CN109184565B - 一种灰岩放水钻孔封孔固管方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灰岩放水钻孔封孔固管方法；包括钻孔两开，并分别进行固管、耐压试验，最后进行钻进；水泥填实的部分中还加入碎棉纱，第二法兰盘加钢垫后再与外层护孔管连结；本发明的有益效果：采用水泥和棉纱混合，碎棉纱起到了钢筋骨架的作用和吸收水泥浆中的水分作用，使得水泥封堵孔口凝固后就不容易开裂，有效地解决了钻孔注浆后水泥凝固时间较长的问题，缩短了施工工期，优化了整个钻孔封管固管技术；采用法兰盘与外层护孔管之间加垫钢垫的形式，能经受住高压，注浆时不易损坏，既保证了注浆质量，避免了因钻孔质量而造成的返工，既节约了材料，也缩短了工期，增加了钻孔的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下灾害防治方法，尤其涉及的是一种灰岩放水钻孔封孔固管方法。
背景技术
淮南煤田属于新生界松散砂层空隙水与地板岩溶水复合含水层充水类型矿井，受底板岩溶水威胁，在开采A组煤时必须要进行疏水降压后才能开采。有效的办法就是施工灰岩放水孔，针对灰岩放水钻孔封孔要求高，注浆后水泥凝固时间较长，影响钻孔施工工期和耐压环节孔口、孔壁漏液的问题，通过采用对封孔固管工艺的改进能够有效地解决以上问题，从而确保钻孔质量和提高施工工期时间。
现有的钻孔封孔固管技术中，孔口1.5-2.5m段水泥注实，凝固速度慢，注浆过程中出现了孔口漏浆、孔壁渗浆等现象，随着注浆压力增大，孔壁岩石裂缝渗浆现象越严重，有时候不到4MPa孔壁就开始渗水；
另外管口法兰盘与外层护孔管之间，加塑料垫或石棉纸，在注浆或耐压实验时容易损坏，造成注浆漏液，压力不能保持(耐压试验不合格)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景中注浆情况不理想及耐压试验不合格的灰岩放水钻孔封孔固管方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明公开一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，包括钻孔两开，并分别固管、耐压试验，最后进行钻进；
一开钻孔封孔固管具体步骤包括：
A1:开孔并采用第一钻头进行钻进，然后分别使用多个扩孔钻头和配套扶正器逐级扩孔，得到第一钻孔；
A2:下第一护孔套管，在第一护孔套管管底距离孔口1.5-2.5m处用棉纱缠绕后加适量水泥浆下入孔内，在第一护孔套管顶端预留0.2-0.3m，并将孔口 1.5-2.5m段用水泥填实，水泥中还加入碎棉纱；
A3:待第一护孔套管外部水泥浆凝固后，在第一护孔套管顶端管口处安装与之匹配的第一法兰盘，第一法兰盘距孔口大于0.1m，并连接注浆管，使用注浆泵对第一护孔套管内进行注浆；
A4:待第一护孔套管内水泥凝固后，用第二钻头扫孔钻进；然后进行耐压试验，确保第一护孔套管无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
二开钻孔封孔固管具体步骤包括：
B1:第一护孔套管耐压试验合格后，采用第二钻头继续钻进；
B2:下第二护孔套管，第二护孔套管顶部管口预留0.8-1.5m，并在第二护孔套管顶端管口处安装与之匹配的第二法兰盘，第二法兰盘加钢垫后再与外层护孔管连结，并连接注浆管，使用注浆泵对第二护孔套管内进行注浆；
B3:待第二护孔套管内水泥凝固后，用第三钻头扫孔钻进；然后进行耐压试验，确保第二护孔套管无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
钻进的具体步骤包括：
C1:待步骤B3中的耐压试验合格后，在第二法兰盘上安装高压闸阀后，采用第三钻头钻进至设计孔深终孔。
作为进一步的优化，所述所述步骤A1中的第一钻孔直径为Ф193mm，深度为9m。
作为进一步的优化，所述步骤A2中的碎棉纱为1-3cm宽，1-100cm长的长条状。
作为进一步的优化，所述步骤A2中，第一护孔套管直径为Φ146mm、厚度为6.5mm，深度为8m，所述步骤A4中，用Φ127mm的第二钻头扫孔钻进10m。
作为进一步的优化，所述步骤B1中，采用Φ127mm的第二钻头继续钻进35m。
作为进一步的优化，所述步骤B2、步骤B3中，第二护孔套管直径为Φ108mm、厚度为4.5mm，深度为30m。
作为进一步的优化，所述步骤B3中，用Φ80mm的第三钻头扫孔钻进35m。
作为进一步的优化，所述步骤A4和B3中的耐压试验，试验压力为6-10MPa，持续保压时间大于30min。
作为进一步的优化，所述步骤C1中的高压闸阀为6寸高压闸阀。
作为进一步的优化，所述步骤A3中，第一法兰盘连接注浆管前接入变径接头，所述步骤B2中，第二法兰盘连接注浆管前接入变径接头。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用水泥和棉纱混合，这样碎棉纱在水泥中，一起到了钢筋骨架的作用，二起到了吸收水泥浆中的水分作用。这样水泥封堵孔口凝固后就不容易开裂，有效地解决了灰岩放水钻孔注浆后水泥凝固时间较长的问题，缩短了施工工期，优化了整个钻孔封管固管技术；
采用法兰盘与外层护孔管之间加垫钢垫的形式，能经受住高压，注浆时不易损坏，既保证了注浆质量，避免了因钻孔质量而造成的返工，既节约了材料，也缩短了工期，增加了钻孔的成功率。
附图说明
图1是本发明实施例一种灰岩放水钻孔封孔固管方法的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图。
图中标号：
第一护孔 套管1、第一法兰盘11、第二护孔 套管2、第二法兰盘21、球阀22、压力表23、高压闸阀3、钻杆4。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，包括一次钻孔封孔固管、二次钻孔封孔固管、钻进；
一次钻孔封孔固管具体步骤包括：
A1:开孔并采用第一钻头进行钻进9m，然后分别使用Ф153mm、Ф193mm扩孔钻头和配套扶正器逐级扩孔至9m，得到直径为Ф193mm，深度为9m的第一钻孔，即图中L1＝9m，D1＝Ф193mm；
A2:下第一护孔套管1，第一护孔套管直径为Φ146mm、厚度为6.5mm，深度为8m，即图中，L2＝8m，D2＝Ф146mm，在第一护孔套管1管底距离孔口2m处用棉纱缠绕后加适量水泥浆下入孔内，在第一护孔套管1顶端预留返浆管0.3m，返浆管的作用是，水泥注浆时，进行返水泥浆的，有助于排尽套管内空气，确保注浆效果，并将孔口2m段用水泥填实，水泥中还加入碎棉纱，将棉纱剪成1-3cm 宽，300mm左右长度的长条状，加入碎棉纱后，用木杆等捣入孔口2m段(钻孔向下2米范围内)内，这样碎棉纱在水泥中，一起到了钢筋骨架的作用，二起到了吸收水泥浆中的水分作用，这样水泥封堵孔口凝固后就不容易开裂；
A3:待第一护孔套管1外部水泥浆凝固后，在第一护孔套管1顶端管口处安装与之匹配的第一法兰盘11，第一法兰盘11距孔口大于0.1m，并连接注浆管，使用注浆泵对第一护孔套管1内进行注浆，根据需要在第一法兰盘11连接注浆管前接入变径接头；
A4:待第一护孔套管1内水泥凝固，大约需要48小时，用Φ127mm的第二钻头扫孔钻进10m；然后进行耐压试验，试验压力为6-10MPa，此处选优8MPa，采用清水进行压力试验，持续保压时间大于30min，在确保第一护孔套管1无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
二开钻孔封孔固管具体步骤包括：
B1:第一护孔套管1耐压试验合格后，采用Φ127mm的第二钻头继续钻进，孔深35m，得到直径为Ф127mm，深度为35m第二钻孔，即图中L3＝35m，D3＝Ф 127mm；
B2:下第二护孔套管2，第二护孔套管直径为Φ108mm、厚度为4.5mm，深度为30m，即图中L4＝30m，D3＝Ф108mm，第二护孔套管2顶部管口预留0.8-1.5m，并在第二护孔套管2顶端管口处安装与之匹配的第二法兰盘21，第二法兰盘21 加钢垫后再与外层护孔管连结，并连接注浆管，使用注浆泵对第二护孔套管2 内进行注浆，根据需要在，第二法兰盘21连接注浆管前接入变径接头；
本发明在第二法兰盘21加钢垫后再与外层护孔管连结，加入钢垫后使得之后的耐压试验时，能经受住高压，注浆时不易损坏，既保证了注浆质量，避免了因钻孔质量而造成的返工，既节约了材料，也缩短了工期，增加了钻孔的成功率；
B3:待第二护孔套管2内水泥凝固后，大约需要48小时，用Φ80mm的第三钻头扫孔钻进35m，即图中D5＝Φ80mm；然后进行耐压试验，试验压力为6-10MPa，优选8MPa，持续保压时间大于30min，确保第二护孔套管2无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
钻进的具体步骤包括：
C1:待步骤B3中的耐压试验合格后，在第二法兰盘21上安装6寸高压闸阀 3后，采用Φ80mm的第三钻头钻进至设计孔深终孔；
另外为了方便使用，在第二法兰盘21与第一法兰盘11之间的第二护孔套管2上安装有球阀22和压力表23，便于观察管内压力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，包括钻孔两开，并分别进行固管、耐压试验，最后进行钻进；
一开钻孔封孔固管具体步骤包括：
A1:开孔并采用第一钻头进行钻进，然后分别使用多个扩孔钻头和配套扶正器逐级扩孔，得到第一钻孔；
A2:下第一护孔套管，在第一护孔套管管底距离孔口1.5-2.5m处用棉纱缠绕后加适量水泥浆下入孔内，在第一护孔套管顶端预留0.2-0.3m，并将孔口1.5-2.5m段用水泥填实，水泥中加入碎棉纱；碎棉纱为1-3cm宽，1-100cm长的长条状；
A3:待第一护孔套管外部水泥浆凝固后，在第一护孔套管顶端管口处安装与之匹配的第一法兰盘，第一法兰盘距孔口大于0.1m，并连接注浆管，使用注浆泵对第一护孔套管内进行注浆；
A4:待第一护孔套管内水泥凝固后，用第二钻头扫孔钻进；然后进行耐压试验，确保第一护孔套管无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
二开钻孔封孔固管具体步骤包括：
B1:第一护孔套管耐压试验合格后，采用第二钻头继续钻进；
B2:下第二护孔套管，第二护孔套管顶部管口预留0.8-1.5m，并在第二护孔套管顶端管口处安装与之匹配的第二法兰盘，第二法兰盘加钢垫后再与外层护孔管连结，并连接注浆管，使用注浆泵对第二护孔套管内进行注浆；
B3:待第二护孔套管内水泥凝固后，用第三钻头扫孔钻进；然后进行耐压试验，确保第二护孔套管无松动，无漏水、渗水方可继续施工；
钻进的具体步骤包括：
C1:待步骤B3中的耐压试验合格后，在第二法兰盘上安装高压闸阀后，采用第三钻头钻进至设计孔深终孔。
2.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述所述步骤A1中的第一钻孔直径为Ф193mm，深度为9m。
3.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤A2中，第一护孔套管直径为Φ146mm、厚度为6.5mm，深度为8m，所述步骤A4中，用Φ127mm的第二钻头扫孔钻进10m。
4.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤B1中，采用Φ127mm的第二钻头继续钻进35m。
5.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤B2、步骤B3中，第二护孔套管直径为Φ108mm、厚度为4.5mm，深度为30m。
6.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤B3中，用Φ80mm的第三钻头扫孔钻进35m。
7.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤A4和B3中的耐压试验，试验压力为6-10MPa，持续保压时间大于30min。
8.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤C1中的高压闸阀为6寸高压闸阀。
9.根据权利要求1所述的一种灰岩放水钻孔封孔固管方法，其特征在于，所述步骤A3中，第一法兰盘连接注浆管前接入变径接头，所述步骤B2中，第二法兰盘连接注浆管前接入变径接头。
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