塌孔处理技术在底板改造钻孔中的应用.pdf

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1、2013年第4期中州煤炭总第208期塌孔处理技术在底板改造钻孑L中的应用冉德立，段李宏(河南煤业化工集团永煤公司陈四楼煤矿，河南永城476600)摘要：结合陈四楼煤矿二煤层底板注浆改造工程中塌孔统计情况，对煤层底板改造过程中钻孔塌孔事故频繁发生的原因进行了分析，提出多种过塌孔措施和技术方案，解决了钻进过塌孔的技术难题，并总结了处理塌孔事故的快速有效经验。关键词：底板注浆改造；钻孔塌孔；塌孔处理中图分类号：P634．6文献标志码：B文章编号：1003—0506(2013)04—0055—02陈四楼煤矿地处黄淮平原东部，地势平坦，农业2塌孔判别方法发达，村庄密集，隶

2、属河南省永城市北部城厢、陈集、顺和三乡管辖。陈四楼煤矿主采二：煤层，自1997塌孔一般由地层松软、岩石破碎等原因造成，根年投产以来发生过多次底板突水事故，为有效治理据钻探过程中的现象可以判断是否发生塌孔。如果底板水害，矿井实施了煤层底板注浆改造工程。近钻孔正常钻进时出现钻机旋转压力不断增大、旋转2年来，随着深部采区的开采，在底板改造工程中频速度变慢、噪声增大、钻机旋转明显吃力，则说明钻繁发生塌孔事故，造成工程进度滞后，降低底板注浆孔钻进至松软岩层段。改造效果，影响煤矿安全生产。在压力水带压旋转过程中，软层岩石坍塌堆积在孔底，岩石非常松软，强度很低，在钻头后方不断

3、1塌孑L原因及后果分析拧紧钻杆，最后导致抱死钻杆的现象。1．1事故原因如果钻孔内出现卡钻并伴有钻杆在孔内上、下(1)地质因素。在水文地质复杂的区域，构造弹跳现象，则说明钻孔施工至岩石破碎带，孔内有碎的发育、岩层间接触关系的复杂性、岩石性质不稳定块，且岩石坚硬不易磨碎冲出。等地质因素，导致在底板注浆改造工程施工钻孔钻3常用的塌孔处理技术进过程中遇到断层破碎带、节理发育岩层、软岩层等情况时常常出现塌孔事故。3．1偏孑L钻进技术(2)机械(人为)因素。由于操作人员经验不针对软岩或破碎带较短的钻孔主要采用反复冲足，在钻孑L钻进过程中，遇到上述地质条件时不能及洗钻孑L、偏

4、孔钻进技术。在使用此种钻进技术时，应时判断和调整操作方法，引起塌孔或扩大塌孔范围。注意以下方面：1．2事故后果(1)在保证压力水畅通、孔内岩粉冲洗干净的在所有钻探事故中，塌孔事故约占50％，发生情况下，当钻进至软岩时，应慢速钻进，穿过软岩后，率较高，导致后果严重。钻孔塌孔易导致埋钻、堵应反复冲洗钻孔，将软岩冲洗干净。钻、卡钻甚至抱死钻杆、断钻杆事故，不仅处理困难，(2)钻进过程中，如果钻孔内不返水，给进压力而且影响施工进度。一旦塌孔处理失败，将丢失钻增大至5MPa以上时，可能出现卡钻、埋钻现象，应杆、钻头，甚至导致钻孔报废。在造成经济损失的同提钻顺孔；孔内返水变

5、小时，可能钻头被堵，应立即时，因钻孑L封孑L质量无法保障，留下导水通道，易诱提钻，清洗导通钻头，重新进行顺孔；孔内不返水时，发回采过程中底板突水，留下安全隐患¨。。可能是碎块黏结，压力水憋压，造成埋钻，应关闭压力水后提钻，不应继续压水钻进，防止钻杆埋死，起出后重新顺孑L，并交叉反复顺孔。收稿日期：2Ol2—12—24(3)反复冲洗钻孑L仍无法正常钻进时，则在确作者简介：冉德立(1978一)，男，河南宁陵人，助理工程师，2011年毕业于河南理工大学，现从事煤矿防治水工作。保孔内现有岩粉冲洗干净后，使用P．042．5水泥注·．2013年第4期中州煤炭总第208期浆加

6、固钻孔，待水泥凝固48h、强度达到要求时，重充填满，而且也挤在岩石裂隙内，固结了坍塌空间周新施工。透过套管后，将钻机倾角调大l。～2。，并围的岩石裂隙，起到护壁的作用。将4根压柱打设牢固，使钻孔偏离原钻孑L轨迹；钻进(3)待注浆压力继续升高会有部分浆液从钻杆至塌孔位置时应避开原塌孔段。与钻孔间的裂隙流出，此时应停止注浆，将钻杆从孔3．2孔底返浆加固内拔出。软岩或破碎带较长的钻孔主要采用孔底返浆加(4)待水泥凝固48h、强度达到要求时，塌孔空固法。反复冲洗钻孔、偏孔钻进都无法解决塌孔时，间护壁完成后，就可以钻进通过，也不会再出现塌应采用孑L底返浆加固法进行注浆。这

7、是由于严重塌孔。孔后，孔内不出水，孔内空气无法挤出，用注浆泵注4三棱钻杆处理塌孔新技术浆升压快，无法直接将钻孔自上而下加固填实，达不到对塌孔段加固的目的。可以采取以下方式：偏孑L钻进法和孑L底返浆加固法在处理塌孔时需(1)将原来的钻头去掉，换上“一”字型钻头，或要时间长，技术要求高，在正常反复冲洗钻孔、孔底不使用钻头(防止塌孔埋钻将钻杆夹死)，把钻杆下返浆加固等过程中，仍容易出现埋钻现象，尤其是孔到孑L底，反复冲洗钻孔，将岩石碎块或岩泥冲出，让底返浆加固技术，因必须将钻头钻进至塌孔空间中，塌孔部位充分“坍塌”，形成一个空间。稍有不慎都可能将钻杆埋死。因此，这两种

8、仍然达(2)停止冲洗，将