勘探钻孔封孔质量分析及防突水措施.pdf

2 0 0 1 年第 2 期 中州煤炭 总第 1 1 0 期 勘探钻孔封孔质量分析及 防突水措施 程金 泉 鹤堞 集团套 司矿 ， 河南 鹤壁4 5 8 0 0 8 摘 要 详细分析 了鹊壁八矿井 田不 同时期施工的勘探 钻孔葑孔质量． 对封 闭不 良钻孔提 出了防突水措施。 关键词 勘棒钻于 L ； 孔斜 ； 封孔质量 中圈分 娄号 P 6 3 4 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 一o 5 o 6 [ z o o 1 0 2 0 0 2 4 0 2 鹤壁八矿井 田位于鹤壁煤 田南部 ， 西起 二． 煤 层露头 ． 东止 一4 0 0 m二． 煤层底板等 高线 ， 南部 到 断层 ， 北部到张庄 向斜， 南北长 5 ． 1 5 0 k m． 东西宽 0 ． 8 1 5 k i n ， 面积 4 ． 2 0 0 k 。到 1 9 9 2年为止 ， 全井 田 共施工地质勘探钻孔 1 7 5 个 ， 这些钻孔不同程度揭 露井 田5个主要含水层 ， 构成矿井水患 的人工涌水 通道。因此详细分析这些 钻孔封孔质量． 对封 闭不 良钻孔采取有效 的防突水措施 ， 保证煤矿生产安全 具有 重要 的现 实意义 。 1 井田含水层 富水特征 八矿井 田为隐伏井 田。石炭二叠系含煤地层为 第三系松散层所覆盖 ， 煤系基底奥陶系灰岩在井 田 西部大面积裸露。对煤层开采有影响的主要含水层 自下 而 上依 次为 奥 灰 含 水层 O 、 太 原群 二 灰 Gk 和八 灰 含水 层 c k 、 山西 组砂 岩 含 水层 P l 一 1 1 以及第三系砾岩含水层 N 。距离煤层较 远的 N 、 Gk和 含水层 ， 含水 丰富 ， 为 强含水层。 距离煤层较近的 P ． 一 l 1和 G 含水层 ， 含水量小 且不均一 ， 为弱含水层 ， 井巷工程揭露后 无水 、 淋水 或小量流水。因此 ， N、 c 3 k 和 0 2 含水层 是钻孔水 的主要水源 。 2 钻子 L 突 水因素 钻孔突水方式主要是采面顶板水 ， 钻孔突水与 否取决于钻孔封孔质量和“ 二带” 高度。在一定的煤 层赋存状态和开采条件下 ． 煤层顶板破坏后形成的 “ 三带” 是近似 的。根据“ 规程” 经验公式计算和八矿 寺湾河下采煤成功实例⋯， 采用倾 斜分层垮落法开 采 5 ． 5 m厚的倾斜 煤层 ， 冒落带和导水裂隙带最 大 收甍 日期2 O O 01 0 1 9 作者筒介 程盒泉 1 9 6 1 一 ． 男， 河南南阳人 ， 工程师 ． 1 9 8 9年毕业 于 焦作矿 院地质系 ． 现从事煤矿地质工作 24 高度分别为 7 ． 3 m和 4 5 ． 2 m。以此作为衡量煤层顶 板钻孔 封 闭长 度是否 有效 的尺 度 。 、 3 钻 孔封孔质量分析 鹤壁八矿是 1 9 5 8年从 鹿楼小井发展起来的 中 ‘ 型矿井 ． 加 多年来 ， 地质勘探工作断断续续 。1 9 5 6～ 1 9 6 6年中南煤田地质局 1 2 7队和 1 2 5队在一水平进 行资源勘探 ， 1 9 7 5～1 9 7 8年鹤壁矿务局地测处 在二 水平进行矿井补勘 ， 1 9 9 2年鹤壁矿务局勘探公司在 五采区进行生产勘探 ， 各个时期施工的钻孔 ， 由于技 术管理差异和质量标准不同， 在钻孔封 闭质量方面 存在的问题 比较多 ， 必须进行认真分析。 5 0年代 1 9 5 6 1 9 5 8年 1 2 7队施工钻孔 3 5个 ． 用氢氟酸测斜 ， 孔深 4 1 0 n l ， 最大斜度 9 。 ， 煤层底板 点坐标及标 高不可靠。用浓泥浆封闭煤层及其顶底 板， 封闭是否牢 固没有进行掏孔检查 。在顶底板岩 层内封闭厚度最 大 2 7 ． 5 3 m， 最小 4 ． 加 m， 一般 8 1 2 m。 6 0年代 1 9 6 5～1 9 6 6年 1 2 5队施工钻孔 1 2 个 ， 只有 5个钻孔 采用 电测斜 ， 孔深 4 9 2 n l ， 最 大斜 度 2 4 ． 3 。 ， 对于斜度超限而又有方位角的钻孔均计算 了 煤底坐标 ， 并作 了孔斜投影校正 。煤层及其顶底板 与主要含水层及其顶底板均用砂浆封闭。在顶底板 岩层 内封闭厚度最大 5 1 ． 4 2 n l ， 最小 l 4 ． 9 8 n l ， 一般 3 0 m。透鹿 4 l 孔检查封 闭效果 ， 实际封孔深度厚度 符合设计要求。该孔封闭总厚 2 2 ． 7 m． 上部水泥柱 固结较好 ， 下部 由于分选关系 ． 砂子富集 ． 水泥柱 固 结差 ． 固结好者为 l 2 ． 5 n l ， 合格率为 5 7 ％。 7 0年代 中期 1 9 7 51 9 7 6年 矿务局钻 探队施 工钻孔 5 2个， 见二． 煤孔 除 7 1 ． 6孔外 全部 电测斜， 有 D L W、 D Z W 2种测井 曲线。封孔 长度为二． 煤顶 板 l 8～ 3 3 m． 二 ． 煤底板 至孔 底 7～1 7 7 n l ， 只有 6个 见煤孔未封闭。对 7 5 ． 1 3和 7 5 ． 1 7孔透出灰浆芯柱 ， 宏观砂和水泥掺和较均匀 ， 固结较好 ， 作抗压试验 ， 维普资讯 2 3 0 1 年第 2期 程金泉 勘探钻孔封孔质量分析及防突水措施 总第 1 1 0期 抗压 强度 为 7 ． 8 9 7～ 2 1 ． 9 3 3 MP a 。 7 0年代末期 1 9 7 7～1 9 7 8年 矿务 局地 测处施 工钻孔 7 0个， 除 7 7 ． 3 9和 7 8 4 4 孔外全部电测斜 ， 测 量孔斜方位及天顶角， 2 0 m一个测点超限加密一个 测点 ， l 0 0 m一个检查点。孔斜测量符合部颁“ 电测 规程” 。煤底坐标及高程均用孔 口实测坐标及 高程 和电测资料进行换算 ， 并实行初算 、 复箅两本帐。有 H G G、 H G、 D L W、 D Z w 4条测井 曲线 ， 符合 “ 规程” 要 求 。除 7 8 - 7 3和 7 9 4 3孔外全部封 孔 ， 封孔 长度 为 二l 煤顶板 1 0～ 5 4 m， 二l 煤底板至孔底 1 0～2 1 0 m， 对部分深孔 终 L 层位到 ～o 2的钻孔 提浆检查 封 闭效果 。 9 0 年代 1 9 9 2 年 矿务局勘探公司施工钻孔 6个， 全部电测斜， 测斜点距 2 0 m， 高于“ 规程” 要求 ， 煤底坐 标可靠。全孔测量 H G G、 H G 、 D L W、 D Z W 4 种参数曲线， 曲线反映清楚， 煤岩层定性定厚可靠。采用泵压法， 水 泥砂浆封闭钻孔， 水泥标号为 4 0 0 ， 水泥、 砂子、 清水配 比为 1 2 0 ． 7 ， 封孔长度为二I 煤顶板 8 0 ～l l l m ， 二。 煤 底板至孔底 1 5 ～1 8 8 11 1 。取砂浆样检查， 封孔质量合格。 4 防钻孔突水措施 9 o年代施 工的钻孔从孔底封至二 煤上 8 o m， 封孔质量达到优质工程。用现行钻孔质量标准评定 其它时期施工 的钻孔 ， 由上述分析得知， 有的钻 L 未 封闭， 有的钻孔未测斜或测斜资料不可靠 ， 对 于已封 闭的钻孔存在着封闭段距离短， 尤其是煤层顶板封 闭长度短 ， 使用浓泥浆或水 泥砂浆柱固结差 ， 且又未 进行封孔质量效果检查等 问题。在煤矿开采中为了 保证生产安 全， 必须针对这些问题 ， 采取相应的防突 水措施。 4 ． 1 井下探 放水 7 0年代施工的钻孔 电测资料准确可靠 ， 但封孔 层段大多数从终孔位置到二。 煤 以上 2 0 m， 不 能满 足采煤工作面顶板破坏后防钻孔水 的需要 ， 因此当 工作面接近钻孔一定距 离时 ， 按照井下探放水规定 打钻 探水 。 4 ． 2 地面重新启封 5 0～6 o年代施工 的钻孔 ， 电测资 料可靠性差 ， 封孔质量低劣 ， 对于这部分浅孔 终孔层位至 ～ 的钻孔 ， 宜采用在地面找准原孔位用钻 机进行透 孔， 按照部颁钻孔质量标准重新封孔 。如地面透封 7 8 3 3孔 。 4 ． 3留设隔水煤柱 对于没有封 闭和电测资料 的个别深孔 终孔层 位到 k ～ 的钻孔 ， 仅有鹿 2 ， 6和 2 5孔 ， 由于穿 过强含水层 ， 用井下探放水或地面重新启封难度很 大， 可按照导水断层防水 煤柱 留设方法 留设合适的 隔水煤柱 。 5结束语 对封闭不 良钻孔重新 启封 ， 耗 资大 ， 工期长； 留 设隔水煤柱， 会损失一定的煤炭资源 ， 采煤工作面又 需要跳采； 井下探放水 便于操作 ， 省时节资 ， 是一种 比较优越的防突水措施。 鹤壁八矿对有封闭不良钻孔 突水威胁的采面 ， 在“ 坑透” 基础上， 采用巷道与打钻相结台 的方法 ， 超 前距 2 0／ ／ ／ 扇形布置探放水钻孔， 查明煤层顶板 预计 导水裂隙带范围内的勘探钻孔含水 、 导水情况 。在 确认无 钻孔水 害后掘煤 巷扫封孔 再开采。1 9 9 6 2 O O 0年， 八矿先后对 2 3 0 3 ， 2 4 0 1 和 2 2 0 6采面内鹿 5 9 未封孔 、 7 6 2 0 未封孔 和 7 8 7 8 封闭煤层顶板 2 1 11 1 等钻孔采取井下探放水措施 ， 避免盲 目留设钻孔 隔水煤柱 ， 安全生产煤炭 8 6万 t ， 没有发生一次透水 事故， 收到 了良好的经济效益和社会鼓益。③ 参考文献 1 ] 吴志羲等 ． 煤矿矿井采矿设计 手册 上册 [ M】 _ 北 京 煤炭工业 出版杜 ， 1 9 8 4， 7 2 8 ． 上接第 2 3页 雕塑等环境 因素创造 出优美和谐 的 室 内 外 空 间 环 境 和 丰 富 多 彩 的建 筑 形 象 。 传 统 的 建 筑 创 作 ， 局 限 于 纸 和 笔 ， 在 维 的平 面 上 运 用 透 视 技 巧 和 工 程 图 的 表 达 方 式 以 绘 画 技 法 进 行 工 作 ， 这 使 建 筑 师 不 得 不 在 绘 画 方 面 花 费 大 量 的 时 间 和 精 力 。 而 C AD技 术 为 建 筑 师 们 提 供 了 一 个 进 人 信 息 社会 的现代 化工具 ， 使 之 能够形 象 、 逼 真 、 快捷 、 高效 地 创 作 出 崭 新 的作 品 建 筑 师 应 用 计 算 机 去 获 取 更 广 泛 的 信 息 和 知 识 ， 提 高 建 筑 师 的 修 养 ， 激 发 创 作 灵 感 ， 繁 荣 建 筑 创 作 和 城 市 规 划 设 计 市 场 ， 运 用 计 算 机 技术 去 扩 大 视 野 ， 这 是 建 筑 师 迎 接 新 技 术 革 命 的 努 力 所 在 。 建 筑 设 计 需 要 建 筑 师 通 过 一 定 的 媒 介 来 表 达 自 己对 于 最 终 产 品 的 设 想 ， 表 现 的 方 式 方 法 和 手 段 对 于 建 筑 师 物 化 其 头 脑 中 的 建 筑 理 想 起 到 关 键 的 作 用 。 建 筑 C A D制 作 的 三 维 建 筑 模 型 的 作 用 变 得 越 来 越 明 显 ， 并 在 建 筑 表 现 方 式 中 居 于 主 导 地 位 而 立 面 、 透 视 和 渲 染 则 作 为 其 辅 助 手 段 ， 一 起 去 帮 助 建 筑 师 表 达 他 们 的 构 思 。③ - 2 5 维普资讯