瓦斯抽放钻孔涌水综合治理技术实践

1、 瓦斯抽放钻孔涌水综合治理技术实践 摘要：对于瓦斯抽放钻孔的涌水问题，需加强对涌水的原因分析及防治，从而保证其施工安全和质量。基于此，本文阐述了某矿瓦斯抽放钻孔施工中的出水原因,并详细探讨了其涌水治理技术。关键词：瓦斯抽放钻孔；涌水；综合治理煤矿技术人员对探放水钻孔孔口管路固定进行了广泛的研究，并取得了一定的成果，然而，因瓦斯抽放钻孔的布置层位、方位的特殊性，此外，瓦斯抽放钻孔围岩由于抽采负压容易造成煤体破碎，以及后期可能与工作面采空区导通等，极易导致孔口管路封孔固结不严、后期涌水增大而造成安全事故，因而有必要采用可靠的治理技术。一、涌水简介涌水又称突水。地下峒室、巷道施工过程中，穿过溶洞发育

2、的地段，尤其遇到地下暗河系统，厚层含水砂砾石层，及与地表水连通的较大断裂破碎带等所发生的突然大量涌水现象。它对地下工程的施工危害较大，涌水不仅给施工带来困难，并且也是造成地下洞室围岩失稳、大坝基坑渗透破坏或边坡塌滑的重要原因。如中国京广铁路的大瑶山隧洞，在施工中遇到规模大的断层破碎带或喀斯特发育的地段，均发生挟带泥沙的大量突然涌水，并且随着地下水的涌出，塌方频繁发生，从而严重影响施工的顺利进行。二、工程概况某煤矿生产规模为600万t/a，采3号煤层，其底板标高为334.35579.25m，埋深300570m。该矿在w4307回风顺槽施工132-1#瓦斯抽放钻孔，施工至118m时，发现岩石出水量

3、达到20m3/h。其钻孔倾角+7，方位角139，钻孔直径94mm。瓦斯抽放钻孔打钻开孔位置在巷帮距底板2m处，不设套管，目前水量稳定在28m3/h，出水后未移动施工钻机。根据已公开地质资料显示，132-1#钻孔在123m处存在fw-159逆断层，走向北偏西25，倾向北偏东65，倾角51，落差18m。根据钻探出水情况，预计132-1#瓦斯抽放钻孔与3#煤底板太灰水导通，出水钻孔处标高+512m，该区域平均奥灰水头标高为+650m，取水压为1.38mpa。三、治理技术1、治理目的。因132-1#瓦斯抽放钻孔可能与3#煤底板太灰水导通，水压1.38mpa，为保证钻孔的放水效果，防止后期涌水量突然增加

4、，造成伤人和淹井等安全事故的发生，需对出水钻孔进行有效治理。因瓦斯抽放钻孔在打钻施工过程中出水，为防止退钻后出现涌水事故，在不起拔原有钻孔钻杆的同时，对钻孔进行下套管固管并在孔口安装阀门，对钻孔出水进行有效管制，恢复放水效果。2、施工技术工艺l)设备参数。充分利用井下现有的钻机设备进行钻孔扩孔施工，并采用泥浆泵进行注浆封孔固管。钻机采用dy4000s型全液压坑道钻机，钻机尺寸（长宽高）2380mm1300mm1520mm，钻机功率55kw，主机重量为1500kg，泵站重量为750kg，操纵台重量为190kg，额定工作电压为660v/1140v；注浆泵bw-250型泥浆泵，功率22kw，额定工作

5、电压660v/1140v。2)钻孔扩孔利用现场钻机将孔内钻杆切开至距离孔口位置500mm，用套孔钻杆沿钻杆方向扩孔。开孔孔径为173mm，利用146mm套孔钻杆前端装173mm钻头进行扩孔，扩孔长度11m后取出，下入170mm止水器携带146mm控水管至孔底，套管长度为1om，然后168mm控水管再随着146mm控水管下入，打开止水器，安装146mm控水管与168mm控水管相间环状间隙专用注浆装备，从146mm和168mm控水管中间往里旋转式翻浆，浆液从168mm控水管外壁翻出。透孔孔径为133mm，利用108mm套孔钻杆前端装133mm钻头进行扩孔，扩孔长度21m后取出，下入130mm止水器

6、携带127mm控水管至孔底，套管长度为20m，然后127mm控水管再随着108mm控水管下入，打开止水器，安装127mm控水管与108mm控水管相间环状间隙专用注浆装备，从127mm和108mm控水管中间往里旋转式翻浆，浆液从127mm控水管外壁翻出。扩孔要求：在钻孔扩孔时，钻进速度不宜过快，应采用匀速慢进的方法，并时刻观察钻孔返水情况。遇到钻孔返水量变小、不返水等钻孔返水量突变等现象，已扩孔钻孔供水不正常时，必须退钻，等钻孔返水恢复正常才可继续钻进，不允许干式钻进。3)注浆固管。安装套管后开始注浆固管施工，包括以下步骤：施工前准备好注浆设备、材料、管路等。为保证注浆效果，观测注浆压力，需在注

7、浆泵安装压力表，量程不小于lompa，预备搅拌棍、搅拌铁皮桶及封孔固管注浆材料，并提前准备好孔口套管和高压胶管的变径接头，在孔口管焊接12mm钢管用变径接头与注浆用高压胶管连接。进行钻孔冲洗施工，将钻具下入注浆孔底，连接清水冲洗钻孔，时间1015min，每个注浆孔注浆均需延长注水冲孔时间，尽可能将孔底冲洗干净。注浆采用孔外注浆方式，在准备好的铁质水桶内搅拌浆液，用人工搅拌法完成浆液配制。先按比例往水箱注入一定量清水，然后缓慢倒入封孔材料，水与封孔材料配比重量为1:1.5，注浆前需进行严格的计算，一定要保证浆液用量。当注浆泵上压力表达到3mpa时，开泵注浆。浆液通过套管与煤壁间的空隙压进，从套管

8、内反出浆液后停止注浆。注浆结束后，及时清洗注浆泵。4)透孔试压。采用133mm、94mm套孔钻头分别对两级套管进行透孔测压，如压力达不到要求必须进行复注，固管压力不低于3mpa，稳压30min。5)耐压试验及安装阀门。瓦斯抽放钻孔扩孔及注浆固管施工结束后，在钻孔孔口安装法兰、四通、分水阀、注水测压阀、压力表等钻孔测压系统对钻孔进行耐压试验。要求试验时孔口压力不小于3mpa，稳压时间不少于30min，试验钻孔周边无泄漏水，压力稳定，水池内的水降耗不超10%合格后方可安装孔口阀门。四、效果分析采用以上技术措施对132-1#瓦斯抽放钻孔打钻出水后进行治理，通过对瓦斯抽放钻孔扩孔后安装孔口管和注浆封孔

9、固管，在不起拔现有钻孔钻杆的情况下，解决了瓦斯抽放钻孔出水治理时孔口管的安装和封孔固结问题，保证了孔口管路的固结效果。在瓦斯抽放钻孔安装阀门并进行放水的过程中，钻孔无破坏，孔口管固定牢固，无松动，钻孔关闭封堵严实，未出现渗水和涌水现象，试验表明瓦斯抽放钻孔固结及放水效果良好。五、结语结合瓦斯抽放钻孔施工区域地质条件，对瓦斯抽放钻孔揭露的断层与含水岩层的水力联系进行分析，推断了该矿w4307回风顺槽瓦斯抽放钻孔出水原因。为了保证钻孔的放水效果，防止后期涌水量突然增大而出现安全事故，采用井下现有设备，在不起拔孔内钻杆的情况下进行钻孔扩孔、安装孔口管、注浆固管并安装阀门控制放水，在放水过程中钻孔无破坏，孔口管壁无渗水、涌水