地質(zhì)構(gòu)造破碎帶內(nèi)鉆孔施工及封孔的實(shí)踐

1、地質(zhì)構(gòu)造破碎帶內(nèi)鉆孔施工及封孔的實(shí)踐摘 要：潘北礦地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造破碎帶、裂 隙帶十分發(fā)育，在其中施工鉆孔往往由于返水不暢或不返水 而落鉆，造成鉆孔報廢、鉆桿鉆頭損失、影響工期等不良后 果。如果裂隙帶位于孔口位置還會造成封孔不能嚴(yán)、 密、實(shí)， 從而降低瓦斯抽排孔的抽采效果，影響測壓孔的測壓準(zhǔn)確 性。文章采取了鉆孔施工前向構(gòu)造破碎帶及孔口裂隙帶注 漿、封孔采用二次帶壓注漿等方法，取得了較好的效果。關(guān)鍵詞：破碎帶；鉆孔；封孔、八 、-前言我礦1121 (3)工作面上風(fēng)巷三號鉆場距開孔6090m位置為一構(gòu)造破碎帶，在實(shí)際施工過程中雖然采取了諸如使 用麻花鉆桿、低壓力、低速鉆進(jìn)等措施，但在施工至

2、該處破 碎帶時仍然無法穿越，多次落鉆，所有鉆孔均未達(dá)到設(shè)計要 求，不得不在上風(fēng)巷巷幫每隔 3m 補(bǔ)打一個抽排孔，浪費(fèi)了 大量的人力、物力。 1121 ( 3)工作面上風(fēng)巷五號鉆場地質(zhì) 情況、鉆孔設(shè)計與三號鉆場相似， 為了避免類似情況的發(fā)生， 我們采取了鉆孔施工前向構(gòu)造破碎帶及孔口裂隙帶注漿、封 孔采用二次帶壓注漿等方法，取得了較好的效果。1 常規(guī)的封孔方法及可能產(chǎn)生的弊端1.1 常規(guī)的封孔方法（1）石門揭煤抽采措施孔、順層鉆孔、采煤面上風(fēng)巷 幫孔、抽采鉆孔封孔管采用“雙抗”塑料管（直徑 2.5 寸）。 頂板走向孔、穿層孔里段也采用“雙抗”塑料管，但孔口段 采用鐵管（測壓、地質(zhì)鉆孔封孔采用$ 4

3、分鐵管）。（2）鉆孔封孔長度一般為 12 米（測壓鉆孔封孔長度按測壓鉆孔設(shè)計 執(zhí)行）。（ 3）封孔管前端焊上擋板（擋板直徑略小于孔口直 徑），前段纏繞棉紗（下向孔纏繞海帶） ，用細(xì)線繩扎好，將 封孔管送入鉆孔。封孔管下好后，下入 $ 4 分返漿管和注漿 管（上向孔： 下入一根長度 12 米的$ 4分返漿管和一根長度 2.0米的$ 4分注漿管；下向孔：下入一根長度 2米的$ 4分 注漿管和一根長度 2米的$ 4分返漿管）?？卓谑褂镁郯窐渲?進(jìn)行封堵，封堵長度 1 米。兩空間段之間帶壓（采用電動注 漿泵）進(jìn)行注漿。1.2 常規(guī)的封孔方法可能產(chǎn)生的弊端 常規(guī)的封孔方法對孔口巖石較好、無明顯裂隙的鉆孔

4、封 孔效果還是不錯的，但如果孔口位置裂隙發(fā)育，特別是處于 煤層頂板砂巖裂隙帶（經(jīng)常有砂巖裂隙水流出）時，裂隙中 的水將水泥漿稀釋，水泥漿長時間不能凝固、水泥沉淀，往 往會看到封孔結(jié)束后注漿管、回漿管及鉆孔周圍有水流出， 這種條件下常規(guī)的封孔方法很難做到嚴(yán)、密、實(shí)，封孔效果 不佳，從而降低瓦斯抽排孔的抽采效果，影響測壓孔的測壓準(zhǔn)確性。2 1121（ 3）上風(fēng)巷三號鉆場的施工情況2.1 三號鉆場的地質(zhì)情況及設(shè)計三號鉆場底距 13-1 煤層頂板 3.0m 左右，為泥巖及砂質(zhì) 泥巖層位，共設(shè)計八個鉆孔，鉆孔的開孔及終孔位置將穿越 距13-1煤層頂板4m25m的范圍，穿過的地質(zhì)層位有泥巖、 砂質(zhì)泥巖、1

5、3-2煤、砂巖、煤線等。距開孔 6090m范圍為 一構(gòu)造破碎帶。2.2 三號鉆場的施工情況三號鉆場首開1號鉆孔，使用光鉆桿、$ 108鉆頭，在施工至 60m 時發(fā)現(xiàn)破碎帶，返水很小，施工至 62m 時完全 不返水造成落鉆。再開 2 號鉆孔，與 1 號鉆孔相似，至 64m 同樣落鉆。后改用麻花鉆桿、 $108鉆頭施工 3、 4、 7號鉆 孔，在施工至 88m、88m、91m時均不能繼續(xù)鉆進(jìn)。 5、6、8 號孔均未達(dá)到 60m 而未收尺。 作為補(bǔ)救措施， 不得不在上風(fēng) 巷巷幫每隔 3m 補(bǔ)打一個抽排孔，給生產(chǎn)帶來較大的影響。3 1121 （3）上風(fēng)巷五號鉆場的施工情況3.1 五號鉆場的地質(zhì)情況五號

6、鉆場的地質(zhì)情況及鉆孔設(shè)計與三號鉆場相似，物探 資料顯示距開孔位置 45m 至 72m 為四號異常區(qū)（破碎帶） ， 四號鉆場附近為三號異常區(qū)，對 4 至 8 號孔影響較大，開孔 位置裂隙發(fā)育。如圖 1 所示。3.2 五號鉆場鉆孔施工的實(shí)踐五號鉆場鉆孔施工前先用光鉆桿、$ 73鉆頭施工45m至 4 號異常區(qū)（返水明顯減小為標(biāo)準(zhǔn)） ，然后向鉆孔內(nèi)下入 一根長度 45 米的 $ 4 分返漿管和一根長度 2.0 米的 $ 4 分注 漿管，孔口用聚胺脂封實(shí)（不宜過長，以有利于注漿時對孔 口裂隙帶的封閉） ，再用注漿機(jī)向孔內(nèi)注水泥漿（水泥：水 的重量比=1:1）,壓力為2MPa，直至返漿管回漿后關(guān)閉返 漿管

7、的閥門， 再關(guān)閉注漿管的閥門， 24小時后水泥漿凝固來 勁后按設(shè)計進(jìn)行了鉆孔施工。實(shí)踐表明經(jīng)過注漿，所有鉆孔 均順利穿越 4 號異常區(qū)（破碎帶） 。注漿封閉破碎帶如圖 2 所示。圖2表 1 五號鉆場設(shè)計與實(shí)際孔深的對比3.3 五號鉆場鉆孔封孔的實(shí)踐五號鉆場開孔位置裂隙發(fā)育，為了確保封孔質(zhì)量達(dá)到 嚴(yán)、密、實(shí)，我們嘗試了二次帶壓注漿的方法，先用漏斗式 注漿機(jī)向注漿管內(nèi)注水泥:水的重量比 =1: 2的水泥漿，壓 力為1MPa，直至返漿管回漿后關(guān)閉返漿管的閥門，再關(guān)閉 注漿管的閥門，保持 56小時后，打開返漿管放掉部分孔 內(nèi)的沉淀水后關(guān)閉返漿管，打開注漿管的閥門，再向注漿管 內(nèi)注水泥: 水的重量比 =

8、1 : 1 水泥漿， 水泥漿中加膨脹劑 （膨 脹劑：水泥的重量比=1: 10左右）壓力為2MPa，帶壓保持 30 分鐘（以不下漿為標(biāo)準(zhǔn)）后將注漿管堵實(shí)。第一次注的水 泥漿相對較稀，目的是讓其滲透力更強(qiáng)，第二次注的水泥漿 相對較稠、 壓力較大， 目的是讓其凝固速度更快， 封堵更嚴(yán)、 更密、更實(shí)。3.4 五號鉆場鉆孔的抽排效果1121（3）綜采面 5#鉆場從 2009 年 8月 12日開始抽放， 到 2009 年 9 月 25 日鉆場結(jié)束，共計抽采 43 天，平均鉆場 抽采純量在 4.4m3/min ，（最高達(dá) 4.7m3/min ，最低 4.1m3/min ） 每天抽采量達(dá)6336m3，其中2、3、5、6、7單孔濃度都在 50%以上，最高達(dá)到 90%，單孔最大抽采純量 1.0m3/min ， 緩解了通風(fēng)壓力。4 結(jié)束語封閉破碎帶的注漿孔最好為下向孔，注漿時能利用水泥 漿的自身壓力。封閉破碎帶的注漿孔可根據(jù)周圍的巷道情況 選擇方便施工的較近地點(diǎn)。如果開孔位置裂隙十分發(fā)育，同 時有水流出，可先噴