一种井下灰岩探放水钻孔施工方法技术

本发明专利技术公开了一种井下灰岩探放水钻孔施工方法，采用第一次钻孔、封孔固管、耐压试验；第二次钻孔、封孔固管、耐压试验，进一步优化了施工井下灰岩探放水钻孔技术，本发明专利技术的有益效果：通过改进一路套管封孔、注浆工艺后，一次注浆就能满足保压要求，提高了施工效率，保障了施工的安全性，提高了施工的有效性。

A Drilling Method for Exploration and Drainage of Underground Limestone

The invention discloses a borehole construction method for underground limestone exploration and drainage, which adopts the first borehole, sealing pipe and pressure test, and the second borehole, sealing pipe and pressure test to further optimize the borehole construction technology for underground limestone exploration and drainage. The beneficial effect of the invention is that after improving the sealing and grouting technology of one-way casing, one-time grouting can meet the requirement of pressure preservation and raise the pressure. It improves the efficiency of construction, guarantees the safety of construction and improves the effectiveness of construction.

【技术实现步骤摘要】
一种井下灰岩探放水钻孔施工方法
本专利技术涉及一种煤矿开采灾害防治技术，尤其涉及的是一种井下灰岩探放水钻孔施工方法。
技术介绍
淮南矿区煤层有26层，划分五个组，从下往上依次是A、B、C、D、E组，A组煤是淮南矿区可采煤层最下面的一个层组，含可采煤层1至2层，累厚平均约7m，储量达17.5亿吨。A组煤相对上部各组煤层来讲，煤质优，发热量高，达到6000大卡以上，较其他组均高，而且煤种好，为1/3焦煤，可作为炼焦煤，而且该组煤煤层厚，1、3煤层合起来平均厚度达7m。另外，浅部受风氧化影响，部分瓦斯已经释放，瓦斯含量相对较低。因为这些优点，A组煤被人们喻为矿区的“新粮仓”。淮南煤田下(A)组煤距太原组灰岩(简称太灰)仅18～26m，老区开采过程中多次发生底板灰岩突水淹井事故。多年研究认为，太灰上段(1～4灰)是1煤开采的直接充水含水层，其中3、4灰厚度大且稳定，富水性相对强；中段(5～11灰顶板)为薄灰岩夹于泥岩、砂岩间，可认为是相对隔水层；下段(11～13灰)为深部奥陶系厚层灰岩高承压水。由于受底板高承压岩溶裂隙水的水害威胁，淮南煤田下(A)组一直未能实现理想化的开采。随着淮南矿区深部煤层的开采，A组煤底板灰岩水治理成为重点，现有的施工井下灰岩探放水钻孔(穿层钻孔)技术，仍有可能导致涌水事故的发生，安全性有待提高。以往在下第一(路)套管，由于巷道受到井下采掘活动，围岩裂隙发育比较明显，一路套管耐压试验不能满足防治水要求，套管周围岩壁出现滴水、渗水现象，需要反复注浆，才能达到套管保压要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种解决
技术介绍
中安全性不高的井下灰岩探放水钻孔施工方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术公开了一种井下灰岩探放水钻孔施工方法，包括以下步骤：(1)先采用第一钻头钻孔，后采用第一扩孔钻头进行次扩孔，得到第一钻孔，扩孔完成后，对第一钻孔进行清洗；(2)向第一钻孔内下第一套管，当第一套管的底端距第一钻孔的孔口1.3m-1.7m时，将搅拌好的稠水泥与棉纱裹到第一套管外表并使用扎丝扎紧，将上面糊上稠水泥的第一套管继续向第一钻孔内抵，边裹边抵，抵到第一套管上的底端距第一钻孔的孔底10mm以上处为止，并在第一套管的管口处预留280-350mm；(3)向第一套管与第一钻孔之间的空隙内下铁管，铁管孔口向上弯曲，使用黄沙和水泥的混合泥土将孔堵实；(4)待混合泥土凝固后，在第一套管的管口安装与之匹配的第一法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第一钻孔进行注浆封孔；(5)常温下，注浆水凝固后，采用第二钻头进行钻孔，然后进行耐压试验，确保第一套管无松动，无漏水方可继续施工，否则重复第(4)步骤的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(6)耐压试验合格后，采用第二钻头继续钻进，得到第二钻孔；(7)向第二钻孔下第二套管，第二套管的管口处预留800-1000mm，在第二套管的管口安装与之匹配的第二法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第二钻孔进行全孔注浆封孔；(8)常温下，注浆水凝固后，采用第三钻头扫孔钻进，然后进行耐压试验，确保孔口套管无松动，无漏水方可继续钻进，否则重复步骤(7)中的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(9)耐压试验合格后，在第二法兰盘上安装高压闸阀，检查排水系统可靠；(10)检查排水系统可靠后，采用第三钻头钻进至设计孔深。作为进一步的优化，所述步骤(1)中第一钻头为Φ94mm复合片钻头，第一扩孔钻头为Φ196mm扩孔钻头，第一钻孔深度为10m。作为进一步的优化，所述步骤(2)中第一套管的直径为Φ146mm，长度为8m。作为进一步的优化，所述步骤(4)中采用的注浆水，其中水与水泥的重量比为0.7：1。作为进一步的优化，所述步骤(5)中的第二钻头为Φ133mm钻头。作为进一步的优化，所述步骤(6)中的第二钻孔深度为22m。作为进一步的优化，所述步骤(7)中的第二套管的直径为Φ108mm，壁厚4.5mm，长度为21m。作为进一步的优化，所述步骤(8)中的第三钻头为Φ94mm复合片钻头。作为进一步的优化，所述步骤(4)与步骤(7)中的注浆压力为8～10MPa。作为进一步的优化，所述步骤(5)与步骤(8)中的耐压试验的试验压力为8～10MPa，持续保压时间大于30min。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术改善了以往在下第一路套管时，由于巷道受到井下采掘活动，围岩裂隙发育比较明显，一路套管耐压试验不能满足防治水要求，套管周围岩壁出现滴水、渗水现象，需要反复注浆，才能达到套管保压要求；通过改进一路套管封孔、注浆工艺后，一次注浆就能满足保压要求，提高了施工效率，保障了施工的安全性，提高了施工的有效性。附图说明图1是本专利技术一种井下灰岩探放水钻孔施工方法的示意图；图2是图1中A处的放大图。图中标号：第一套管1、第一法兰盘11、第二套管2、第二法兰盘21、高压闸阀3、钻杆4。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例公开一种井下灰岩探放水钻孔施工方法，包括以下步骤：(1)先采用第一钻头钻孔10m，后采用第一扩孔钻头进行次扩孔10m，得到第一钻孔，扩孔完成后，对第一钻孔进行清洗，第一钻头为Φ94mm复合片钻头，第一扩孔钻头为Φ196mm扩孔钻头，第一钻孔直径为Φ196mm，深度为10m，即图1中，D1＝Φ196mm，L1＝10m；(2)向第一钻孔内下直径为D2＝Φ146mm，长度为8m的第一套管1，当第一套管1的底端距第一钻孔的孔口1.3m-1.7m时，本实施例中，选取1.5m，将搅拌好的稠水泥与棉纱裹到第一套管1外表并使用扎丝扎紧，本实施例中的稠水泥的水灰体积比为0.5:1，将上面糊上稠水泥的第一套管1继续向第一钻孔内抵，边裹边抵，抵到第一套管上的底端距第一钻孔的孔底10mm以上处为止，并在第一套管的管口处预留280-350mm，此处预留300mm；(3)向第一套管1与第一钻孔之间的空隙内下铁管，铁管长2-3m，铁管为4分铁管，铁管孔口向上弯曲，当返浆管使用，也能当做注浆管使用，确保孔壁与第一套管1之间水泥浆液能注实，使用黄沙和水泥的混合泥土将第一套管1与第一钻孔之间的空隙堵实，此处混合泥土厚度为50mm，为了加速凝结，黄沙和水泥的混合泥土加速凝剂；(4)待混合泥土凝固24小时后，在第一套管1的管口安装与之匹配的第一法兰盘11，第一法兰盘11距孔口平面不小于0.1m，此处留有0.15m，那么L2＝7.5m，并连接注浆管，可根据现场使用情况，增加转接头，使用注浆泵对第一钻孔进行注浆封孔，注浆压力为8～10MPa，此处选用10MPa，其中注浆水中的水与水泥的重量比为0.7：1，并加入工业盐和三乙醇胺，加入的比例为1袋水泥，(一袋水泥为50千克)，加入1公斤的工业盐与100ml的三乙醇胺；(5)常温下，注浆水凝固48小时后，采用直径为Φ133mm的第二钻头进行钻孔，钻进深度为9m，然后用清水进行耐压试验，耐压试验的试验压力为8～10MPa，此处选用10MPa(保证耐压试验压力不小于静水压力1.5倍值)，持续保压时间大于30min，确保第一套管1无松动，无漏水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下灰岩探放水钻孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先采用第一钻头钻孔，后采用第一扩孔钻头进行次扩孔，得到第一钻孔，扩孔完成后，对第一钻孔进行清洗；(2)向第一钻孔内下第一套管，当第一套管的底端距第一钻孔的孔口1.3m‑1.7m时，将搅拌好的稠水泥与棉纱裹到第一套管外表并使用扎丝扎紧，将上面糊上稠水泥的第一套管继续向第一钻孔内抵，边裹边抵，抵到第一套管上的底端距第一钻孔的孔底10mm以上处为止，并在第一套管的管口处预留280‑350mm；(3)向第一套管与第一钻孔之间的空隙内下铁管，铁管孔口向上弯曲，使用黄沙和水泥的混合泥土将孔堵实；(4)待混合泥土凝固后，在第一套管的管口安装与之匹配的第一法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第一钻孔进行注浆封孔；(5)常温下，注浆水凝固后，采用第二钻头进行钻孔，然后进行耐压试验，确保第一套管无松动，无漏水方可继续施工，否则重复第(4)步骤的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(6)耐压试验合格后，采用第二钻头继续钻进，得到第二钻孔；(7)向第二钻孔下第二套管，第二套管的管口处预留800‑1000mm，在第二套管的管口安装与之匹配的第二法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第二钻孔进行全孔注浆封孔；(8)常温下，注浆水凝固后，采用第三钻头扫孔钻进，然后进行耐压试验，确保第二套管无松动，无漏水方可继续钻进，否则重复步骤(7)中的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(9)耐压试验合格后，在第二法兰盘上安装高压闸阀，检查排水系统可靠；(10)检查排水系统可靠后，采用第三钻头钻进至设计孔深。...

【技术特征摘要】
1.一种井下灰岩探放水钻孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先采用第一钻头钻孔，后采用第一扩孔钻头进行次扩孔，得到第一钻孔，扩孔完成后，对第一钻孔进行清洗；(2)向第一钻孔内下第一套管，当第一套管的底端距第一钻孔的孔口1.3m-1.7m时，将搅拌好的稠水泥与棉纱裹到第一套管外表并使用扎丝扎紧，将上面糊上稠水泥的第一套管继续向第一钻孔内抵，边裹边抵，抵到第一套管上的底端距第一钻孔的孔底10mm以上处为止，并在第一套管的管口处预留280-350mm；(3)向第一套管与第一钻孔之间的空隙内下铁管，铁管孔口向上弯曲，使用黄沙和水泥的混合泥土将孔堵实；(4)待混合泥土凝固后，在第一套管的管口安装与之匹配的第一法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第一钻孔进行注浆封孔；(5)常温下，注浆水凝固后，采用第二钻头进行钻孔，然后进行耐压试验，确保第一套管无松动，无漏水方可继续施工，否则重复第(4)步骤的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(6)耐压试验合格后，采用第二钻头继续钻进，得到第二钻孔；(7)向第二钻孔下第二套管，第二套管的管口处预留800-1000mm，在第二套管的管口安装与之匹配的第二法兰盘，并连接注浆管，使用注浆泵对第二钻孔进行全孔注浆封孔；(8)常温下，注浆水凝固后，采用第三钻头扫孔钻进，然后进行耐压试验，确保第二套管无松动，无漏水方可继续钻进，否则重复步骤(7)中的注浆工作，直到通过耐压试验为止；(9)耐压试验合格后，在第二法兰盘上安装高压闸阀，检查...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晖，熊杰，王勇强，宋先平，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34