CN112160728B - 一种矿井探放水钻孔的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿井探放水钻孔的处理方法。以解决现有技术存在的环空堵不住、钻孔仍然出水，或者钻孔堵住后钻杆不能回收、钻孔不能它用的缺点。本发明方法为：计算孔口管长度，从钻孔的停钻位置退出钻杆，其余钻杆作为前置钻杆；最后一根钻杆尾端依次连接前置短节、扩孔钻头、后置短节、后置钻杆；钻头抵达停钻位置；依次退出上述所加的部件，前置钻杆滞留在钻孔中；将孔口管下入钻孔中，最后一根孔口管上环绕螺旋状点焊铁丝并对孔口管环空进行密封；在钻孔外施工注浆孔，将注浆管固定在注浆孔中；在孔口管与钻孔环空中注入快速凝固的浆液，使浆液快速凝固；将阀门连接在孔口管外端法兰盘上，利用钻机退出全部钻杆和钻头。
Description
技术领域
本发明属于矿井防治水技术领域，具体涉及一种矿井探放水钻孔的处理方法。
背景技术
钻孔探放水是矿井防治水重要技术手段，标准的探放水钻孔是先固结孔口管，然后再进行钻探。一旦钻孔揭露含水体或强含水层，如老空水或烧变岩含水层，钻孔会出水，此时可以迅速退出全部钻杆，之后关闭孔口管外的阀门，将钻孔水控制住。在实际操作中，个别探放水工程为了节省施工时间、减少施工环节，在不下孔口管的情况下就进行钻探，一旦发现钻孔出水，因为是未下孔口管的不规范的非标钻孔，处理起来非常麻烦。
非标钻孔的处理方法有强退控制法和含钻注浆法两种。强退控制法是在加大钻场排水能力的情况下先强行退出钻杆，然后再设法处理钻孔，该方法风险非常大，退钻后钻孔水有淹钻场、淹采掘面甚至淹没矿井的风险，处理中很少采用。含钻注浆法是在钻孔不撤出钻孔的情况下，将钻孔环状间隙用麻丝等柔软膨胀物塞住，之后利用钻杆中空向钻孔内注浆，直至水体或含水层注满起压，将探放水钻孔封死，该方法存在的缺点是：1)钻孔水量大水压高时封孔的软膨物不能全部塞进钻孔环空(环形空间)中，注浆中容易被高压水顶出来，环空仍然出水；2)注浆后钻杆全部注死在钻孔中，钻杆不能回收；3)钻孔注死后不能用作观测孔或水源孔。
发明内容
本发明要提供一种矿井探放水钻孔的处理方法，以解决现有技术存在的环空堵不住、钻孔仍然出水，或者钻孔堵住后钻杆不能回收、钻孔不能它用的缺点。
为达到本发明的目的，本发明提供的技术方案为：一种矿井探放水钻孔的处理方法，包括以下步骤：
1)依据水压计算孔口管长度，从钻孔的停钻位置开始退出长度略大于孔口管7长度的钻杆，其余所有钻杆仍留在钻孔中，作为前置钻杆；
2)在钻孔中前置钻杆的最后一根钻杆尾端连接一根前置短节，前置短节后连接一个扩孔钻头，扩孔钻头后连接一根后置短节，后置短节后连接后置钻杆；
3)钻机通过后置钻杆、后置短节带动扩孔钻头、前置短节、前置钻杆、钻头钻进，直至钻头抵达停钻位置；
4)从钻孔中依次退出后置钻杆、后置短节、扩孔钻头、前置短节，前置钻杆滞留在钻孔中；
5)将孔口管下入钻孔中，最后一根孔口管上环绕螺旋状点焊铁丝并对孔口管环空进行密封；
6)在钻孔外施工注浆孔，注浆孔终孔于孔口管和钻孔之间的环空中，将注浆管固定在注浆孔中；
7)利用注浆管在孔口管与钻孔环空中注入快速凝固的浆液，等浆液被钻孔水带出来时，调整浆液凝胶时间，使浆液快速在环空中凝固；
8)等浆液凝固上强度孔口管固结好后，在打开阀门闸板的情况下将阀门连接在孔口管外端法兰盘上，之后利用钻机从钻孔中退出全部钻杆和钻头；
9)关闭法兰盘外的已打开阀门，钻孔处理工作结束。
上述步骤4)完成后，在前置钻杆后再次增加后置钻杆，后置钻杆的长度为步骤1)退出时的长度，再通过钻机将前置钻杆送回停钻位置，这个步骤适用于钻孔出水量大，直接下孔口管困难的情况。
上述步骤6)中，在钻孔外利用手持风钻施工注浆孔，注浆孔终孔于孔口管和钻孔之间的环空中，用手持风钻将注浆管敲击送入并固定在注浆孔中，注浆管的孔径略小于注浆孔，入孔前注浆管壁外缠有麻丝。
上述步骤6)中的注浆孔可以是多个。
本发明的优点是：
1、钻孔处理中安全性高，不需要增加排水能力
比起强退控制法，本发明在非标探放水钻孔处理的整个过程中，大部分钻杆始终停留在钻孔内，能有效减少孔中涌水量，钻孔处理过程安全性高，不会因钻杆全部退出失控，致使钻孔大量涌水对孔壁及钻场造成安全威胁，处理中不需要增加钻场的排水能力。
2、扩孔方法简单易行，孔口管容易下到位
本发明在孔口管段的孔壁扩孔过程中，充分利用孔内未退出的钻杆，安装扩孔钻头用钻机进行扩孔钻进，扩孔后钻孔孔口段的孔径变大，下孔口管时钻杆和扩孔后的孔壁之间有足够环状间隙，孔口管可顺利下到位。
3、孔口管固结方法可靠，控制钻孔水有保障
本发明孔口管下到位后，利用孔口管外部的麻丝等软膨物对钻孔之间的环空进行密封，因软膨物堵住环空后钻孔水可通过比钻孔原孔径更大的孔口管泄出，不象含钻注浆法软膨物堵环空时钻杆与孔壁之间环空面积大、堵住环空后还要利用钻杆关闭钻孔进行注浆、软膨物在同时承受全孔水压力和注浆压力下容易被顶出，本发明软膨物能容易滞留并固定在环空中。再通过对环空注入快速凝固浆液，孔口管可牢靠地固定在孔壁上，然后利用孔口管外的阀门将钻孔关闭，钻孔水能得到有效的控制。
4、钻杆及钻头可回收利用，钻孔可一孔多用
相对于常规的含钻注浆法，本发明在非标钻孔的处理中钻杆和钻头均可正常回收，而且处理完后钻孔既可以做为观测孔观测水体或含水层水位，还可做为水源孔为矿井取水，同时还能做为注浆孔封堵水体或含水层，达到了一孔多用的目的。
附图说明
图1：扩孔钻头钻进到位示意图：
图2：孔口管注浆固管示意图；
附图标价说明如下：
1钻头；2前置钻杆；3前置短节；4扩孔钻头；5后置短节；6后置钻杆；7孔口管；8法兰盘；9阀门；10注浆管；11注浆孔；12麻丝；13钻机。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明。
实施例1：参见图1和图2，一种矿井探放水钻孔的处理方法，包括以下步骤：
1)依据水压计算孔口管长度，从钻孔的停钻位置开始退出长度略大于孔口管长度的钻杆，其余所有钻杆仍留在钻孔中，作为前置钻杆2；
2)在钻孔中前置钻杆2的最后一根钻杆尾端连接一根前置短节3，前置短节3后连接一个扩孔钻头4，扩孔钻头4后连接一根后置短节5，后置短节后连接后置钻杆6；
3)钻机13通过后置钻杆6、后置短节5带动扩孔钻头4、前置短节3、前置钻杆2、钻头1钻进，直至钻头1抵达停钻位置；
4)从钻孔中依次退出后置钻杆6、后置短节5、扩孔钻头4、前置短节3，前置钻杆2滞留在钻孔中；
5)将孔口管下入钻孔中，最后一根孔口管末端环绕螺旋状点焊铁丝并对孔口管环空进行密封，密封方式是在铁丝上缠绕麻丝12等软膨物；
6)在钻孔外施工注浆孔，注浆孔终孔于孔口管和钻孔之间的环空中，将注浆管固定在注浆孔中：
本实施例中，具体的做法是在钻孔外利用手持风钻施工注浆孔11，注浆孔11终孔于孔口管7和钻孔之间的环空中，用手持风钻将注浆管10敲击送入并固定在注浆孔11中，注浆管10的孔径略小于注浆孔11，入孔前注浆管10的管壁外缠有麻丝；
注浆孔11可以是多个，以提高注浆效率。
7)利用注浆管在孔口管与钻孔环空中注入快速凝固的浆液，等浆液被钻孔水带出来时，调整浆液凝胶时间，使浆液快速在环空中凝固。
8)等浆液凝固上强度孔口管固结好后，在打开阀门闸板的情况下将阀门连接在孔口管外端法兰盘上，之后利用钻机13从钻孔中退出全部钻杆和钻头。
9)关闭法兰盘外的已打开阀门，钻孔处理工作结束。
实施例2：一种矿井探放水钻孔的处理方法，当进行到与实施例1相同的第4)步时，在遇到钻孔出水量大，直接下孔口管困难的情况时，增加一个步骤，在前置钻杆2后再次增加一段后置钻杆6，后置钻杆6的长度为步骤1)退出时的钻杆长度，再通过钻机13将前置钻杆2送回停钻位置。此时出水量因含钻堵塞长度增加会明显减少。此时再进行后面的步骤5到步骤9。
Claims (2)
1.一种矿井探放水钻孔的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）依据水压计算孔口管长度，从钻孔的停钻位置开始退出长度略大于孔口管（7）长度的钻杆，其余所有钻杆仍留在钻孔中，作为前置钻杆（2）；
2）在钻孔中前置钻杆（2）的最后一根钻杆尾端连接一根前置短节（3），前置短节（3）后连接一个扩孔钻头（4），扩孔钻头（4）后连接一根后置短节（5），后置短节后连接后置钻杆（6）；
3）钻机（13）通过后置钻杆（6）、后置短节（5）带动扩孔钻头（4）、前置短节（3）、前置钻杆（2）、钻头（1）钻进，直至钻头（1）抵达停钻位置；
4）从钻孔中依次退出后置钻杆（6）、后置短节（5）、扩孔钻头（4）、前置短节（3），前置钻杆滞留在钻孔中；
5）将孔口管下入钻孔中，最后一根孔口管上环绕螺旋状点焊铁丝并对孔口管环空进行密封；
6）在钻孔外施工注浆孔，注浆孔终孔于孔口管和钻孔之间的环空中，将注浆管固定在注浆孔中；
7）利用注浆管在孔口管与钻孔环空中注入快速凝固的浆液，等浆液被钻孔水带出来时，调整浆液凝胶时间，使浆液快速在环空中凝固；
8）等浆液凝固上强度孔口管固结好后，在打开阀门闸板的情况下将阀门连接在孔口管外端法兰盘上，之后利用钻机（13）从钻孔中退出全部钻杆和钻头（1）；
9）关闭法兰盘外的已打开阀门，钻孔处理工作结束；
所述的步骤4）完成后，在前置钻杆（2）后再次增加后置钻杆（6），后置钻杆（6）的长度为步骤1）退出时的长度，再通过钻机（13）将前置钻杆（2）送回停钻位置，这个步骤适用于钻孔出水量大，直接下孔口管（7）困难的情况；
所述的步骤6）中，在钻孔外利用手持风钻施工注浆孔（11），注浆孔（11）终孔于孔口管（7）和钻孔之间的环空中，用手持风钻将注浆管（10）敲击送入并固定在注浆孔（11）中，注浆管（10）的孔径略小于注浆孔（11），入孔前注浆管壁外缠有麻丝。
2.根据权利要求1所述的一种矿井探放水钻孔的处理方法，其特征在于：所述的步骤6）中的注浆孔（11）为多个。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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