大口径瓦斯抽放孔下管的有关重点工艺实践

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1、大口径瓦斯抽放孔下管的有关重点工艺实践曹勇（两山煤电集团有限责任公司地质处地质勘探院）摘要：下管是钻探成井过程中最为关键的环节，需要具体研究分析工程情况，针对性地制定下管技术措施和安全措施。确定采用浮力塞下管法，对U焊接井管,逐一下入孔内。下管之前需要做大量的准备工作，对升降设备进行维护检修，及时供应管材，制作专用工具等。对各部门进行明确的职责分工，要求所有工作人员配合作业，连续完成，克服劳动强度较高等闲难。下管工艺严格按照施工流程进行，认真执行技术措施与安全措施。关键词：大口径下管浮力塞焊接引言瓦斯浓度超标是造成煤矿牛.产过程

2、中事故频发的重要因素，直接威胁着煤矿的安全生产，是煤矿灾害防治的重点对象。我集团公司某矿属于高瓦斯矿井,瓦斯防治工作显的尤为重要。该矿为了加大瓦斯的抽放力度，确保达到有效的瓦斯排放量，保障煤矿安全生产正常进行，新建两口瓦斯抽放钻孔，我院具体施工了该项工程。1工程概况按矿方设计要求，瓦斯抽放井管直径为Φ720mm,终孔位于井下大巷底板之下，孔深360mo经过对当地地质资料的分析，并结合以往的施工经验，我们制定了详细的施工方案，决定采用Φ914mm牙轮钻头钻进，一径到底。经过两个月的施工作业，钻孔深度位置到达巷道顶板

3、位置。由于钻孔孔底位置离大巷位置水平直线距离较近，钻孔与大巷之间的煤帮厚度相对较小，如果继续钻进至煤层，有可能会发生煤帮被孔内泥浆冲垮的情况。即因煤帮不能承受孔内泥浆的压力，致使泥浆将煤帮冲垮，钻孔与巷道贯通，整个钻孔的泥浆全部流入巷道，造成了钻孔成为一个无泥浆的干孔，而无法采用利用浮力塞进行下管，给后期的最为关键的下管环节的进行造成极大的难度。鉴于这种情况，我们决定终孔于大巷顶底之上。在准备工作就绪后，开始进行下管。待到下管后，进行注浆固井，成井后由矿方在井下探寻钻孔孔底位置，实施贯通。2下管前的准备工作在临近终孔之前，我们具

4、体分析、研究工程的实际情况，制定了具有针对性的下管操作技术措施与安全措施，并且做了大量积极而细致的准备工作，以确保工程环节的有效衔接。2.1受力分析设计采用的井管每米重量约261kg，全孔需下入350米管材，对所有井管进行对口焊接，管材重量最大可达到91吨，远远超出了设备的提升能力。如何加强设备的提升能力，有效降低设备的提升负荷，将压力控制在有效范围内，确保下管的安全顺利，是我们分析研究的重点。工程技术人员进行了下管的有关计算，统计应用井管重量、升降机卷简提引绳承受负荷、钻塔最大有效负荷、泥浆密度等有关数据，计算管材在孔内所受浮

5、力、浮力与重力的差值、井管在孔内泥浆中所受的内外压力差，逐一进行计算与对比分析。采用浮力塞下管法，利用浮力可抵消一部分管材的重力，降低设备的提升负荷。采用向井管内加水的方式可控制调节设备的提升负荷。我们还对所采用的Φ720mm井管进行取样，在实验室内做了有关的力学实验，确定了该井管的抗压强度等数据。经过一系列的计算分析，所冇计算数据结果均在安全有效范围之内。2.2设备与管材设备：提升设备采用TSj3000型钻机，安装水刹牟装置，钻机卷扬机采用Φ26mm钢丝绳；与钻机配套使用的27钻塔内套24.5米钻塔，24.5m

6、钻塔封U用螺栓连接八根立柱支护加固27m钻塔封口，以增强钻塔的有效负荷。吊带：我们首次采用吊带替换以往所使用的钢丝绳套，吊带与钻机游动大钩配套提吊井管，每根吊带可承重40吨。井管：我们所采用的井管是Φ720mm钢塑复合管，要求井管生产厂家将每根井管距管口500mm处等距镶焊四个卡片，卡片成水平线围绕井管一周，以便于下管吋卡片稳固座于Φ720mm管夹之上。下管前对所冇井管进行丈量，丈量井管的长度、壁厚、圆度，丈量井管用的量具与校正孔深的量具必须一致，以防造成误差。按照下管顺序对井管进行排列、编号，并做好记录。对井管

7、进行严格检査，不符合质量标准的及吋修正或更换。2.3组织分工下管过程需连续完成，作业吋间长，劳动强度较大。在做了充分的思想动员工作之后，对施工地质队、生产技术、供应、机修、运输、后勤等各部门进行严密的组织分工，明确职责，统一指挥，配合协作，严格执行岗位责任制。3下管工艺操作3.1下管方法在一切准备工作就绪到位后，我们开始进行下管。根据本孔的孔深、孔径、井管材料的强度、起重设备能力、钻塔的承载负荷等，我们确定采用综合下管法即钻机升降机提吊加浮力塞（注浆逆止阀）下管法，在Φ914mm瓦斯抽放孔内对U焊接下入Φ720m

8、m井壁管。浮力塞设置于下入的第一根井管中，设计位置在孔深348m处，即巷道顶板处。浮力塞下部连接lm长的Φ720mm变Φ620mm注浆管一根，注浆管上设置四个注浆眼，以便下管后进行注浆固井。3.2升降机操作指定一名操作比较熟练的钻工操作升降机，采