的方式來控水，那么就要立即將膠墊和法蘭盤移動到指定位置，然后使用螺栓固定好，等待孔口不再出水之后，關閉三通閥門，達到控水的目的。

3.4 透空放水

鉆孔施工過程中，當施工至所預計的老空深度前約2 m 的位置時，需要對排水系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行評估。確保排水系統(tǒng)正常運轉、技術人員各就各位的前提下，再繼續(xù)進行鉆孔施工。在此同時，對鉆孔位置的瓦斯涌出情況進行實時監(jiān)測，如果瓦斯?jié)舛冗^高，需要停止施工，采用合適的方式做好瓦斯排出[5]。確定安全之后，再進行繼續(xù)施工。施工過程中，要對整個過程進行統(tǒng)一指揮和管理，確保排水、清淤和放水工作人員做好配合，保證施工和排水工作順利進行。

4 煤礦井下探放水現(xiàn)場施工質量控制措施

為了充分保證現(xiàn)場施工的質量和安全性，需要做到以下幾點：

1）煤礦企業(yè)管理人員需要建立以人為本和安全生產(chǎn)的思想，充分認識到井下探放水施工的重要性，在此基礎上明確探放水施工方案的合理性；

2）需要對所有參與井下探放水系統(tǒng)施工的人員進行專業(yè)考核和培訓，一方面提高其專業(yè)技術能力，另一方面提升其職業(yè)素養(yǎng)和責任意識；

3）在井下探放水系統(tǒng)施工方案的制定中，要對煤礦井下地質構造、水文條件、采空區(qū)和作業(yè)面環(huán)境進行全面勘察，再采用科學的方式進行施工方案的制定；

4）煤礦企業(yè)要積極引進先進技術工藝，比如通過計算機系統(tǒng)模擬探放水系統(tǒng)方案科學性，通過傳感器系統(tǒng)對探放水鉆孔水文及空氣成分進行實時監(jiān)測，基于先進技術提高煤礦井下探放水系統(tǒng)施工質量和實用效果；

5）針對探放水系統(tǒng)的施工制定嚴格的現(xiàn)場管理制度，將所有權責落實到位，對施工現(xiàn)場實行巡檢制度，及時發(fā)現(xiàn)工藝不達標、施工不規(guī)范等情況，落實獎懲制度，提高所有人員的工作積極性和嚴謹性[6]。

5 結語

1）需要基于全面科學的勘察，做好整個探放水系統(tǒng)的方案設計和可行性分析；

2）在具體施工中，要根據(jù)實際情況，嚴格按照技術規(guī)范，選擇合適的探放水設備系統(tǒng)和施工工具，保證鉆孔質量，做好設備的防護。

3）在施工中做好現(xiàn)場檢測、可行性試驗，以及現(xiàn)場人員的管理，都是提高井下探放水系統(tǒng)施工質量的關鍵。