绳索取芯技术在采空区灌浆处理钻探中的应用.pdf

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1、第45卷第10期人民长江VO1．45．N0．102014年5月YangtzeRiverMay，2014文章编号：1001—4179(2014)10—0043—00绳索取芯技术在采空区灌浆处理钻探中的应用王大勇，教婷婷(1．中国水电基础局有限公司，天津301700；2．龙头桥水库管理处，黑龙江宝清155600)摘要：南水北调中线工程禹州长葛段煤矿采空区覆盖层灌浆处理中，由于前期地质资料不足，需要采用取芯技术补充勘测以检查注浆质量。为了解决取芯施工中存在的工作量大、岩芯采取率设计要求高、工期紧迫等问题．采取了绳索取芯钻孔技术。介绍了该技

2、术的基本工艺流程和施工中应注意的问题，并给出了特殊情况的处理措施，如在易倾斜岩层中钻进时防斜以及难以钻进时先进行灌浆处理再钻进等。工程实践表明，绳索取芯钻孔工艺提高了工效、降低了劳动强度且缩短了X-．期。为水电工程及其他行业类似工程钻孔施工提供了参考。关键词：采空区处理；绳索取芯；地质勘探；南水北调工程中图法分类号：TV431文献标志码：A绳索取芯技术是指在地质钻机钻进过程中，当岩共计224465m，总计灌浆孔钻孔工作量为422454m。芯管内充满岩石后，不需要提起钻具获取岩芯，而是以2施工难点钻杆为通道，借助于专门的打捞工具，把岩

3、芯提升至孔外的钻进取芯方法。在钻探岩芯过程中，升降钻具是该段要灌浆处理的采空区是整个南水北调工程中一项费时、费力的辅助工序。据统计，在钻孔中一般纯唯一一个渠道下部需处理的煤矿采空区。对于渠道下钻进时间和升降钻具时间各占30％～40％，钻孔越部煤矿采空区的处理，国内尚无可借鉴的经验及相关深，升降钻具所占的时间比例越大。而绳索取芯技术规范，所以工程施工的难度及强度相当大。同时，由于减少了升降钻具的辅助时间，因而提高了时间利用率，采空区停采时间较长，巷道分布资料及该区域的地质一般可提高钻孔工效25％以上。资料保存较少，且对渠道下煤矿采空区

4、灌浆处理在水自20世纪80年代起，我国煤田地质系统逐渐推电行业中无相关技术规范指导施工。因此，根据设计广使用该技术，并取得了好的效果。目前一些地勘行要求，为了达到补充勘探及检查注浆质量的目的，在采业正在试用绳索取芯钻探技术，而水利行业很少应用。空区处理施工前期及后期需进行钻孔取芯。钻孔取芯存在以下难点。l工程概述(1)取芯孔钻孔工作量较大。采空区处理平均孔禹州长葛段第三施工标段是南水北调中线一期工深约为200m，取芯孔钻孔工作量大约为11700m，且程总干渠第Ⅱ渠段(沙河南至黄河南)的组成部分，位采空区钻孔最深达340m，因此采用常

5、规钻孔取芯方于Ⅱ渠段的上部，地域上属于河南省许昌市的禹州市法，将会在提钻及取芯环节上耗费大量时间，既降低了和长葛市。由于该段下部为煤矿采空区，停采后因坍施工工效，又增加了劳动强度。塌形成冒落带和断裂带，易造成渠道不均匀沉降，需在(2)岩芯采取率设计要求较高。按照设计要求，该区域内进行帷幕及充填灌浆，灌浆孔深1】0～293采空区部位岩芯采取率不小于30％，采空区上部覆岩ITI，其中，帷幕灌浆钻孔共计197989m，充填灌浆钻孔部位岩芯采取率不小于60％，岩芯采取率要求较高。收稿日期：2014—03—20作者简介：王大勇，男，工程师，主

6、要从事水利水电工程施_T-工作。E—mail：fecwdy@163．com人民长江钻孔至基岩内采空区附近时，由于采空区上部基岩坍钻进工艺过程中应注意的事项如下。塌形成的断裂带和冒落带中存在大量裂隙和孔洞，钻(1)当岩芯充满岩芯管或岩芯管堵塞时，应立即孔漏水量大，钻进时孔口不回水，孔壁也不稳定，干孑L打捞岩芯。使用装有堵塞报警机构的钻具钻进时，当钻进极易发生事故，增加了取芯孔的施工难度。岩芯堵塞或岩充满岩芯管后，泵压会骤然上升。(3)工期紧迫。采空区上部渠道的土建工程施工(2)将钻具提离孔底一小段距离，卡断岩芯，拧开要满足2014年通

7、水的目标，采空区处理时间紧、任务机上钻杆，钻机退离孔口。重，补充勘探资料迫在眉睫，常规的钻孔方法不能满足(3)从孔口钻杆中放入打捞器。打捞器在冲洗液进度需要，因此，采用绳索取芯技术，以节约成本并缩中下降速度约为1．5～2m／s。由此，可根据孔深估算短工期。打捞器到达孔底的时间。(4)当打捞器到达孔底，可缓慢提动钢丝绳。若3设备选择因提动钢丝绳而造成冲洗液由钻杆中溢出，则说明打根据工程需要，选择主要设备为：XY一4型柴油捞可能成功，否则需再次下放打捞器。机驱动立轴式地质钻机l0台，BW一250型变量泥浆(5)若打捞成功，则用绳索将内管

8、提出，否则应提泵10台，4105型柴油机5台，4100型柴油机5台，SJ钻处理。一3000型绳索取芯绞车10台，200／40型送浆泵5台。(6)内管提出后，应缓慢放下摆平，以免将调节螺灌浆施工高峰期时增加非绳索取芯钻机，设备数量最杆墩