第10章 探放水作业

第十章探放水作业第一节探放水作业的质量控制及效果检验第二节钻探作业第三节注浆作业第四节探放水作业安全操作规范复习思考题第一节探放水作业的质量控制及效果检验探放水施工质量闭环管理的控制点主要包括欲探明可疑区域的确认、探放水施工设计及安全技术措施编制、施工管理、单孔验收、工程验收和总结、效果检验和可疑区排除等。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

一、探放水作业的主要步骤探放水作业的主要步骤是：欲探明可疑（目的）区域的确认→施工设计及安全技术措施审批→施工组织及管理→单孔验收→工程验收和总结报告。第一节探放水作业的质量控制及效果检验1.可疑（目的）区域的确认及设计审批地测或防治水的技术部门确认了可疑区域后，要根据可疑区域的水文地质情况编制探放水施工设计及安全技术措施，由总工程师主持，安监、生产、地测、通风、机电等部门参加，审核探放水设计和安全技术措施，审核批准后下发至施工单位，组织实施。第一节探放水作业的质量控制及效果检验探放水设计和安全技术措施的主要内容包括：①探放水地区的水文地质条件。②探放水巷道的开掘方向、施工次序、规格和支护形式。第一节探放水作业的质量控制及效果检验③探放水钻孔组数、个数、方向、角度、深度和施工技术要求及采用的超前距与帮距。④探放水施工与掘进工作的安全规定。⑤受水威胁地区信号联系和避灾路线的确定。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

⑥通风措施和瓦斯检查制度，要制定防止在探放水过程中瓦斯或其他有害气体涌出的防治措施。⑦防排水设施，如水闸门、水闸墙等的设计及水仓、水泵、管路、水沟等排水系统及能力的具体安排等。⑧水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施。第一节探放水作业的质量控制及效果检验2.探放水作业的施工及管理经审批的施工组织设计返回后，施工部门应及时组织学习和施工。在施工的过程中应严格遵守设计中规定的措施严格管理施工，并做好原始记录。施工中的异常应及时汇报相关技术负责部门，不得延报或瞒报施工中的异常，防止造成生产隐患。第一节探放水作业的质量控制及效果检验施工中要严格每班汇报制度，每班必须向调度室汇报当班的进度及施工情况，必须严格执行原始记录检查制度。第一节探放水作业的质量控制及效果检验3.探放水作业的工程验收（1）工程验收规定。为了杜绝水灾事故，保障职工人身安全，做好矿井水害的防治工作；严格落实“物探先行、钻探跟进、探掘分离、不探不掘”，确保探放水工作到位，为便于保证井下探放水现场管理规范，提高探放水工作的可靠性和连续性，进一步落实井下探放水责任制，特对井下探放水工作验收规定如下：第一节探放水作业的质量控制及效果检验①探放水设计必须合理、规范，在《探放水设计及安全技术措施》未经各部门领导审批之前，严禁擅自进行探放水作业。②在《探放水设计及安全技术措施》经各部门领导审批后，严格按照设计的方位、角度、孔深施工，每次钻探后要由矿主管领导组织安排探放水的验收工作，参加部门应由矿地测、安监、调度、通风、探放水队等相关部门组成。第一节探放水作业的质量控制及效果检验③探放水质量检查验收领导组要严格根据探放孔设计认真检查核对并在探放水验收表上签字，提出合理化意见，发现问题及时整改，当场不能解决的问题限期整改，并负责复查，谁签字、谁落实、谁负责。④矿有关部门对探放水地点进行不定期抽查，发现未按探放水设计及措施探水加重处罚。第一节探放水作业的质量控制及效果检验⑤验收内容以所批复的作业地点《探放水设计及安全技术措施》为准，未尽事宜可参照有关《煤矿安全规程》中第六章“第一节防治水的一般规定”和“第三节井下防治水”第259条至第277条的有关规定执行。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（2）工程验收。施工单位在完成施工任务后，应及时编写施工报告，就施工过程、管理、质量控制、完成的工作量、施工目的是否达成以及施工中的事故和异常的处理情况等事项做总结。第一节探放水作业的质量控制及效果检验地测等相关技术负责部门在接到施工单位的施工报告后，应及时组织相关单位验收，并对是否达到施工设计目标、可疑区是否消除、可否继续掘进等以书面形式给出明确结论。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

二、探放水施工的质量控制探放水施工任务的顺利完成，质量控制至关重要。其质量控制方法有事前、事中和事后控制。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（一）事前控制事前控制以预防为主，主要指施工前期技术准备阶段的一些质量关键点的控制方法和措施，主要包括施工设计、技术交底、质量交底、材料方面以及施工单位的基本情况等内容。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（1）施工设计控制，主要是控制设计的合法、合理、实用性等。设计时应正确执行国家相关的法律、法规和各项技术标准，根据施工目的和相关资料等做好设计。保证设计方案的技术经济合理性、先进性和实用性，达成施工目标，控制成本，保证技术成果的质量。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（2）技术交底控制，主要控制施工单位及监理（需要时）是否领会、“吃透”设计意图，有无可疑点，设计是否合理，设计目标可否顺利达成等。（3）质量交底控制，主要是明确设计中的质量目标在现有设备、技术手段的条件下能否顺利实施、可控，施工队伍可否有达成质量目标的设备、人员及技术储备等。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（4）材料控制，主要是明确现有材料可否满足达成施工目标的需要，同时应明确控制材料的采购、运输、储备及验收等关键环节的方法和措施，确保材料满足施工要求。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（二）事中控制事中控制主要是施工过程中一些质量关键点的控制方法和措施，包括施工组织设计的审查、施工组织以及施工过程的控制等。第一节探放水作业的质量控制及效果检验1.工程质量“三检”制度（1）自检，主要是施工单位自检。操作人员在操作过程中必须按相应的分项工程质量要求进行自检，并经班组长验收后，方可继续进行施工。施工员应督促班组长自检，为班组创造自检条件（如提供有关表格、协助解决检测工具等），要对班组操作质量进行中间检查。第一节探放水作业的质量控制及效果检验工种间的互检，上道工序完成后下道工序施工前，班组长应进行交接检查，填写交接检查表，经双方签字，方准进入下道工序。上道工序出成品后应向下道工序办理成品保护手续，而后发生成品损坏、污染、丢失等问题时由下道工序的单位承担责任。施工单位的技术负责及质检部门负责向上级质检部门报验。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（2）监检，主要是施工单位的上级质检机构抽检。上级质检部门对施工单位提出的报验申请，首先由施工单位填写请检单，由现场质检人员检查认可签字后转交技术人员进行检验并认可，在确认合格后报技术负责签认，同意后方可进入下道工序施工。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（3）质检，主要是上级质监部门或质监站检查。质检人员签认合格的施工段落、层次、部位等必须做好台账登记工作，在不定期检查时必须提供，并积极协助做好质量检查工作，确保各项检查工作的顺利开展。第一节探放水作业的质量控制及效果检验2.施工管理“三检”制度施工现场也应坚持“三检”管理制度，各级设立专职质量检查工程师和质检员，持证上岗，对施工过程的质量实施检查控制。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（1）自检，作业组织和作业人员的自我质量检验。（2）互检，施工班组内部互相的质量检查和前后班组之间的交接检查。（3）专检，专职质量管理人员的专业检查。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（三）事后控制事后控制是指根据当期施工结果与计划目标的分析比较，以检查验收为主。（1）以探放水设计为主要依据，检查设计完成情况。（2）要有完整的施工记录。（3）要客观分析异常情况。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

3.质量监督质量监督贯穿施工的全过程，主要有4个阶段的监督。①日常监督抽查，包括孔口管的长度、注浆密实度、设备的安设等。第一节探放水作业的质量控制及效果检验②施工人员资质情况审查。③过程验收、整体验收的审查；④施工档案（原始记录、施工组织设计等技术文件）审查等。第一节探放水作业的质量控制及效果检验（4）严格对每个钻孔进行质量验收，并进行质量评价，对不合格钻孔要重打或另外增加新钻孔。（5）对整个探放水工程存在问题提出整改意见，直至整改合格予以验收。（6）对工程质量进行全面评价，同时也对工程质量的事先控制、事中控制进行检验。第一节探放水作业的质量控制及效果检验总之，探放水施工质量的质量控制要求保证以下5个方面的工作：①组织工作，包括建立管理组织机构，制定工作制度，明确各方面业务关系，选择组织好施工队伍、材料和实施方案及安全施工的管理。第一节探放水作业的质量控制及效果检验②进度控制，包括施工进度、材料设备供应以及进度计划的编制和检查，施工组织设计的制定与实施，做好计划进度与实际进度的比较，及时调整进度计划。③质量控制，包括对施工质量、材料和设备质量监察，验收工作以及处理质量问题。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

④成本管理，包括编制施工预算，费用计划确定施工价格，对成本进行预测预控和成本核算，处理索赔事项和作出工程施工结算等。⑤外包工程，包括签订施工承包合同与专业分包合同，以及合同文件的准备；合同的谈判、修改、签订及合同执行过程中的管理等工作。第一节探放水作业的质量控制及效果检验

三、探放水施工的效果检验煤矿井下探放水施工效果检验主要分为3个方面。1.探水钻孔的效果检验第一节探放水作业的质量控制及效果检验探水钻孔的施工是对地层及含水空间含水、富水特征的探查，探水施工本身即是对施工效果的验证，探水钻孔的施工效果主要体现在钻孔结构设计、施工工艺、施工质量等方面。第一节探放水作业的质量控制及效果检验2.放水工程的效果检验放水工程包括井下超前探水过程中对局部富水区的放水、疏水降压工程中的放水工程、采空区积水疏放。第一节探放水作业的质量控制及效果检验针对超前探水过程局部富水区的放水工程，通过钻孔放水量、后续探水钻孔见水情况、物探对比验证方法，确定放水效果。针对疏水降压工程中的放水工程，通过观测孔确定放水试验所形成的“降落漏斗”，反映含水层水压疏降效果。通过放水试验，计算含水层水文地质参数，确定含水层可疏性。第一节探放水作业的质量控制及效果检验针对采空区积水疏放的放水工程，效果检验方法包括水文地质观测、物探方法和探水钻孔方法。水文地质观测法指利用原有巷道系统通过水文实测圈定采空区积水范围，对比放水前后积水区域变化情况；物探方法指利用物探勘探手段圈定采空区积水范围，对比放水前后积水区域变化情况；探水钻孔方法指利用后续钻孔探查采空区积水体出水情况，确定放水工程效果。第一节探放水作业的质量控制及效果检验3.注浆的效果检验（1）物探方法，是指利用井下巷道或钻孔布置物探工程，利用井下直流电法、瞬变电磁等物探手段，对比分析注浆前后注浆岩体富水差异，反映注浆工程效果。（2）检查钻孔法，包括检查孔观察、检查孔取芯、压水试验吸水率测试、注浆试验。第一节探放水作业的质量控制及效果检验检查孔观察是通过对检查孔钻探过程的观察，查看检查孔是否完整，是否有漏失、塌孔等现象，钻探进尺速度等，通过观察定性评价注浆效果。检查孔取芯是对检查孔进行取芯，通过取芯率、岩芯完整性、岩芯水泥体结石状态等判断注浆效果。第一节探放水作业的质量控制及效果检验压水试验吸水率测试方法是通过压水试验测量单位受注层段、单位水头压力下、单位时间内的吸水量，即1m受注层段，在1m水头压力下，每分钟的压入水量。按吸水率判断是否达到注浆结束标准，其优点是：第一节探放水作业的质量控制及效果检验它考虑了受注层段的水压力、压水孔孔口压力、受注层段长度等因素，其结果不受浆液性能的影响，所测结果能够与岩石的透水性相对应，直观地反映了钻孔的注浆效果。注浆实验法是对检查孔进行注浆试验，查明检查孔注浆特性，反映注浆工程效果。第二节钻探作业

一、开钻前的准备1.钻探施工设计及安全技术措施的编制及审批凡井下施工永久地质钻孔、探放水钻孔、注浆钻孔等，都必须预先编制施工设计及安全技术措施，经矿联合会审，报集团公司或上一级主管部门审批，批复后方可执行。第二节钻探作业开钻前所有参加施工的人员，必须学习钻探施工设计及安全技术措施，熟悉钻探目的、钻孔方向、倾角、深度、钻孔结构、开孔、终孔孔径、预计见煤深度、地层情况、预计见水情况及安全措施等，经考试合格后，方可参与钻探施工。第二节钻探作业2.钻机安装的注意事项（1）安装前要检查、整修设备，并检查加固钻场及其周围支护，防止冒顶片帮；清理各种脏杂物，挖好清水池和疏水沟。第二节钻探作业（2）钻机主机身导轨对准钻孔位置，机架与底座（基座）之间通过预埋在基座中的螺栓连接，固定于基座上。基座混凝土要铺设在基岩或必要时用地脚锚杆加固，确保基座牢固，必要时可在钻机四角打上压柱及戗柱固定。（3）各种电气设备必须防爆，机构传动部分要安装防护栏、保护罩。第二节钻探作业（4）使用履带或转盘固定钻机时，可使用锚杆固定，锚杆不少于4根，直径≥16mm，深度不小于1.6m。（5）凡使用小绞车提升钻具时，必须设有牢固的固定滑轮，其滑轮方向必须和钻孔方位一致。第二节钻探作业（9）调试钻机。检查钻机各传动部分运转是否正常、合格。发现不符合规定者，必须进行处理或更换。（10）施工前要具备自然泄水条件，或安装水泵进行排水。第二节钻探作业3.钻机安装的检查（1）检查有害气体含量，当瓦斯浓度达到或超过1％时，不得开钻。（2）工作人员进入钻场必须首先检查钻场及其周围的安全状况，如防水、防火、通风设施等，如有不安全因素，不得开钻。第二节钻探作业（3）检查各部件螺丝是否紧固、连接是否可靠，可以用手锤敲打听其声音；检查支柱（木柱、金属柱）与顶底板固定是否牢固。（4）检查油箱油位是否适量（钻机正常工作后油面应在油位指示计的中间偏上约2/3处）。第二节钻探作业(5）检查钻机操纵台手把是否灵活可靠，是否在中间（断开）位置。（6）查看钻机油路各接头是否漏油。上述检查结束后方可进行试运转工作，开动钻机、水泵进行试运转5～10min，检查运转稳固情况，声音是否正常。第二节钻探作业（6）电气设备的安装，必须执行《煤矿安全规程》和有关规定。（7）在上山施工斜孔时，需开挖钻窝，严密加固，防止钻机下滑。（8）准备好各种材料、配件、备用工具，摆放要整齐有序。第二节钻探作业4.其他设施的检查（1）认真检查各种专用工具、消耗材料是否齐全，钻头、钻杆是否备足。探水、探瓦斯钻孔要有封孔用的木塞、黄泥、法兰盘和一定数量的坑木等。第二节钻探作业（2）检查机体各部注油情况和油压钻机油路是否完好，油箱中油量要按规定加足。（3）检查钻孔位置、倾角、方向是否符合设计要求。（4）检查孔口管、防水套管、水阀门、注浆水泥等准备是否齐全。第二节钻探作业

二、钻探操作（1）钻探要严格按照测量人员标定的孔位和给定的方位、角度、孔深等进行施工，不经测量人员同意不得擅自改动。第二节钻探作业（2）安装钻杆应注意以下问题：①检查钻杆是否堵塞、弯曲丝口磨损，不合格的钻杆不得使用。②连接钻杆要对准丝口，避免歪斜和漏水。③装卸钻头时，不损伤合金片、钻头和钻杆。④安装钻杆时，应在安装第一根后，再安装第二根。第二节钻探作业（3）启动时，要求手不离按钮，眼不离钻机，动作要及时、准确、迅速。钻孔仰角超过25°时，不准在套管下方操作，以免套管滑落伤人。（4）开始钻进时，要轻压慢钻，待钻头工作平稳后，压力再逐步增大。第二节钻探作业（5）开始前先供水，水返回到孔口并有足够的流量后，才能给压钻进，不得钻干孔。孔内岩粉多时，应加大水量，冲好孔后方可停钻。（6）钻进时，认真观察给排水情况、钻孔内的震动情况，认真观察钻机各部是否有超温、声音异常等情况，发现问题立即停机处理。钻机速度不得随意改动。第二节钻探作业（7）钻进时，当钻进10m或复换钻具时，必须量一次钻杆，核实孔深。（8）临时停钻时，要将钻头退离孔底一定距离，停钻8h以上，应将钻杆拉出来，防止埋钻。第二节钻探作业（9）提出钻具时，应注意以下事项：①提钻前，要丈量机上余尺，做好钻机以及紧卸工具的准备工作。②提钻前必须冲孔，排净煤岩粉。③提钻操作要轻而稳，不得猛刹猛放、超负荷作业，人员必须站在钻具起落范围以外。第二节钻探作业三、岩、煤芯采取（一）岩芯采取的技术要求及注意事项1.岩芯采取的技术要求第二节钻探作业在煤层顶板钻进时，若顶板岩层松软破碎，应提前下入取煤器（或双层双动管）钻具，配合硬质合金钻头取芯钻进煤层顶板，可以接上水龙头通水，待见软后停泵投球或干钻（干烧）法采取顶板岩芯。第二节钻探作业采取煤层顶板岩芯时禁止下金属卡料，以防掉入孔内影响煤层钻进。采取岩芯用卡料可按大、中、小3种顺序下入，保证岩芯卡取牢固，防止脱落。采取岩芯的第一回次钻程不要过长，取出的岩芯要准确分层、丈量，按顺序排列、编号，妥善保管。第二节钻探作业2.岩芯采取的注意事项（1）回次进尺不得超过岩芯管的有效长度。（2）不使用弯曲的岩芯管，防止震动造成岩芯堵塞。（3）选好卡料，充分冲孔、卡牢岩芯。第二节钻探作业（4）提钻要稳，不得墩钻具。（5）破碎岩石要采用少打、勤提或双管钻进等方法。第二节钻探作业（二）煤芯采取的技术要求及注意事项1.煤芯采取的技术要求（1）钻进见煤时，及时更换专用取煤器采取煤芯。取出的煤芯应密封保存，防止瓦斯逸出。第二节钻探作业（2）在煤层顶板钻进见软后，进尺不得超过0.2m。在取净煤层顶板以后，方准下入取煤器。上、下钻具要稳，钻具到孔底前要进行冲孔，使孔底干净，保持煤芯整洁。（3）钻探时孔底压力要均匀，严禁提动钻具，起钻前要逐渐降低泵量，适当加大孔底压力，使煤芯堵塞。第二节钻探作业（4）取煤芯过程中要记录见软及见硬深度，确定夹矸位置，搞清煤层结构。取芯钻孔最小直径一般不应小于53.5mm。（5）钻进中见可采煤层前或孔内发生事故时，要丈量钻具全长。在正常钻进中每30m丈量钻具一次，丈量误差超过0.15%时要进行平差。第二节钻探作业（6）在发生可采煤层被打丢或打薄时，应采取补救方法，弄清煤层厚薄与结构。（7）钻进中接近煤层时，钻机操作人员不能随意更换，也不要频繁改变操作方法。第二节钻探作业2.煤芯采取的注意事项（1）地质技术人员要及时下达见煤预报通知。（2）取芯时钻机机长要跟班守煤。（3）执行“见软就提钻，不准试试看”制度。（4）取尽顶板，禁止使用金属卡料。第二节钻探作业（5）煤层及破碎的顶板必须用双管钻进。（6）取煤器使用前必须认真检查是否通路，禁止丝扣抹润滑脂。（7）钻煤压力要轻，提钻前加大压力易造成堵塞。（8）判层准确、记录清楚、内管中丈量煤芯（必要时密封保存），顺序排放和贴回次票。第二节钻探作业四、简易水文观测及原始记录（一）简易水文的观测进行井下钻孔简易水文观测，可以初步确定含水层的层位、厚度、埋深、水位、透水性、含水性和富水性及钻进过程中碰到的软弱夹层的层位、埋深、岩性等。第二节钻探作业也可系统收集钻探过程中的水文资料，对分析含水层、断层、采空区等水文地质条件，及时制定修改下一步防治水方案，指导防治水工作意义重大。凡设计要求进行简易水文观测的钻孔，观测器具必须齐全、合格，冲洗介质循环系统应符合要求。简易水文观测的内容和要求如下。第二节钻探作业1.简易水文观测的内容（1）地下水位（包括初见水位、静止水位）。

（2）冲洗介质消耗量的测定（包括是否使用冲洗介质，冲洗介质类型、消耗量等）。第二节钻探作业（3）钻具自动下落、孔壁坍塌、掉块、缩径的位置及长度记录。（4）孔内涌砂、涌水的观测。（5）在记录内要清楚明确地记录下护壁套管的深度、管径，统一单位为毫米。套管分次安设时，要分次记录无误。第二节钻探作业2.简易水文观测的方法（1）动水位观测法。首先埋深应统一换算成本矿区或国家相关规程规定的深度。例如以地面为基准距离水面高度等。动水位观测法的具体要求为：①要求每班观测水位至少2次，如遇到孔内水位异常（如漏水、涌水、因故停钻）需要加密观察。第二节钻探作业在漏水、涌水时，要停钻，取芯钻进时要提出岩芯，观测初见水位。初见水位的观测应每隔20min一次，直至连续两次水位观测值相差小于5cm，观测方能结束，同时记录每次观测的时间、水位和观测记录人员。②因故停钻时间超过1h，要观测一次水位，以后每2h观测一次水位。第二节钻探作业（2）冲洗介质消耗量观测法。冲洗介质消耗量及性质的变化，能反映地层透水性的大小，也可以间接推测含水层位置及岩性变化。第二节钻探作业在水池中设定标尺，要求开钻正常供水10min并循环正常时，开始观测和记录水池水位高度，在返水无明显减少时，观测30min以上，同时观测水位下降值和时间，并记录循环池面积。在正常情况下，每班至少观测2次，有明显变化时，要增加观测次数。也可采用水箱（0.5m3以上）定量加水法：先观测和记录水池的开始水位高度，加入定量水（冲洗介质），开始观测，当水位降到开始高度时，记录所用时间和加水量。第二节钻探作业在循环池漏水时，除按前述观测外，还应观测在停泵情况下，循环池水位的渗透量。具体是先观测初始水位，并记录开始时间，每隔10min以上后，观测记录水位的下降值和间隔时间（观测期间，不许向池内添加冲洗介质，如必须补充时，要准确记录添加量）。第二节钻探作业当钻孔不返水时，冲洗介质量消耗观测要求为：①送水扫孔后，正常钻进前，加大泵量，直至返水后，稳定5min以上，利用前方法进行观测；②当漏水严重，最大泵量不能返水时，记录最大泵量，即算做一次冲洗介质消耗量观测。第二节钻探作业（3）孔内坍塌、掉块、空洞等情况的观测记录。钻具钻进过程中突然自动下落或进尺异常加快，多是揭露到较大的裂隙或者溶洞，根据其充填情况，表现进尺速度和钻具掉落情况也有不同，碰到该类情况要进行分析、判断并准确记录发生的部位及其落距。第二节钻探作业钻具突然掉落、钻杆有振动，一般为遇到溶洞或未充填的较大裂隙；钻进时进尺很快，钻具及钻杆无振动且送水正常，一般是遇到砂岩风化，破碎成较松散的流砂状地层，或者为溶洞填充有砂质松散物质。第二节钻探作业钻具突然掉落，钻具及钻杆无振动，且掉落后送水有堵水现象，一般是遇到强风化页岩、较大软弱破碎带且岩石被风化成泥状、砂泥状，或者为溶洞充填有黏性土。遇到孔壁坍塌或掉块，一般是遇到破碎硬质岩层或软弱地层，此时要准确记录其发生的位置（深度）、程度以及采取的处理措施；在下置孔壁管时，要详细记录下管深和管径。第二节钻探作业（4）孔内出现涌水时的处理及观测记录。在出现涌水时，首先要记录钻孔深度、涌水高出地面的高度，同时观察涌水的浑浊程度和由浑浊变清的间隔时间，同时等待水文地质工程师到现场。第二节钻探作业（5）井下钻孔水位其他观测方法。①当钻孔水位低于孔口标高时，可用水位计、水文钟、探棒加万用表等方法测量。②当钻孔水位高于孔口标高时，可安装压力表进行测量。安装的压力表刻度要和水位值相适应，避免过大或过小。第二节钻探作业（6）终孔后的稳定水位观测和封孔。终孔提钻后、拔管前，进行终孔稳定水位观测，每小时观测一次，当两次观测的水位值相差不超过3cm时，方能终止观测，并将最后一次量得的水位作为终孔稳定水位。当连续两次观测的水位值相差超过5cm时，继续观测水位直至满足要求为止，否则不允许拔井壁管。第二节钻探作业遇到孔内涌水的情况多半是在深部揭露了承压含水层，是重要的水文地质情况，此时要上提岩芯，提出一定长度的钻杆，同时通知现场水文工程师，等待命令，待水文工程师到现场后按照提出的处理措施进行处理。第二节钻探作业（2）正常钻进时每小时观测并记录一次冲洗介质的消耗量。发现漏失时，每10～30min观测一次，并进行最大消耗量观测，将漏失位置和漏失量记录下来。调整泥浆时可不进行消耗量观测。第二节钻探作业（3）钻进中如遇断层破碎带、溶洞、大裂隙、采空区，有严重涌水现象时，应准确观测记录其起止深度、水压、出水量大小变化;如遇气体涌出，记录其涌出深度，填写表格并报告矿调度室等相关部门。第二节钻探作业3.简易水文观测的注意事项（1）每个回次起钻后、下钻前各观测一次孔内水位或水压。因故停钻时间较长时，可根据要求进行观测。灌孔、打煤或处理孔内事故时，可不进行观测。第二节钻探作业（4）每钻进10m要丈量钻具，校正孔深。见到重要标志层，下套管前和终孔都要丈量钻具，校正孔深，以保证水文观测的准确性。

（5）每个班必须填写小班班报，包括作业时间、钻程记录、交接班记录等。第二节钻探作业小班记录必须按规定的要求填写，记录员要经过培训，记录要真实反映生产情况，做到全面、准确、详细和整洁。必须使用钢笔或中性笔填写，不得追记、涂改或书写与生产无关的内容。各种原始报表，需经班长、机长、钻探记录员、地质编录员检查、校对并签名，终孔后汇订成册归档。第二节钻探作业第二节钻探作业（二）原始记录原始记录是记述施工过程中的各种工况及数据的原始资料，必须具有原始性、充分性、必要性、真实性、准确性、规范化、标准化和可追溯性的特点。因此，必须详细记录，保证其科学性、严肃性、真实性和完整性。第二节钻探作业1.原始记录的填写要求和注意事项（1）记录的原始性。记录要保持现场运作，如实记录，这就是原始性。原始就是最初的第一手的。原始性就是当天的运作当天记，当周的活动当周记，岗位操作人员须按操作顺序填写，做到及时和真实，不允许添加点滴水分，使记录真实可靠。记录保持其原始性，不可以重新抄写和复印，更不可以在过程进行完后加以修饰和装点。第二节钻探作业

（2）文字、数字书写要标准，要求不出格，一般占表格1/2~2/3的范围，并略偏于格子下方。（3）记录用笔要求。用笔一定要考虑其字迹的持久性和可靠性。记录用笔可以是钢笔、中性笔、圆珠笔或签字笔，这些笔能够确保记录永不褪色，不应用红笔，字迹清晰端正，且笔画应粗细均匀。第二节钻探作业

（4）记录填写应完整，不得有空缺，如无内容填写，其填写的方法是在空白的适中位置画一横线，表示记录者已经关注到这一栏目，只是无内容可填，就以一横线代之，以示再有内容属无效内容。如果纵向有几行均无内容填写，亦可用一斜线代之。内容上与上项相同时，应重复抄写，不得用“…”或“同上”表示。（5）数字要上下对齐，左右对齐并按规定保留小数位数。第二节钻探作业（6）原始记录不得撕毁和任意涂改，在填写记录出现笔误后，不要在笔误处乱写乱画，应在笔误的文字或数据上，用原使用的笔画一横线，再在笔误处的上行间或下行间填上正确的文字和数值，或在旁边填写正确内容并签名（对确实无地方签名的表单，可加在备注栏注明），切不可用刀刮、修改液涂抹、橡皮擦拭或重笔涂写。第二节钻探作业（7）记录的清晰准确。记录是作为提供体系所完成活动的证据的文件而策划设置的。既是证据，首先要属实。要做到属实，就要将过程做到位并将事实记得正确和清晰，语言和用字都要规范，不但使自己能看清楚，也使别人能看清楚。（8）日期与时间的填写。日期一律按年、月、日顺序填写，年份必选四位数格式填写，不能简写。第二节钻探作业（9）签署要求。记录中包含签署（有认可、审定、批准等）时，这些签署都是原则、权限和相互关系的体现，都应签署全名，同时尽可能清晰易辨，不允许有姓无名或有名无姓情况存在。品名不得简写，应按标准名称填写，不得使用自造简化字。第二节钻探作业（10）与其他班组有关的操作记录应做到一致性、连贯性。（11）除有关岗位操作人员要保持原始记录清洁外，班长及单位主管应对记录负监督责任，同时应检查记录填写情况，并列入经济责任考核。第二节钻探作业（12）散页记录和成本记录都应检查是否完整，然后将完整无缺的记录附以封面，装订成册，注明名称、日期，交主管审阅后妥善保管。第二节钻探作业2.在记录过程中常见的问题（1）盲。记录的设置、设计，目的、功能不明，不是为管理、改进工作所用，而是为应付检查。（2）乱。记录的设置、设计随意性强，不成体系；记录的填写、保管混乱，责任不清。第二节钻探作业（3）散。保存、管理分散，未做统一的规定。（4）松。记录填写、传递、保管不严，日常疏于检查，达不到要求，无人考核，且丢失和涂改现象严重。

（5）空。该填不填，空格很多，缺乏严肃性、法定性。（6）错。写错别字，语言表达不清，填错误。第二节钻探作业3.原始记录的管理和控制（1）记录的标识，应具有唯一性。为了便于归档和检索，记录应具有分类号和流水号。（2）分类号在记录左上角，用文字记录，即生产技术类、设备运行类、其他类。第二节钻探作业（3）记录报表的日期和流水号要写全，便于追溯和管理。日期填制要写全年月日，如2009年2月1日。填制必须按固定的编号规则进行，流水号的填写位置在报表的右上角。推荐的编号格式为：年份/月份/流水号。第二节钻探作业（4）记录的贮存和保管。记录应当按照档案要求分类叠放贮存和保管。记录的保管由专人或专门的主管单位负责，应建立必要的保管制度，保管方式应便于检索和存取，保管环境适宜可靠，干燥、通风，并有必要的架、箱，应做到防潮，防火，防蛀，防损坏、变质和丢失。记录的保存期，一般情况下为2年，主要的记录应保存3年，重要的记录应长期保存。第二节钻探作业（5）记录的检索。一项质量活动往往涉及多个记录的内容和表格，为了避免漏项，应当对记录进行编目，便于记录的查阅和使用。（6）记录的处置。超过规定保存期限的记录，应统一进行处理，重要的含有保密内容的必须保留销毁记录。

第二节钻探作业第二节钻探作业五、套管的固定和封孔根据《煤矿防治水规定》，探放水钻孔必须安装孔口套管，探放老空积水的止水套管长度不得小于10m，岩层中探放水钻孔的止水套管长度不得小于5m。第二节钻探作业1.孔口管的安装和固定（1）选择煤（岩）坚硬完整处开孔，孔径应比孔口管直径大1～2级，钻至预定深度［视水压高低和煤（岩）层强度而定］后，将孔内冲洗干净。孔口管下置深度、固结方法及耐压试验，必须符合设计要求。孔口管的安装和胶结有3种方法：第二节钻探作业

①向孔内注入水泥浆，将预先准备好的孔口管（末端应塞木塞）压入孔内，等水泥浆凝结后，即可在孔口管内钻进。②将孔口管插入孔内后，在孔口用水玻璃和水泥浆将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，然后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出水泥浆时即将小管封死；继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭管上的闸阀待水泥浆凝固。第二节钻探作业③将孔口管深入煤壁内一端做成楔形，并加工出注浆孔。将孔口管的楔形部分撞入煤体内，孔口处用第2种方法封孔，然后注浆胶结，其达到的要求与第2种方法相同。第二节钻探作业（2）止水套管的接头必须用棉线、铅油或其他密封材料严加密封，防止漏水。（3）下套管前应清除孔内岩粉，遇阻时，禁止猛蹾套管。第二节钻探作业（4）套管固结后必须进行耐压试验。扫孔至孔底钻进0.5m进行注水耐压试验，压力不低于实际水压的1.5倍，并持续30min以上，以套管不松动、周围岩层不漏水为合格；否则，仍需注浆加固。岩层中探放水钻孔水压和止水套管的长度如表10-3所示。第二节钻探作业第二节钻探作业（5）当探放强含水层水或需要收集放水时的水量与水压资料时，还应在孔口管安设水压表。（6）对水压大于1.5MPa，且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀，以免高压水顶出钻杆，喷出碎石伤人。安设防喷逆止阀时应注意的事项：第二节钻探作业①防喷立柱必须切实打牢固，要与防喷挡水板用螺钉固定；挡水板上留有钻杆通过的圆孔。②逆止阀固定盘与挡板用固定螺钉连接。③逆止阀固定盘与挡板在打倾斜孔时，两者间有不同的夹角，可用木楔夹紧；打水平孔时二者重叠固定；打垂直孔时可直接与孔口水闸阀法兰盘连接。第二节钻探作业④孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，用逆止闸制动手把控制钻杆慢慢地退出拆卸。当岩芯管离开孔口闸阀后，立即关孔口闸阀，让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点。⑤当积水为pH值小于5的酸性水、放水时间又较长时，孔口安全装置应涂防腐漆或沥青以防腐蚀，必要时用不锈钢材料制造孔口安全装置。第二节钻探作业（7）钻孔孔径的确定。探放水孔孔径应根据煤（岩）层的坚硬程度、探放水孔深度等因素确定。如煤（岩）层硬度较大、钻孔较深，可选用稍大一点的孔径；反之，则选较小的孔径。第二节钻探作业2.孔口管安装和注浆封固应注意的事项（1）下套管前，需扩孔口，孔径要大于套管外径15～30mm，扩孔深度应大于2m。（2）套管下入钻孔后，可用人工或用封孔注射器、泥浆泵，将按规定配制好的水泥浆送入管套壁外的钻孔内。第二节钻探作业（3）孔内有水封孔注浆时，首先要在孔口埋设直径16mm的注浆小管，采用掺有速干剂水泥孔口密封，采取“外返浆”方式，用注浆泵注水泥浆封孔固定套管。注浆前先注水冲岩粉，使两管畅通。注浆结束时要用水把泵内砂浆清洗干净。第二节钻探作业孔口套管注浆如图10-1所示。图10-1孔口套管注浆1—孔口管；2—小管；3—注入水泥浆；4—法兰盘；5—固定孔口管的水泥第二节钻探作业（4）封孔器封孔时应注意的事项：①封孔器应完好。②仰角钻孔装封孔器时，操作人员不得正对封孔器，以防封孔器下滑伤人。第二节钻探作业③安装封孔器时，一人用管钳固定封孔器外套，另一人用管钳拧紧丝扣；连接气门与支管时，必须把支管总气门关闭。④使用液压或机械加压封孔器时，给压要均匀，应先小后大，速度不要太快，待封孔器外壁与钻孔壁接触后再加压。第二节钻探作业3.探放水钻孔的封孔《煤矿防治水规定》中井下水文地质勘探部分要求“对于停用或者报废的钻孔，及时封堵，并提交封孔报告”。同样，对于井下探放水钻孔，除留做进行水位（水压）、水量等观测的以外，均需要进行封孔，封孔要符合以下规定：第二节钻探作业（1）探放水钻孔的封孔要根据钻孔的瓦斯涌出情况，是否出水、水量大小、水压高低等情况，确定钻孔如何封孔。（2）封孔要根据钻孔封闭设计书进行，封孔前应进行冲孔。第二节钻探作业（3）若钻孔不漏水，竖直孔或向下倾斜的钻孔，封孔时应将钻具下至离孔底200mm处，用泵灌注水泥砂浆，采用边灌边提升钻具的方法进行，但钻具下端不得提离砂浆面。向上倾斜的钻孔采用从孔口注浆的方法进行封闭。

（4）若钻孔漏水，采用孔口注浆的方法封闭。（5）封孔质量要达到设计要求。第二节钻探作业

六、孔内事故的预防及处理（一）孔内事故的预防探放水施工中常见的孔内事故主要有：钻孔倾斜（孔斜）类事故和钻具折断、卡埋类事故，处理这两类事故的主要措施之一就是预防。第二节钻探作业1.孔斜的预防（1）钻机安装要水平、周正、稳固。倾斜钻孔必须符合设计要求。（2）钻进中要经常检查校正钻机角度，在开始钻进过程中尤须注意，必须轻压慢速钻进。第二节钻探作业（3）钻孔变径时，必须加导向，先钻一小径轻压钻进3～5m后，方可将导向去掉。（4）由软岩石变硬岩石或硬岩石变软岩石时，要适当减轻轴向压力。在岩层变软时，应提动钻具二次扫孔钻进。（5）使用肋骨钻头钻进时，必须根据钻孔的具体情况，使用适当长度的同径导向管，防止孔斜。第二节钻探作业2.钻具折断和卡埋的预防（1）孔内发生异常情况，应提动钻具，进行扫孔，禁止使用快转或加大压力，待异状消除后再进行钻进。第二节钻探作业（2）孔内出现坍塌掉块或孔壁收缩、提动转具有阻力时，应边提边扫孔，严禁强行提拔，以免提坏钻具或损坏提升设备。在不影响钻孔质量的前提下，可使用肋骨钻头钻进。第二节钻探作业（3）使用取煤器取煤芯时，严禁干钻，以免发生烧钻事故。（4）在用卡料法卡取岩芯之前，应很好冲洗孔内岩粉、杂物，并尽量缩短停送水时间，以免发生卡埋事故。第二节钻探作业（5）在膨胀易坍、掉块层段下部及深孔中进行冲孔时，必须经常提动钻具，当冲洗介质停止循环时，立即将钻具提升到孔内安全地段。（6）垂直向下探放水钻孔用水钻进时，须使用取粉管，并在提升钻具前进行冲孔，以防因岩粉过多发生埋钻事故。第二节钻探作业(7）立轴钻机应防止油及水流入升降机闸带内，以免发生跑钻事故。（8）为防止孔内坍塌掉块，使用泥浆钻进时，必须坚持“三勤”（勤调、勤捞砂、勤清理沉淀池水箱）、“两及时”（及时测量、及时更换）的泥浆管理制度。保证泥浆质量，达到保护孔壁的目的。第二节钻探作业（9）空气钻进时，必须有孔口除尘设施，严禁敞口钻进；静压水钻进时，在投球前应先不停地串动钻具，孔内无阻力时再投球钻进。（10）套管下入钻孔后，外露的一端要固定牢固。套管外露法兰距孔口距离要大于0.1m，垂直孔固定并且封套管外间隙，防止岩粉、杂物流入。第二节钻探作业（二）钻孔事故及其原因分析（1）断钻杆。其主要原因是钻杆磨薄、丝扣损坏，压力大，孔内有阻力，强性回转拧断。（2）钻具脱扣。其主要原因是丝扣磨损间隙大、强拉硬拧、钻具空转等。（3）卡钻。其主要原因是孔壁掉块和落入工具等。第二节钻探作业（4）埋钻。其主要原因是孔底岩粉多、岩层破碎坍塌、下卡料前后没有充分冲孔等。（5）烧钻。其主要原因是钻头底口已无冲洗介质或水量过小，泵不上水又未发觉，钻杆丝扣不严、跑水严重，干钻时间长等。（6）孔壁坍塌。这是属于自然性事故，因钻孔穿过断层破碎带或松散岩层等所造成。第二节钻探作业（三）孔内事故的处理

1.处理事故的基本原则处理孔内事故的基本原则可概括成4个字，即“清、研、快、稳”。第二节钻探作业（1）“清”。事故发生后一些情况要记清、摸清、交清、接清。记清发生事故的孔深和机上余尺、事故钻具数量，要在班报表上记录清楚。摸清事故孔内钻具上部形状和孔壁情况、冲洗介质的质量等。交清事故发生前出现的预兆、孔内事故钻具数量规格、事故发生经过、本班处理情况等。接清一些关键数字、特殊工具、处理方法等。第二节钻探作业（2）“研”。弄清上述情况后，认真分析研究事故发生情况、事故性质、事故原因，慎重制订事故的处理方法、步骤和安全措施。群策群力，认真研究分析事故发生的情况和孔内事故的现状，提出处理方案，制订出安全措施。处理方案一般要有两个以上，当第一个方案处理无效时，可马上运用第二、第三个方案处理。第二节钻探作业（3）“快”。处理方案确定后，要抓紧时间，全力以赴，动作迅速，及时排除。实践证明，一些事故开始简单，在处理时，抓得不紧，时间长了恶化成复杂事故，甚至变成重大事故。反之一些开始比较复杂的事故，由于处理方法对头，措施得力，时间抓得紧，很快就排除了。第二节钻探作业（4）“稳”。事故发生后，在处理过程中，要求快是为了避免事故复杂化，在快的同时还要做到稳，才能避免在处理事故过程中再发生事故。第二节钻探作业2.事故处理的要求（1）孔内事故发生后必须丈量机上余尺，记录事故深度，一般卡夹事故当班班长处理，4h以上的事故要由机长负责处理。（2）在处理事故时应将处理情况详细记录在班报表内，严格交接手续。第二节钻探作业（3）处理事故过程中必须做到“三清、两慎、一勤、一稳”。“三清”是指事故深度要清，孔内钻具要清（规格、种类、数量），事故部位和孔壁的稳固程度要清。“两慎”是指慎重决定事故的处理方法，慎重选择打捞工具。“一勤”是指勤分析事故的变化情况。“一稳”是指升降钻具及处理事故时要稳。第二节钻探作业（4）“反”钻具时，要把事故钻具拉紧，防止多头开扣，造成钻具脱落。（5）在处理事故过程中，禁止强拉硬拧，并防止木栓及顶帮落物伤人。第二节钻探作业（6）孔内事故的处理方法，要根据事故的性质、类型及当时情况确定，不能千篇一律。一般方法有：捞、捉、串、扫、冲、打、顶、反、割、劈、截、透、套等方法。第二节钻探作业3.常见孔内事故的处理方法（1）断钻杆。用钻杆丝锥套扣捉取。（2）钻杆脱扣。用钻杆丝锥套扣提取。如果钻杆端部丝扣完整，可下入完整丝扣钻具去对扣提取。第二节钻探作业（3）卡钻。用冲、串、转、提并举法处理，或用吊锤打击震动破碎卡石，提出钻具。（4）埋钻。用顶、冲、反、套法处理，一般用反、套法处理效果较好。（5）烧钻。常误认为埋钻事故，处理方法以反、套法效果最好。第二节钻探作业（6）孔壁坍塌。不严重时用泥浆保护孔壁。如果坍塌严重并有水涌出时，必须下套管隔离或用水泥浆加速凝剂进行多次封闭。封堵涌水坍塌层时，其方法要具体，注浆的进水口要安设闸阀，做到泵量可调，用水泥单液浆封堵。也可用水泥和水玻璃双液浆封堵，其效果更加显著。第二节钻探作业七、钻孔冲洗介质的选择及使用由于探放水施工中冲洗使用的介质主要是液体（包括充气液体和泡沫），因此常称冲洗介质。（一）钻孔冲洗介质的分类煤矿井下探放水施工中会遇到各种类型的地层，因而需要使用多种类型的冲洗介质。第二节钻探作业冲洗介质可分为气体的和液体的。按形成的分散体系的不同，冲洗介质又可分为纯气体的、液/气的、气/液的、固/液的、液/液的和纯液的。（1）纯气体作为冲洗介质的有：压缩空气、天然气、内燃机废气和氮气。（2）液/气分散体系用做冲洗介质的是雾或者湿空气。第二节钻探作业（3）气/液分散体系用做冲洗介质的是充气液体和稳定泡沫。(4）固/液分散体系用做冲洗介质的典型代表是泥浆，它是黏土在液体中的分散体系。按使用液体不同，泥浆又可分为水基泥浆和油基泥浆，而水基泥浆又可进一步划分为分散性的和抑制性，等等。第二节钻探作业（5）液/液分散体系用做冲洗介质的是乳状液，它是水和油组成的分散体系，又可分为水包油型和油包水型乳状液。（6）纯液体性的冲洗介质有水（淡水、海水和咸水）各种溶液和油。溶液有无机盐溶液（如饱和盐水）和无机盐与有机高分子化合物复合溶液（如当前常用的无固相钻井液）。第二节钻探作业（二）钻孔冲洗介质的作用及要求1.钻孔冲洗介质的作用钻孔冲洗（或吹洗）是钻井过程中冲洗介质在孔内连续的或定期的循环。其主要作用如下：第二节钻探作业（1）清洗孔底。（2）冷却钻头。钻进中钻头与岩石摩擦会产生大量的热，需要及时进行冷却。常用冲洗介质水的黏度低，热容量大，冷却能力强。空气的黏度低，热容量小，需要较大的流量，才能有效地冷却钻头。泥浆的黏度大，流速低，冷却能力不如清水。第二节钻探作业（3）润滑钻具和钻头。小口径金刚石钻进，钻具的润滑是一个重要的问题。空气、清水、乳状液和泥浆，它们的润滑性能相差很大。乳状液，表面活性剂溶液，乳化泥浆和油基泥浆的润滑性能远高于空气、清水和普通的水基泥浆。往冲洗介质中添加表面活性剂，可提高冲洗介质的润滑性能。第二节钻探作业（4）保护孔壁。探放水施工中遇到各种松散、破碎、坍塌，遇水膨胀等特性的复杂地层，孔壁往往不稳定。为维护孔壁的稳定，需用有护壁效应的冲洗介质，采用各种类型的泥浆是保护孔壁主要手段。从某种意义上讲，钻进复杂地层时，冲洗介质的主要功用是维护孔壁，它是能否持续钻进的关键。第二节钻探作业（5）破碎孔底岩石。①直接破碎岩石，如高压喷射钻井，液力切割岩石。②驱动孔底动力机带动钻头破碎岩石，如液力冲击钻进、螺杆钻进和涡轮钻进。③对岩石起减硬效应，即冲洗介质中含有某些盐时，对一些岩石能降低其硬度，有利钻头碎岩。第二节钻探作业（6）输送岩矿芯至地表，反循环连续取芯钻进利用冲洗介质的循环，将钻头钻取的岩矿芯连续不断地通过钻杆内孔输送出地表。（7）传递孔底信息，实行自动测试和控制，孔底信息可通过冲洗介质传输至地表。第二节钻探作业2.钻探时对冲洗介质的要求钻探遇到各种不同的岩层，孔内温度也有高有低，同时在钻孔中尚需进行测井等各种作业。因此，钻探时冲洗介质应符合如下要求：第二节钻探作业（1）冲洗介质的性能应在较大的范围内进行调节；为适应不同地层钻进中清洗孔底、携带岩屑和维护孔壁的要求，泥浆的性能应能在较大的范围内进行调节，以便用于钻进各种复杂地层。（2）冲洗介质应有良好的冷却散热能力和润滑性能，以延长钻头寿命和提高钻进效率。第二节钻探作业（3）冲洗介质在使用中应能抗各种外界干扰，其性能基本稳定。这些外界干扰包括各种盐侵，黏土、水泥侵和温度升高等影响。为此，需要设计特殊类型的泥浆和添加特殊的处理剂。（4）冲洗介质的使用应不妨碍或有利于取芯、防斜、测井等工作的进行。第二节钻探作业（5）冲洗介质应不腐蚀钻具和地面的循环设备，冲洗介质应无毒和不污染环境。对上述要求往往难以完全满足，施工中要依据不同的具体条件，选择相应的冲洗介质类型和确定其组成，使其具有各种功用的同时能尽量满足上述要求。第二节钻探作业(三）冲洗介质的选择目前煤矿井下常用的冲洗介质有清水、空气、泥浆和乳状液等。1.清水清水包括清水和矿化水，其特点是易于取得而便宜，黏度小，冲洗孔底时易成涡流状态，冲洗效果好，冷却能力强，比重轻，有较高的机械钻速。第二节钻探作业清水的缺点是在孔内循环的过程中渗入地层的量大，对于许多地层，它引起地层的膨胀、分散、坍塌或掉块；在水的冲蚀作用下，一些岩层被冲蚀和溶解；循环停止时对孔内岩屑无悬浮能力。清水一般用于地层压力不大的稳定和非冲蚀性岩层，如大部分完整的岩浆岩和变质岩，在取水容易的地区用于部分漏失和完全漏失的稳定岩层。第二节钻探作业2.空气空气的密度低，黏度少，在有足够的流速下，孔底冲洗干净，钻进效率高。空气随处可得，无需化学处理，节省原材料。空气钻进的缺点是需要专门的空气压缩机，且湿孔和含水地层使用困难。第二节钻探作业空气钻进一般用于缺水地区、干孔或地下水严重漏失地层。用空气作动力的潜孔锤钻进，则用于大口径基岩中的水井钻探和露天矿爆破孔的钻进。湿空气用于孔内有水而无法用于空气钻进时，将孔内涌水排出孔外。第二节钻探作业3.泥浆泥浆是黏土分散在液体（水或油）中形成的分散体系。其分散介质为水者，称水基泥浆；分散介质为油者，称油基泥浆。煤矿井下钻探中主要使用水基泥浆。第二节钻探作业泥浆与其他冲洗介质相比，其特点是：循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁；在循环停止时，泥浆能很快转为溶胶状而悬浮岩屑，防止岩屑沉淀而引起孔内事故；其性能包括比重、黏度和切力、失水量等，均可在较大范围内调节，可适应不同地层的要求，对钻头、牙轮钻头的牙轮轴承、钻具和套管有一定润滑作用，可减少其磨损。第二节钻探作业泥浆的缺点是比重和黏度较大、钻进效率较低、需要有专门的配浆材料、对环境有一定的污染等。泥浆主要用于风化、破碎、松散和遇水失稳的岩层，即用于人们常称的复杂地层。石油和天然气钻井几乎都是在沉积岩中钻进，冲洗介质主要是使用泥浆，因此称泥浆为石油钻井的“血液”。固体矿床勘探钻进时，泥浆是对付复杂地层的主要手段。第二节钻探作业4.乳状液乳状液是液体（油或水）分散在另一种液体（水或油）中形成的稳定的分散体系，依分散相和分散介质相互关系的不同，分为水包油乳状液或油包水乳状液。第二节钻探作业水包油乳状液有较高的润滑性能，不仅能有效地提高钻头和钻具的寿命，而且能明显地降低钻进所需的功率消耗。更重要的是它可以降低或消除钻杆柱的震动，从而能提高转速，使小口径金刚石钻进的钻进速度和钻进深度大幅度地提高。近年来，随着小口径金刚石钻进的发展，水包油乳状液成为固体矿床钻探中重要的钻孔冲洗介质之一。第二节钻探作业钻井冲洗介质按其密度（或比重）大小，从纯空气到加重泥浆，可分为若干类型，如图10-2所示。图10-2冲洗介质按密度（g/cm3）大小的划分Ⅰ—干和湿空气；Ⅱ—稳定泡沫；Ⅲ—充气液体和承受反压的泡沫；Ⅳ—石油；Ⅴ—蒙脱石溶液；Ⅵ—黏土加水；Ⅶ—开始加重；Ⅷ—饱和CaCl2；Ⅸ—加重（重晶石）钻井液第二节钻探作业钻井冲洗介质的正确选择，应详细分析施工点的地质和水文地质条件，参照以往成功钻探所积累的经验综合考虑。选择这种或那种冲洗介质的主要目标是：保证钻进工程中孔壁的稳定，预防钻孔漏失或喷涌；保持生产层的自然渗透性；保证高的岩矿芯采取率和品质，保证有较高的技术经济指标。第三节注浆作业注浆工程是一项复杂的系统工程，包括制浆系统、泵注系统、管路系统和注浆钻孔等，每个分系统也都有相应的系统组成，注浆作业时需要各系统相互衔接、协调一致，一个细微的环节出故障，就会导致整个系统瘫痪，因此，注浆施工要有严密的设计、组织和管理。注浆施工程序包括注浆前钻孔测试、注浆前的检查和试运转、注浆作业、结束注浆和封孔等。第三节注浆作业

一、注浆前钻孔测试1.压（注）水试验通过钻孔各注浆层段的压（注）水试验，求得受注层段的单位吸水量（q），根据单位吸水量选择浆液的配比。第三节注浆作业2.连通试验为提高堵水效果，正确判断注浆钻孔和出水点的连通性，选择正确的材料配方，必要时钻孔在注浆前进行连通试验，由各注浆孔投入指示剂，在涌水点接收，以用来确定其连通程度与水流速度。第三节注浆作业

二、注浆前的检查及试运转1.制浆系统及其试运转（1）制浆系统的准备。制浆系统包括：运灰或储灰设施、一次搅拌机（射流、机械、风动搅拌）、二次搅拌机、高位水箱（或承压清水）、中压清水泵及清水管路。第三节注浆作业注浆前将制浆系统连接好，先逐个调试，再联合调试，使制浆系统运转正常。制浆系统应具有机械化程度高、信号集中控制、操作方便、低污染、劳动作业环境相对良好等特点。单位时间制浆量应该可调，以满足不同注浆量的要求。第三节注浆作业（2）制浆系统的运转与维护。首先开泵送水，再开动搅拌机（有运灰机时，应为再开运灰机、搅拌机），开始上料（人工或机械）。如需加入添加剂，则在搅拌池内按一定的时间加入一定的添加剂。制浆系统的停止顺序与启动顺序相反，先关掉上料机，再关掉清水，再停止搅拌机。制浆系统各部分有专人负责，每次注浆后，要及时清洗系统，检修设备，保证制浆系统正常运行。第三节注浆作业2.注浆系统及其试运转（1）注浆系统的准备。注浆系统至少配备：可调注浆泵2台，1台备用；可调式水玻璃泵2台，1台备用；清水箱（池）及水玻璃调配箱（池）各1个；注浆泵吸浆笼头（应包裹过滤网）。第三节注浆作业公用注浆管路推荐采用直径50mm（或直径42mm）钻杆或无缝钢管，通向各个注浆孔孔口装置的管路采用直径25～50mm的高压胶管，胶管间采用快速接头连接。选用高压胶管承压能力应是最大注浆压力的2倍以上。第三节注浆作业（2）注浆系统的运转与维护。注浆系统的运行要与制浆系统一起集中管理，开始注浆后，司泵工应注意观察泵压，发现异常立即通知值班班长。注浆过程中，笼头要一直摇动，防止堵塞滤网。注浆管理员要在施工中来回巡视。第三节注浆作业3.制浆、注浆的管理制浆、注浆系统各种显示仪表须有专人维护管理。制浆、注浆过程中要按设计的记录表，认真及时地填写用灰量、水量、泵量、浆液流量、孔口压力、添加剂量、水玻璃量等数据，作为注浆原始资料存档。第三节注浆作业

三、注浆作业（1）临注浆前的注（压）水。注浆前要用注浆泵向注浆孔内再做一次注（压）水，压入水量为注浆管路、钻孔体积之和的3～5倍。其目的是：①冲洗、检查注浆泵及管路。②检查注浆孔是否通畅，有无堵塞现象。③进一步冲洗受注地层的各种裂隙，以利注浆。第三节注浆作业（2）压水结束后，如无异常，则可根据单位吸水量选择浆液开始注浆。否则要重新进行二次压水试验；注浆过程中要观察井下是否跑浆，其他钻孔水位有无异常，有无串浆现象等。要根据注浆情况，随时调整浆液配比及注浆延续时间，如钻孔属于正常逐步升压，则应连续注浆，直至达到结束标准。第三节注浆作业（3）注浆达到结束标准后，要延续15～20min闭浆，以保证注浆质量。（4）在注水泥—水玻璃双液浆时，要先注水玻璃数分钟后再开始注水泥浆。结束时应先停水泥泵，再停水玻璃泵。第三节注浆作业（5）每次注双液浆，都要现场做双液浆凝结时间试验，以确定合适混合浓度，一般以双液浆刚进入受注层位发生胶凝为宜。（6）在连续注浆收效不大或起副作用、注浆孔间串浆、注浆孔距出水口很近、跑浆严重等现象时，可改变注浆方法。如采用间歇注浆法注浆，每次间歇，注浆孔要及时扫孔和压水冲孔，以利下次再注。第三节注浆作业（7）注浆时如发生设备、管路意外事故，应启动备用设备续注，不能注浆时要立即停止注浆，下钻具冲洗钻孔，排除故障后，再进行注浆。第三节注浆作业（8）不论体积情况，凡注浆孔连续注浆未能达到结束标准的钻孔，都要进行第二次注浆至多次复注，直至达到结束标准。每次停注都要冲洗管路及孔内受注层位裂隙通道，防止堵孔。因此，均应压入一定量的清水，其压入量应为钻孔及管路体积之和的5～10倍，过少容易使孔内残留浆液造成封孔，过多则浪费浆液。第三节注浆作业（9）单孔注浆结束标准一般要求注浆压力为含水层被揭露点或突水点承受该含水层最大静压力的1.5～3倍以上。据此推算出单个钻孔压水试验和注浆结束时应达到的压力值。当注浆压力达到结束标准时，剩余吸浆量应小于50L/min。第三节注浆作业（10）距离突水口、巷道很近但不漏水的注浆孔，或者钻孔未揭露主导水通道，或注浆效果不佳时，为充分利用这种钻孔，可采用对钻孔中的受注层进行爆破后注浆。一般情况下爆破裂隙可沟通的范围不超过3m。故采取爆破注浆时应考虑沟通的可能性，并选用适量的炸药量。第三节注浆作业（11）突水口位于采空区时，要求选用粗骨料对采空区进行填充，以防跑浆过多。骨料颗粒的大小取决于钻孔距突水口的远近和采空区的压实程度等，水砂比为（质量比）（6∶1）～（12∶1），注骨料过程中要观察孔口吸风情况。一般开始吸风较强，随着骨料的注入，吸风愈来愈弱，所注骨料应随之愈来愈细。当吸风较弱时，应停止注骨料，进行扫孔，以免堵孔。第三节注浆作业（12）注骨料结束后，如需继续钻进，对采空区所注骨料要进行旋喷注浆固结。旋喷注浆要注意以下4点：①配置的浆液量要与旋喷段高和旋喷柱半径相匹配。②旋喷前压清水，检查管路、旋喷嘴是否畅通。第三节注浆作业③先注浆液，等喷嘴喷出浆液后，再边喷边下钻，使旋喷头进入骨料堆积物之中，下钻速度为1.0～1.5m/min。旋喷头进入和提出骨料堆积物前，中间不得停泵和换挡，以免泄压造成喷嘴堵塞。④旋喷注浆结束后，喷头提至骨料堆积物以上后方可压清水冲洗管路和喷嘴。第三节注浆作业（13）为了使一个钻孔能揭露更多的过水通道，可采用定向导斜方法进行注浆。注完浆后，封闭该段钻孔，再从原偏斜拐点（造斜点）向其他方向定向钻进，再进行注浆，以便提高钻孔的注浆利用率和提高堵水质量。第三节注浆作业（14）封堵突水点工程质量的检查分析如下：①各注浆孔是否达到注浆