矿井探测放水孔止水套管安装规范

矿井探测放水孔止水套管安装规范矿井水害是威胁井下安全生产的核心隐患之一，止水套管作为探测放水孔的关键防护与止水构件，其安装质量直接决定钻孔密封性、水害治理效果及巷道稳定性。本文结合矿井地质条件与施工实践，系统梳理止水套管安装的规范流程、质量控制及应急处置要点，为现场作业提供实操指引。一、安装前准备工作（一）材料选型与检验止水套管需根据钻孔设计压力、岩性及水文条件选择适配材质：硬质岩段宜采用无缝钢管（壁厚≥5mm），承压能力需达设计水压的1.5倍以上；松软破碎带可选用抗浮胀PVC套管或钢制筛管，避免围岩变形挤毁套管；止水材料优先选用快硬水泥砂浆（水灰比0.4~0.45）或高分子膨胀止水剂，需提前检测初凝时间（≤30min）、抗压强度（≥30MPa）。所有材料需附带出厂合格证，现场抽样送检，严禁使用锈蚀、变形或过期材料。（二）设备工具配置钻孔设备：选用全液压坑道钻机（扭矩≥1500N·m），配套孔径比套管大2级的金刚石钻头（如套管φ108mm，钻头φ133mm）；辅助工具：套管扶正器（间距≤5m）、注浆泵（压力≥8MPa）、孔斜仪（精度≤1°）、试压泵（量程覆盖设计水压）；安全装备：防爆照明、通风机、防水电缆，作业人员配备安全帽、防滑靴及防尘口罩。（三）现场勘察与方案优化施工前需复核钻孔设计参数（孔深、倾角、方位角），采用地质雷达或钻孔窥视仪探查孔段岩性：破碎带段需加密套管扶正器（间距≤3m），并提前预备注浆加固方案；富水段（涌水量≥5m³/h）需在套管底部设置反滤层（碎石+土工布），防止堵孔；孔口段为煤层时，需采用“套管+水泥浆”全封闭，避免煤体垮塌。二、安装流程规范（一）钻孔施工精度控制1.开孔定位：孔口偏差≤50mm，倾角误差≤1°，采用“三点一线”法（钻机、孔口、靶心）校准；2.钻进工艺：硬质岩段采用清水钻进（排量≤30L/min），松软段改用泥浆护壁（密度1.1~1.2g/cm³），每钻进5m复测孔斜，超差时采用“扫孔纠偏”；3.终孔验收：孔深误差≤0.5m，孔底偏斜率≤2%，孔壁无明显台阶或缩径。（二）套管下放与居中下放方式：采用机械吊装+人工扶送，避免套管碰撞孔壁；长套管（≥20m）需分段连接，丝扣处缠生料带并涂抹密封胶；居中措施：每5m安装弹簧式扶正器，确保套管与孔壁间隙均匀（≥5mm）；下放速度≤0.5m/min，防止卡钻或孔壁坍塌；孔口固定：套管露出孔口≥0.3m，采用“工字钢+抱箍”固定，防止注浆时上浮。（三）止水作业工艺1.分段注浆：自孔底向上分段（每段5~10m）注浆，采用止浆塞隔离段间，注浆压力逐步递增（初始0.5MPa，终压1.2倍设计水压）；2.材料选择：破碎带采用水泥-水玻璃双液浆（体积比1:1~1:0.5），凝固时间控制在3~5min；完整岩段采用单液水泥砂浆，注浆量按“理论体积×1.2”系数预留；3.注浆终止标准：压力稳定≥10min，吸浆量≤2L/min，或孔口返浆密度与注浆液一致。（四）固管与质量检测养护时间：水泥砂浆注浆后养护≥48h，双液浆养护≥24h；密封性试验：采用试压泵从套管内打压，压力为设计水压的1.5倍，保压30min，压降≤0.1MPa为合格；外观检查：孔口无渗漏、套管无变形，周边岩面干燥。三、质量控制与常见问题处置（一）关键质量控制点材料环节：止水剂初凝时间偏差≤5min，套管圆度误差≤2%；施工环节：孔斜超差时需“提钻重打”，注浆时严禁中途停泵；检测环节：试压前需拆除孔口附件，采用“分级升压”（每级0.2MPa）避免爆管。（二）典型问题及处置1.套管偏斜：孔口段偏斜≤1°时，采用“楔铁调正+二次注浆”；超差时扩孔（孔径加大1级）后重新下管；2.止水失效：渗漏点位于孔口时，补注聚氨酯密封胶；深部渗漏时，采用“钻检查孔+复注双液浆”；3.套管变形：下放时变形需更换套管，注浆后变形需“割除变形段+接长套管”，并加强周边注浆。四、安全作业注意事项人员防护：注浆时远离孔口（≥2m），佩戴护目镜；富水段作业需配备救生绳、应急排水泵；设备安全：钻机接地电阻≤4Ω，注浆泵压力超过额定值时自动卸压；现场管理：作业区设置警示带，通风量≥60m³/min，突水时立即启动“撤人-断电-汇报”流程。结语止水套管安装是矿井水害防治