浅谈钻孔封闭施工技术.pdf

2 0 0 9 年第 5期 中州煤炭 总第 1 6 1 期 浅谈 钻 孔封 闭施 工 技 术 房 雪峰 ， 王 西 民 ， 米 利 华 ， 高 永彬 河 南省 煤 田地 质 局 二 队 ， 河 南 洛 阳4 7 1 0 2 3 摘 要 钻孔 封闭是煤 田地质钻孔施工最 后一个 关键环节 ， 钻 孔封闭质量直接关 系着今后矿 井安全 生产 。在 实 践 中总结 了钻孔封 闭施工 的技术经验 ， 介绍 了钻探 施工 的封孔 原则 、 封孔所 需材料及 其用量 计算方法 、 封 孔 施工 中遵循的组织措施及封孔注 意事项 等。该经验为钻孔封 闭施工提供 了有益的借鉴。 关 键 词 钻 孔 封 闭 ； 封 孔 原 则 ； 封 孔 材 料 ； 封 闭 层 段 中图分类号 P 6 3 4 ． 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 0 9 0 5 0 0 3 90 2 钻探是 煤 田地质 勘 查 的重 要 手段 。在 煤 田钻探 施 工 中 ， 钻孔 穿 过不 同 的岩 层 、 煤 层 ， 形 成 一个 注 水 通道 ， 会使多个含水岩层相互贯通 ， 如不及时进行钻 孔 封 闭 ， 则在 矿井 开采 生 产过程 中 ， 地 面和 地下水 可 通 过钻孔 所 形成 的 通道 注人 井 下 ， 造 成 淹没 矿 井 的 严 重事 故 。因此 钻孑 L 封 闭在煤 田钻 探施 工整 个过 程 中 ， 是最 后一 道 关键 工 序 环 节 。钻 孔 封 闭质 量 的好 坏 ， 直接 关 系着今 后矿 井 的安全 生 产 ， 必 须认 真进 行 钻孔 封 闭 ， 严 把封孔 质 量关 。 1 封 孔 原 则 1 凡达到 煤 、 泥炭勘查规范 规定及设计 要 求 的最低 可采 厚 度 的煤 层 ， 均 进 行 钻 孔 封 闭 。其 中 石 盒子 组煤 层顶 板 4 0 ． 0 m， 底 板 1 0 ． 0 m； 山 西组 煤 层 顶板 6 0 ． 0 m， 底板 至孔 底 。 2 如果 钻 孑 L 揭 露 的 可 采 煤 层 层 数 较 多 、 层 间 距 较小 ， 可 以合并 一 次进 行封 闭 。 3 断层 破 碎 带 及 顶底 上 下 1 0 ． 0 m 范 围均 进 行 封 闭。 4 钻孔 口应 封 闭 5 ． 0 m， 并 埋设 明标或 暗标 。 2 封孔材料及 其用量计算 1 封 孔材 料 ① 水 泥标 号 为 P ． C 3 2 ． 5等 级 4 2 5 水泥 以上， 无过期失效 ， 受潮结块现象； ②沙 子为河沙 ， 必须过筛， 直径不大于 1 ． 0 m m； ③水需无 污染 ， 水质清洁， 严禁使用工业 、 生活废水 ； ④水泥砂 浆配 比为 水 泥 沙 子 水 1 1 0 ． 6 5～ 0 ． 7 0 。 收稿 日期2 0 0 9 0 22 4 作者简 介房雪峰 1 9 5 9 一 ， 男 ， 河南洛 阳人 ， 工程师 ， 现任河南省煤 田地质局二 队钻探副总工程师及资源勘探处处长 。 2 用量计 算 ① 每米 孔水 泥砂浆用量。Q 0 ． 7 8 5 D X K L 。其 中 ， D 为 孔 径 ， m m； K为 超 径 系数 ， 0 ． 8～1 ． 5 ； L为 封 闭 段 长 度 ， m； 为 水 泥 砂 浆相 对密 度 ， 1 ． 9 4 t ／ m 。② 水泥 用量。q 水 泥Q ／ 叩 ， 。其 中 ， 7 7 。 ， 叩 ， 分 别 为 水 泥 、 沙子 、 水 的 比例 系数。③ 沙 子。Q沙Q 水 泥x叩 。④水。 q 水Q 水 泥 3 。 3封孔施工组织措 施 1 编 制封 孔 设 计 书 。钻 孔 经 测 井 后 ， 地 质 技 术 人员 按 照钻探 与 测 井 确 定 的 煤层 厚 度 ， 对 各 可采 煤 层 、 断层 破碎 带 等地 质 设 计 要 求 的封 闭 层段 提 出 所要封闭地层厚度 ， 编制封孔设计书。 2 材料 规格 和 操作 措 施 。 由钻 探 技 术人 员 根 据 测井 提供 的钻 孔 孔 径 资 料 ， 进 行 封 孔 所需 材 料 数 量计算 ， 并提 出具体材料规格要求和操作措施 ， 然后 经 项 目主管 审核 交钻 机机 长执 行 。 3 加强 监 督 指 导 ， 做 好 封 孔 记 录。对 有 特 殊 封 孔层段 要 求 的钻 孔 ， 钻 探 技 术人 员 到现 场 进 行 监 督 和技 术指 导 ， 由钻机 机 长统一 指 挥 ， 记 录员 认真 记 录封 孔全 过 程 的 每 道 工 序 、 冲 孔 情 况 、 封 闭煤 层 编 号 、 起止深度 、 送水泥砂浆下入钻具深度 、 架桥方法 、 实 际用料 情 况和 检查 捞样 等 。 4 对 封孔 评价 。封 孔结 束 后 要 进行 封 闭 质 量 评价 ， 并 由机长 、 班长 审查签字 ， 保证封孔质量达到 设 计 要求 。 4注意事项 1 封 孔下 钻前 ， 要 对 泥 浆泵 进 行 全 面检 查 运 转 是 否正 常 ； 管 路 、 钻 管 是 否 畅 通 ； 各 种 接 头 密封 是 否 良好 ； 有无漏水现象。在现场后空地挖 2个 1 ． 0 ． 3 9 2 0 0 9年第5 期 中州煤炭 总第 1 6 1 期 ～ 2 ． 0 m 坑 或铁水 箱 ， 以储 备 打好 的水 泥 砂浆 和 顶 替水 。 2 钻孔 封 闭尽 可 能 在 白天 进 行 ， 机长 在 现 场 统一指挥， 人员分工明确 ， 各负其责， 有序不乱。 3 下入 孔 内的 钻 具 必 须 经过 丈 量 ， 并 详 细记 录。钻具 一定要下 入 所 封 闭段 ， 距 离 孔底 不 得 超过 1 ． 0 m， 最好 为 0 ． 6 m。开泵 冲洗 钻孔 ， 直 至 孔 口返 上 清水 或 返上 的水不粘 手 即可封孔 。 4 在 冲洗 钻 孔 时 配 制 砂 浆 ， 要 严 格 按 封 孔设 计 进行 ， 把计算好 的水 加入搅 拌机 内或铁箱 内 ， 逐 次 加 入水 泥搅拌均 匀 ， 再 加沙 ， 并搅拌 均匀 。 5 采用 钻杆 泵 入法 注 入水 泥 砂 浆 ， 注 入 过 程 中 ， 钻 机 、 水龙 头 、 泥 浆 泵 等 必 须 由专 人 负 责 看 管 。 可边灌人边缓慢提动钻具 ， 但不能提离水泥砂浆面 ， 连续 进行封 孔 ， 至 达到封 闭位 置。 6 水泥砂浆注入完成后， 立 即将水 龙头放人 替 水箱 中 ， 开泵送 水 替 浆 ， 开 动钻 机慢 慢 活 动 钻具 ， 注 意控制替 水量 ， 以免 替水量 过多 ， 把 水泥砂 浆 冲出 封 闭顶面 。替浆水 注完 后 ， 应 慢速提 升钻具 ， 待钻 具 上接 第 2 8页 3 软 件实现 提升 至封 闭界面 1 5 ． 0～ 2 5 ． 0 m， 方可正 常提升 。 7 捞 取灰浆 样 ， 必须 在设计 封闭界面 下 5 ． 0 m 内取上灰浆样 ， 经技术人员检查合格 ， 封孔结束。否 则必须重封。封孔结束后 ， 认真填写封孔报告 ， 并由 机 长 、 班 长签 名 。 8 设 计有 分段 封孔 时 ， 按 设计 要 求 ， 把 架 桥草 把 下入设 计位 置 ， 同时 能托住 钻具 ， 保 证所下 草把稳 妥可靠 ， 准确 记 录下草 把位 置 。 5 结 语 为保 证钻 孔 封 闭 质量 ， 避 免 由此 造成 的安 全 隐 患 ， 可 成 立 由钻 探 、 地 质技 术人员 组成 的封孔技术 小 组 ， 对封 孔进行 全 过 程监 督 指 导 ， 并 总结 封 孔经 验 ， 进 一步完 善封 孔施 工工 艺 ， 提 高封孔技 术水平 。 参考文 献 [ 1 ] 赵运兴 ， 等． 煤 田钻探 技术手册 修 订本[ M] ． 北京 煤炭工 业 出版 社 。 1 9 8 6 ． 责任编 辑 梁郁 鑫 P L C编程 采 用 C X． P r o g r a m m e r 6 ． 1梯形 图 编程 支持 软件 ， 该 软件 为使 用 者 提供 了从操 作 界 面 到程 序注 释 的全 中文 操作 环 境 ， 支 持 Wi n d o w s的拖 拉及 粘贴 操作 ， 具 有完 备 的检 索 功 能和 常 用标 准 位 简易 输入 功能 ， 同时为 使 用 者创 造 了一 个 高效 的编 程操 作环境 ， 并具备在线 、 离线编译和仿真功能 ， 可以方 便地通过 R S 一 2 3 2下传至 P L C。根据实际工作情况 ， 编写 了选泵 与 自动倒泵 程序 、 手动控 制程序 、 泵 的 自 动启停程序 ， 1 泵故 障或上上限允备泵启动程序 ， 2 泵故障或上上限允备泵启动程序和报警 与消音程 序 。通 常工作 在选 1台泵 自动状 态 ， 选 泵 与 自动 倒 泵 功 能程序如 图 2所 示 。 4运行效果 该系统采用了微型 P L C数显仪的控制箱来实 现污水泵的自动启停和倒泵 ， 当水池水位达到设定 的 3 ． 9 m时 ， 被选泵 自动运 行 ； 在 遇到大 雨天气 或生 产 区排 水过 多且达 到上 上 限的 4 ． 1 m 时 ， 备用 泵延 时 ， 自动开启 ， 2台泵 同时 运 行 ； 当 低 于设 定 的下 限 0 ． 3 m 时 ， 运行 泵 自动停 止 。 40 P Un E N 功能块2 ． 常通标志s I 脱 一A 工 3一 上上限水位 H R1 ． S L BI A L 1 高水位H G1． S A 2 3 选2 台开关H W1 ． S A 1 2 一 自动选择开关H W2 ． K F 7d 前7 d 运行内部中继 K A B 7 d 。 后7 d 运行 内部 中继 P_O n 定时倒换 常通标 志 S A1 2 E N 功能块 1 自动选择开关 ‘ 开始计时 K A F 7d 1 3 4 4． ⋯a 4 5 0 0‘ 4 5 0 0 计数2 END 超 高水位指示灯 高水位指示灯 选择l 指示灯 选择攘 指示灯 END 前7 d 运行内部中继 后7 d 运行内部中继 图 2选泵与 自动倒泵功能块 程序 当出现下列 情 况 超 高 液 位 ， 泵 出 口压力 不 足 ， 高水位时相应被选泵未启动 ， 运行 中的电机出现过 热等电气故障时， 现场液位箱蜂鸣器发出间断的叫 声 ， 此时按下“ 消音按钮” 即可解 除报警。同时此功 能远传至维修岗位远程信号控制箱， 用于提醒维修 人 员及 时处理 。 该 系统接 线简 单 、 方 便 ， 运 行方 式 灵 活 ， 自投 入 运行 1 a多来 ， 一直工作稳定、 可靠 ， 达到了预期 目 的 ， 实现 了无人 值 守 。 责任编辑 刘欢 欢