地质构造破碎带内钻孔施工及封孔的实践

1、地质构造破碎带内钻孔施工及封孔的实践.、八、一前言我矿1121 （3）工作面上风巷三号钻场距开孔 6090m位置 为一构造破碎带， 在实际施工过程中虽然采取了诸如使用麻花钻 杆、低压力、低速钻进等措施，但在施工至该处破碎带时仍然无 法穿越，多次落钻，所有钻孔均未达到设计要求，不得不在上风 巷巷帮每隔3m补打一个抽排孔，浪费了大量的人力、物力。1121（ 3）工作面上风巷五号钻场地质情况、钻孔设计与三号钻场相 似，为了避免类似情况的发生， 我们采取了钻孔施工前向构造破 碎带及孔口裂隙带注浆、 封孔采用二次带压注浆等方法， 取得了 较好的效果。1 常规的封孔方法及可能产生的弊端1.1 常规的封孔方

2、法（ 1 ）石门揭煤抽采措施孔、顺层钻孔、采煤面上风巷帮孔、 抽采钻孔封孔管采用“双抗”塑料管（直径 2.5 寸）。顶板走向 孔、穿层孔里段也采用“双抗”塑料管，但孔口段采用铁管（测 压、地质钻孔封孔采用 4分铁管）。（2）钻孔封孔长度一般 为 12 米（测压钻孔封孔长度按测压钻孔设计执行）。（ 3）封孔管前端焊上挡板 （挡板直径略小于孔口直径） ，前段缠绕棉纱 （下 向孔缠绕海带），用细线绳扎好，将封孔管送入钻孔。封孔管下 好后，下入 4 分返浆管和注浆管（上向孔：下入一根长度 12 米的 4分返浆管和一根长度2.0米的 4分注浆管；下向孔： 下入一根长度2米的4分注浆管和一根长度2米的 4

3、分返浆 管）。孔口使用聚胺树脂进行封堵，封堵长度 1 米。两空间段之 间带压（采用电动注浆泵）进行注浆。1.2 常规的封孔方法可能产生的弊端 常规的封孔方法对孔口岩石较好、 无明显裂隙的钻孔封孔效 果还是不错的， 但如果孔口位置裂隙发育， 特别是处于煤层顶板 砂岩裂隙带（经常有砂岩裂隙水流出）时，裂隙中的水将水泥浆 稀释，水泥浆长时间不能凝固、水泥沉淀，往往会看到封孔结束 后注浆管、 回浆管及钻孔周围有水流出， 这种条件下常规的封孔 方法很难做到严、密、实，封孔效果不佳，从而降低瓦斯抽排孔 的抽采效果，影响测压孔的测压准确性。2 1121 （ 3）上风巷三号钻场的施工情况2.1 三号钻场的地质

4、情况及设计三号钻场底距 13-1 煤层顶板 3.0m 左右，为泥岩及砂质泥岩 层位，共设计八个钻孔，钻孔的开孔及终孔位置将穿越距 13-1 煤层顶板4mr- 25m的范围，穿过的地质层位有泥岩、砂质泥岩、 13-2煤、砂岩、煤线等。距开孔 6090m范围为一构造破碎带。2.2 三号钻场的施工情况三号钻场首开 1 号钻孔，使用光钻杆、 108 钻头，在施工 至60m时发现破碎带，返水很小，施工至62m时完全不返水造成 落钻。再开2号钻孔，与1号钻孔相似，至64m同样落钻。后改用麻花钻杆、 108钻头施工3、4、7号钻孔，在施工至88m 88m 91m时均不能继续钻进。5、6、8号孔均未达到60m

5、而未收 尺。作为补救措施，不得不在上风巷巷帮每隔3m补打一个抽排孔，给生产带来较大的影响。3 1121 （ 3）上风巷五号钻场的施工情况3.1 五号钻场的地质情况 五号钻场的地质情况及钻孔设计与三号钻场相似， 物探资料显示距开孔位置45m至72m为四号异常区（破碎带），四号钻场 附近为三号异常区， 对 4 至 8 号孔影响较大， 开孔位置裂隙发育。 如图 1 所示。3.2 五号钻场钻孔施工的实践五号钻场钻孔施工前先用光钻杆、 73钻头施工45m至4号异常区（返水明显减小为标准），然后向钻孔内下入一根长度 45 米的 4 分返浆管和一根长度 2.0 米的 4 分注浆管，孔口 用聚胺脂封实（不宜过

6、长，以有利于注浆时对孔口裂隙带的封 闭），再用注浆机向孔内注水泥浆（水泥：水的重量比=1：1），压力为2MPa直至返浆管回浆后关闭返浆管的阀门，再关闭注 浆管的阀门， 24 小时后水泥浆凝固来劲后按设计进行了钻孔施 工。实践表明经过注浆，所有钻孔均顺利穿越 4 号异常区（破碎 带）。注浆封闭破碎带如图 2 所示。图2表 1 五号钻场设计与实际孔深的对比3.3 五号钻场钻孔封孔的实践五号钻场开孔位置裂隙发育， 为了确保封孔质量达到严、 密、 实，我们尝试了二次带压注浆的方法， 先用漏斗式注浆机向注浆 管内注水泥：水的重量比=1： 2的水泥浆，压力为iMPa直至返 浆管回浆后关闭返浆管的阀门，再关

7、闭注浆管的阀门，保持56小时后，打开返浆管放掉部分孔内的沉淀水后关闭返浆管，打 开注浆管的阀门，再向注浆管内注水泥：水的重量比 =1： 1 水泥 浆，水泥浆中加膨胀剂（膨胀剂：水泥的重量比 =1： 10左右） 压力为2MPa带压保持30分钟（以不下浆为标准）后将注浆管 堵实。第一次注的水泥浆相对较稀，目的是让其渗透力更强，第 二次注的水泥浆相对较稠、 压力较大，目的是让其凝固速度更快， 封堵更严、更密、更实。3.4 五号钻场钻孔的抽排效果1121（3）综采面 5#钻场从 2009年8月12日开始抽放，到 2009年9月25日钻场结束，共计抽采 43天，平均钻场抽采纯 量在 4.4m3/min ，（最高达 4.7m3/min ，最低 4.1m3/min ）每天 抽采量达6336m3其中2、3、5、6、7单孔浓度都在50浓上， 最高达到90%单孔最大抽采纯量1.0m3/min ,缓解了通风压力。4 结束语封闭破碎带的注浆孔最好为下向孔， 注浆时能利用水泥浆的 自身压力。 封闭破碎带的注浆孔可根据周围的巷道情