下底板巷地质钻孔施工技术探讨(生产部)

1、21031下底板巷地质钻孔施工技术探讨（技术革新）龙山煤业公司生产技术部二一三年二月21031下底板巷地质钻孔施工技术探讨 Biquangui1施工区概况21采区21031工作面位于龙山向斜东北翼，本区为单斜构造，煤层产状变化不大，走向变化不大，煤层倾角1015，平均12，本区开采的二1煤，位于山西组底部，上距鲕状铝土质泥岩（A层）75m，下距C3L8灰岩35m，大煤伪顶不发育。直接顶为泥岩，砂质泥岩，厚1.93m，平均2.5m，老顶为中粒砂岩，厚2031m，平均25.5m，直接底为炭质泥岩和泥岩，厚511m，平均8m，煤层厚度4.085.51m，平均4.81m。容重1.46t/m。在二一采区

2、的21031下底板抽放巷地质钻孔施工过程中，钻探塌孔现象是较多见的。在所有钻探事故中，塌孔事故要占一半以上，而且塌孔事故严重影响钻探施工进度，（开始每次打钻都要影响3-5个小班）。塌孔事故主要原因是该地区位于三维地震地质异常区，构造复杂，（断层3条FD1、FD5、Fs8，可能还会有伴生小断层存在）地层松软，岩石破碎等原因造成的。2构造区地质钻孔打钻的主要难点该地区打钻的主要难点是塌孔、堵孔和卡钻，这些现象在松软岩层中打钻经常出现，甚至是频繁出现，致使无法打深孔，处理塌孔事故难度较大，如果处理不当还会增大处理难度，出现卡钻、埋钻、抱死钻杆现象，出现卡钻时，不仅不能继续钻进，还有可能丢失钻杆，造成

3、打捞困难，甚至无法打捞，给生产造成影响。2.1塌孔和卡钻原因分析塌孔原因主要是岩层松软塌孔周围在水冲刷的情况下连续不断地塌孔，越垮塌空间越大，孔内积存的碎渣越来越多，碎渣越多越不能及时排出孔外，此时应立即带水旋转起钻，千万不可停水，待钻机旋转正常，孔内返水带渣减少时，开始小心缓慢下钻。如果发现钻机旋转吃力，再次起钻，反复以上过程，直到不再塌孔，钻机旋转正常，方可继续钻进。如果以上操作仍不能解决问题，塌孔现象仍在继续，而且越来越严重，说明此时发生埋钻、卡钻、抱死钻杆的危险性越大，应及时把钻杆全部拔出孔外。卡钻是与塌孔相联系和同时发生的一种现象，塌孔时未能及时退出钻杆，破碎的岩渣将钻杆和钻头箍紧，

4、排渣不力，孔内碎渣增多，此时仍然钻进，使堵孔、塌孔的范围不断扩大，造成钻杆和钻头箍紧，出现抱死钻杆现象，钻头无法进退。2.2构造区地质钻孔施工技术 1稳固钻机。 首先要根据钻孔设计固定钻机，钻机底部用垫木垫在实底上，要用立柱牢固控制钻机的位置，防止钻机在钻进过程中震动。钻机震动将会造成钻杆在钻进过程中摆动或闪动，形成钻孔偏离中心，孔壁不平直，增加阻力，削弱前进能力，或孔壁受钻杆摆动影响而破坏，增加塌孔、堵孔的形成条件，这是打钻前的重要环节。2钻孔充分排渣。 排渣通畅与否，直接关系到钻孔的成败，它会造成堵孔、卡钻，而且会卡死钻杆导致废孔。钻孔排渣依托2个条件：打钻的速度（每根钻杆不能低于30mi

5、n）和水量要不大不小；规范操作。21集中运输巷和21041下底板抽放巷地质钻孔施工中，规范操作对顺利打钻起到了决定作用。钻进过程中注意观察排渣情况，排渣不利时要及时采取退钻措施，在排渣不顺的情况下不能强拔硬进，只有在充分排渣后使钻杆活动后再进或再退。当孔内碎渣变成泥团，单纯送水无法充分排渣时，采用多退钻，反复进退的办法来解决。（3）掌握给进压力和钻进速度。钻机给进压力的极限是固定的，不同层段要掌握不同的给进压力，当给进压力突然升高时必须采取果断措施：停止钻进，进行空转排渣；撤钻退钻。钻进速度必须保持适当，破碎岩层中钻进主要是降速，通过降速充分排渣，减少沉渣，同时也起到降低给进压力的作用。所以在

6、构造区钻进时速度要比其它地区慢，记录钻进速度可用每根钻杆钻进所用的时间。在21集中运输巷和21041下底板抽放巷打钻时一般掌握每根钻杆约30min，给进压力5MPa以下。（4）卡钻两种处理方式。如果孔内出现卡钻现象，而且钻杆在孔内有上、下弹跳现象，钻机旋转不稳，说明孔底岩石裂隙发育，孔内有活动碎石，而且岩石比较坚硬。在这种情况下，起钻后可直接向孔内注浆，因为岩石脆性强，裂隙畅通，容易注浆，当裂隙注满升压以后即可。待浆液凝固48h以后，可以扫孔钻进。如果在钻探过程中，发现钻机旋转压力逐渐增大，旋转速度逐渐变慢，噪声增大，感觉明显吃力，钻杆有扭劲现象，说明孔底遇到了松软岩层，在钻头和钻杆的搅动下越

7、堆越多，越搅越碎，越搅越实在，最终把钻杆抱死。遇到这种情况，应应及时把钻杆全部拔出孔外进行注浆。但是，软岩注浆和裂隙岩层注浆是截然不同的，而且软岩注浆是很难注进去的。此时应该把原来的钻头去掉，换上一个一子形钻头，或者干脆不带钻头（目的是为了防止塌孔埋钻拔不出来钻杆），把钻杆下到孔底，用水反复冲洗钻孔，尽可能地多冲出岩石碎渣，让塌孔部位充分片帮，形成一个空间。此时，停止冲水，把钻杆与注浆管连接，从钻杆中间注入浆液到孔底，在注浆压力作用下，孔底浆液向上顶起沉淀的岩石碎渣，并向上移动。移动一定距离后，由于上部孔壁完好，钻杆周围的环状间隙很小，底部上升的岩石碎渣会挤紧在这里，把浆液封死在孔底塌孔部位，

8、注浆压力会逐渐上升，浆液不仅充满了塌孔空间，而且也挤入岩石缝隙，如加固了松软岩层。此时，应停止注浆，把钻杆从孔内拔出，等到浆液凝固后，原塌孔部位已经形成为一个水泥大块，当再次打钻时会很容易地通过。3构造区地质钻孔施工效果 在21031下底板抽放巷应用该技术前，每次打钻都要影响3-5个小班，单孔最大深度约60m，平均深度30m。不能满足设计要求。通过不断实践研究改进该地区施工技术，单孔最大深度达80m，平均深度60m，每次打钻都减少影响3-5个小班，不但解决了在该地区施工地质钻经常塌孔、卡钻的技术问题提高了地质钻施工的工作效率，也间接的提高了该地区的掘进速度，保证了该地区的工作任务顺利完成，进一

9、步探清了该地区的地质构造及距离煤层的准确距离，为实现该地区安全生产打下了坚实的基础。5 结束语 通过21031下底板抽放巷的打钻试验，摸索出了一条在构造区施工地质钻孔的捷径，掌握了具体的操作技巧，总结了一些施工参数，为我矿的超前钻探工作奠定了基础。 龙山煤矿科技成果验收申请书成果名称21031下底板巷地质钻孔施工技术探讨成果类型技术革新起止日期2013.1-2013.8完成单位生产技术部成果完成人杨小永、高占峰、周全涛、刘松岳 联系人杨小永电话任务来源21矿计划 2.部门计划 3.计划外有无密级21.有 2.无 成果技术情况简介：1、创新点：解决了地质钻在构造区施工时塌孔、卡钻、堵孔等技术问题

10、，提高了地质钻施工的工作效率，进一步探清了该地区的地质构造及距离煤层的准确距离，为实现该地区安全生产打下了坚实的基础，同时为掘进提供了时间保证。2、经济（安全）效益推广价值： 项目负责人：杨小永 2013年2月28日申请验收单位意见： 单位领导： 单位盖章年 月 日成果类型填写：五小成果、技术革新、“四新推广”、应用研究。验收意见应着重从技术创新点、解决的问题和产生的效益方面进行评价。龙山煤矿科技成果验收记录表成果名称21031下底板巷地质钻孔施工技术探讨成果类型技术革新起止日期2013.1-2013.8完成单位生产技术部成果完成人杨小永、高占峰、周全涛、刘松岳成果技术情况简介：1、创新点：解决了地质钻在构造区施工时塌孔、卡钻、堵孔等技术问题，提高了地质钻施工的工作效率，进一步探清了该地区的地质构造及距离煤层的准确