下底板巷地質(zhì)鉆孔施工技術(shù)探討(生產(chǎn)部)

1、21031下底板巷地質(zhì)鉆孔施工技術(shù)探討（技術(shù)革新）龍山煤業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)部二一三年二月21031下底板巷地質(zhì)鉆孔施工技術(shù)探討 Biquangui1施工區(qū)概況21采區(qū)21031工作面位于龍山向斜東北翼，本區(qū)為單斜構(gòu)造，煤層產(chǎn)狀變化不大，走向變化不大，煤層傾角1015，平均12，本區(qū)開(kāi)采的二1煤，位于山西組底部，上距鮞狀鋁土質(zhì)泥巖（A層）75m，下距C3L8灰?guī)r35m，大煤偽頂不發(fā)育。直接頂為泥巖，砂質(zhì)泥巖，厚1.93m，平均2.5m，老頂為中粒砂巖，厚2031m，平均25.5m，直接底為炭質(zhì)泥巖和泥巖，厚511m，平均8m，煤層厚度4.085.51m，平均4.81m。容重1.46t/m。在二一采區(qū)

2、的21031下底板抽放巷地質(zhì)鉆孔施工過(guò)程中，鉆探塌孔現(xiàn)象是較多見(jiàn)的。在所有鉆探事故中，塌孔事故要占一半以上，而且塌孔事故嚴(yán)重影響鉆探施工進(jìn)度，（開(kāi)始每次打鉆都要影響3-5個(gè)小班）。塌孔事故主要原因是該地區(qū)位于三維地震地質(zhì)異常區(qū)，構(gòu)造復(fù)雜，（斷層3條FD1、FD5、Fs8，可能還會(huì)有伴生小斷層存在）地層松軟，巖石破碎等原因造成的。2構(gòu)造區(qū)地質(zhì)鉆孔打鉆的主要難點(diǎn)該地區(qū)打鉆的主要難點(diǎn)是塌孔、堵孔和卡鉆，這些現(xiàn)象在松軟巖層中打鉆經(jīng)常出現(xiàn)，甚至是頻繁出現(xiàn)，致使無(wú)法打深孔，處理塌孔事故難度較大，如果處理不當(dāng)還會(huì)增大處理難度，出現(xiàn)卡鉆、埋鉆、抱死鉆桿現(xiàn)象，出現(xiàn)卡鉆時(shí)，不僅不能繼續(xù)鉆進(jìn)，還有可能丟失鉆桿，造成

3、打撈困難，甚至無(wú)法打撈，給生產(chǎn)造成影響。2.1塌孔和卡鉆原因分析塌孔原因主要是巖層松軟塌孔周?chē)谒疀_刷的情況下連續(xù)不斷地塌孔，越垮塌空間越大，孔內(nèi)積存的碎渣越來(lái)越多，碎渣越多越不能及時(shí)排出孔外，此時(shí)應(yīng)立即帶水旋轉(zhuǎn)起鉆，千萬(wàn)不可停水，待鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)正常，孔內(nèi)返水帶渣減少時(shí)，開(kāi)始小心緩慢下鉆。如果發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)吃力，再次起鉆，反復(fù)以上過(guò)程，直到不再塌孔，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)正常，方可繼續(xù)鉆進(jìn)。如果以上操作仍不能解決問(wèn)題，塌孔現(xiàn)象仍在繼續(xù)，而且越來(lái)越嚴(yán)重，說(shuō)明此時(shí)發(fā)生埋鉆、卡鉆、抱死鉆桿的危險(xiǎn)性越大，應(yīng)及時(shí)把鉆桿全部拔出孔外?？ㄣ@是與塌孔相聯(lián)系和同時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象，塌孔時(shí)未能及時(shí)退出鉆桿，破碎的巖渣將鉆桿和鉆頭箍緊，

4、排渣不力，孔內(nèi)碎渣增多，此時(shí)仍然鉆進(jìn)，使堵孔、塌孔的范圍不斷擴(kuò)大，造成鉆桿和鉆頭箍緊，出現(xiàn)抱死鉆桿現(xiàn)象，鉆頭無(wú)法進(jìn)退。2.2構(gòu)造區(qū)地質(zhì)鉆孔施工技術(shù) 1穩(wěn)固鉆機(jī)。 首先要根據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)固定鉆機(jī)，鉆機(jī)底部用墊木墊在實(shí)底上，要用立柱牢固控制鉆機(jī)的位置，防止鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中震動(dòng)。鉆機(jī)震動(dòng)將會(huì)造成鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中擺動(dòng)或閃動(dòng)，形成鉆孔偏離中心，孔壁不平直，增加阻力，削弱前進(jìn)能力，或孔壁受鉆桿擺動(dòng)影響而破壞，增加塌孔、堵孔的形成條件，這是打鉆前的重要環(huán)節(jié)。2鉆孔充分排渣。 排渣通暢與否，直接關(guān)系到鉆孔的成敗，它會(huì)造成堵孔、卡鉆，而且會(huì)卡死鉆桿導(dǎo)致廢孔。鉆孔排渣依托2個(gè)條件：打鉆的速度（每根鉆桿不能低于30mi

5、n）和水量要不大不?。灰?guī)范操作。21集中運(yùn)輸巷和21041下底板抽放巷地質(zhì)鉆孔施工中，規(guī)范操作對(duì)順利打鉆起到了決定作用。鉆進(jìn)過(guò)程中注意觀察排渣情況，排渣不利時(shí)要及時(shí)采取退鉆措施，在排渣不順的情況下不能強(qiáng)拔硬進(jìn)，只有在充分排渣后使鉆桿活動(dòng)后再進(jìn)或再退。當(dāng)孔內(nèi)碎渣變成泥團(tuán)，單純送水無(wú)法充分排渣時(shí)，采用多退鉆，反復(fù)進(jìn)退的辦法來(lái)解決。（3）掌握給進(jìn)壓力和鉆進(jìn)速度。鉆機(jī)給進(jìn)壓力的極限是固定的，不同層段要掌握不同的給進(jìn)壓力，當(dāng)給進(jìn)壓力突然升高時(shí)必須采取果斷措施：停止鉆進(jìn)，進(jìn)行空轉(zhuǎn)排渣；撤鉆退鉆。鉆進(jìn)速度必須保持適當(dāng)，破碎巖層中鉆進(jìn)主要是降速，通過(guò)降速充分排渣，減少沉渣，同時(shí)也起到降低給進(jìn)壓力的作用。所以在

6、構(gòu)造區(qū)鉆進(jìn)時(shí)速度要比其它地區(qū)慢，記錄鉆進(jìn)速度可用每根鉆桿鉆進(jìn)所用的時(shí)間。在21集中運(yùn)輸巷和21041下底板抽放巷打鉆時(shí)一般掌握每根鉆桿約30min，給進(jìn)壓力5MPa以下。（4）卡鉆兩種處理方式。如果孔內(nèi)出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，而且鉆桿在孔內(nèi)有上、下彈跳現(xiàn)象，鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)，說(shuō)明孔底巖石裂隙發(fā)育，孔內(nèi)有活動(dòng)碎石，而且?guī)r石比較堅(jiān)硬。在這種情況下，起鉆后可直接向孔內(nèi)注漿，因?yàn)閹r石脆性強(qiáng)，裂隙暢通，容易注漿，當(dāng)裂隙注滿(mǎn)升壓以后即可。待漿液凝固48h以后，可以?huà)呖足@進(jìn)。如果在鉆探過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)壓力逐漸增大，旋轉(zhuǎn)速度逐漸變慢，噪聲增大，感覺(jué)明顯吃力，鉆桿有扭勁現(xiàn)象，說(shuō)明孔底遇到了松軟巖層，在鉆頭和鉆桿的攪動(dòng)下越

7、堆越多，越攪越碎，越攪越實(shí)在，最終把鉆桿抱死。遇到這種情況，應(yīng)應(yīng)及時(shí)把鉆桿全部拔出孔外進(jìn)行注漿。但是，軟巖注漿和裂隙巖層注漿是截然不同的，而且軟巖注漿是很難注進(jìn)去的。此時(shí)應(yīng)該把原來(lái)的鉆頭去掉，換上一個(gè)一子形鉆頭，或者干脆不帶鉆頭（目的是為了防止塌孔埋鉆拔不出來(lái)鉆桿），把鉆桿下到孔底，用水反復(fù)沖洗鉆孔，盡可能地多沖出巖石碎渣，讓塌孔部位充分片幫，形成一個(gè)空間。此時(shí)，停止沖水，把鉆桿與注漿管連接，從鉆桿中間注入漿液到孔底，在注漿壓力作用下，孔底漿液向上頂起沉淀的巖石碎渣，并向上移動(dòng)。移動(dòng)一定距離后，由于上部孔壁完好，鉆桿周?chē)沫h(huán)狀間隙很小，底部上升的巖石碎渣會(huì)擠緊在這里，把漿液封死在孔底塌孔部位，

8、注漿壓力會(huì)逐漸上升，漿液不僅充滿(mǎn)了塌孔空間，而且也擠入巖石縫隙，如加固了松軟巖層。此時(shí)，應(yīng)停止注漿，把鉆桿從孔內(nèi)拔出，等到漿液凝固后，原塌孔部位已經(jīng)形成為一個(gè)水泥大塊，當(dāng)再次打鉆時(shí)會(huì)很容易地通過(guò)。3構(gòu)造區(qū)地質(zhì)鉆孔施工效果 在21031下底板抽放巷應(yīng)用該技術(shù)前，每次打鉆都要影響3-5個(gè)小班，單孔最大深度約60m，平均深度30m。不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)不斷實(shí)踐研究改進(jìn)該地區(qū)施工技術(shù)，單孔最大深度達(dá)80m，平均深度60m，每次打鉆都減少影響3-5個(gè)小班，不但解決了在該地區(qū)施工地質(zhì)鉆經(jīng)常塌孔、卡鉆的技術(shù)問(wèn)題提高了地質(zhì)鉆施工的工作效率，也間接的提高了該地區(qū)的掘進(jìn)速度，保證了該地區(qū)的工作任務(wù)順利完成，進(jìn)一

9、步探清了該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及距離煤層的準(zhǔn)確距離，為實(shí)現(xiàn)該地區(qū)安全生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)21031下底板抽放巷的打鉆試驗(yàn)，摸索出了一條在構(gòu)造區(qū)施工地質(zhì)鉆孔的捷徑，掌握了具體的操作技巧，總結(jié)了一些施工參數(shù)，為我礦的超前鉆探工作奠定了基礎(chǔ)。 龍山煤礦科技成果驗(yàn)收申請(qǐng)書(shū)成果名稱(chēng)21031下底板巷地質(zhì)鉆孔施工技術(shù)探討成果類(lèi)型技術(shù)革新起止日期2013.1-2013.8完成單位生產(chǎn)技術(shù)部成果完成人楊小永、高占峰、周全濤、劉松岳 聯(lián)系人楊小永電話(huà)任務(wù)來(lái)源21礦計(jì)劃 2.部門(mén)計(jì)劃 3.計(jì)劃外有無(wú)密級(jí)21.有 2.無(wú) 成果技術(shù)情況簡(jiǎn)介：1、創(chuàng)新點(diǎn)：解決了地質(zhì)鉆在構(gòu)造區(qū)施工時(shí)塌孔、卡鉆、堵孔等技術(shù)問(wèn)題

10、，提高了地質(zhì)鉆施工的工作效率，進(jìn)一步探清了該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及距離煤層的準(zhǔn)確距離，為實(shí)現(xiàn)該地區(qū)安全生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)為掘進(jìn)提供了時(shí)間保證。2、經(jīng)濟(jì)（安全）效益推廣價(jià)值： 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：楊小永 2013年2月28日申請(qǐng)驗(yàn)收單位意見(jiàn)： 單位領(lǐng)導(dǎo)： 單位蓋章年 月 日成果類(lèi)型填寫(xiě)：五小成果、技術(shù)革新、“四新推廣”、應(yīng)用研究。驗(yàn)收意見(jiàn)應(yīng)著重從技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)、解決的問(wèn)題和產(chǎn)生的效益方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。龍山煤礦科技成果驗(yàn)收記錄表成果名稱(chēng)21031下底板巷地質(zhì)鉆孔施工技術(shù)探討成果類(lèi)型技術(shù)革新起止日期2013.1-2013.8完成單位生產(chǎn)技術(shù)部成果完成人楊小永、高占峰、周全濤、劉松岳成果技術(shù)情況簡(jiǎn)介：1、創(chuàng)新點(diǎn)：解決了地質(zhì)鉆在構(gòu)造區(qū)施工時(shí)塌孔、卡鉆、堵孔等技術(shù)問(wèn)題，提高了地質(zhì)鉆施工的工作效率，進(jìn)一步探清了該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及距離煤層的準(zhǔn)確