水文孔固井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用探析

摘 要：煤礦資源是我國(guó)社會(huì)發(fā)展中的重要資源，但是煤礦開采的過程中，必須進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)勘察工作，只有這樣，才能夠了解地下水的分布特征和參數(shù)，為煤礦開采提供安全保障。現(xiàn)階段，煤田水文地質(zhì)勘查工作主要以野外抽水試驗(yàn)為主，為了保證抽水試驗(yàn)的成功，水文孔的固井技術(shù)尤為重要。固井技術(shù)具體實(shí)現(xiàn)的方法包括管內(nèi)注漿法和管外注漿法。在此，本文首先對(duì)水文孔固井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，并有針對(duì)性的對(duì)管內(nèi)注漿法和管外注漿法進(jìn)行了對(duì)比分析，希望對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的全面發(fā)展起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：水文孔固井技術(shù)；煤田水文地質(zhì)勘查；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.059

1 水文孔固井技術(shù)在煤田地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

（1）管內(nèi)注漿法。對(duì)海帶進(jìn)行編制，形成辮子形，用于對(duì)水井管止水部位下端進(jìn)行纏繞，同鉆孔直徑相比，纏繞的直徑略小，將其扎緊的過程中，應(yīng)使用螺絲，同時(shí)，為了加大保護(hù)力度，應(yīng)將托盤焊接到兩端。

在焊死濾水管時(shí)，需要將鐵板應(yīng)用于濾水管以上0.3～0.5m的位置，焊死操作在井管內(nèi)進(jìn)行，預(yù)防含水層被水泥砂漿灌入。止水膠皮位于注漿口管外，在高出這一部位3～5m的位置，應(yīng)構(gòu)建一個(gè)切口，15～20cm和1cm分別為長(zhǎng)度和寬度，切口應(yīng)有4～8個(gè)，對(duì)抽縫隙應(yīng)在管壁兩側(cè)進(jìn)行，同時(shí)將彈性膠皮門簾加在管壁外，在預(yù)防脫落時(shí)，應(yīng)對(duì)膠皮兩側(cè)進(jìn)行捆扎[1]。完成下管后，由于環(huán)狀間隙存在于孔壁和井管之間，必須在海帶有效膨脹后才可以對(duì)其進(jìn)行封閉，此時(shí)應(yīng)對(duì)水泥漿進(jìn)行應(yīng)用。

注漿前需焊封孔口，此時(shí)應(yīng)對(duì)3～5m厚度的鋼板進(jìn)行應(yīng)用，在其中間位置進(jìn)行挖孔，焊接時(shí)應(yīng)用鋼管，大小為0.3m，并將閥門開關(guān)安裝到孔口閥門鋼管上。完成注漿以后，應(yīng)繼續(xù)注入清水，頂出泥漿泵殘余水泥漿和清水將注漿管，并關(guān)閉孔口閥門，在48小時(shí)以后，應(yīng)掃開托盤，此時(shí)需要對(duì)鉆具進(jìn)行應(yīng)用，并展開洗井工作。

（2）管外注漿法。對(duì)海帶進(jìn)行編制，形成辮子形，用于對(duì)水井管止水部位下端進(jìn)行纏繞，同鉆孔直徑相比，纏繞的直徑略小，將其扎緊的過程中，應(yīng)使用螺絲，同時(shí)，為了加大保護(hù)力度，應(yīng)將托盤焊接到兩端。同時(shí)，將膠皮環(huán)繞捆綁到海帶上部，確保半濕粘土被填充到膠皮中，同鉆孔直徑相比，膠皮最大直徑偏大。完成下管后，由于環(huán)狀間隙存在于孔壁和井管之間，必須在海帶有效膨脹后才可以對(duì)其進(jìn)行封閉，此時(shí)應(yīng)對(duì)水泥漿進(jìn)行應(yīng)用。

注漿前準(zhǔn)備工作同管內(nèi)注漿法相同，但是，在注入水泥漿的過程中，需要分兩次進(jìn)行，首次注漿時(shí)，應(yīng)對(duì)止水位置下部10m左右的位置進(jìn)行封閉，并應(yīng)用泵送法注漿，并應(yīng)用清水沖孔，直到清水從井口上泛出以后才能夠進(jìn)行封孔操作，一邊提鉆具一邊注入水泥漿，嚴(yán)禁漿面與鉆具脫離[2]。在水泥漿初步凝固以后，應(yīng)再次進(jìn)行水泥漿的注入操作，完成兩次注漿并等到水泥漿初凝以后，才可以展開洗井工作。

2 管內(nèi)注漿法和管外注漿法對(duì)比分析

（1）管內(nèi)注漿法優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。第一，優(yōu)點(diǎn)。在對(duì)管內(nèi)注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，可以實(shí)現(xiàn)一次性注漿，因此能夠節(jié)省施工時(shí)間，保證工程進(jìn)度。在焊死濾水管時(shí)，需要將鐵板應(yīng)用于濾水管以上0.3～0.5m的位置，焊死操作在井管內(nèi)進(jìn)行，在這一過程中，一定的靜壓力將產(chǎn)生于濾水管中，而在實(shí)際展開注漿操作的過程中，含水層在濾水管中就不會(huì)被井管外的水泥漿污染，因此施工效率和質(zhì)量都能夠得到保障。

第二，缺點(diǎn)。在應(yīng)用管內(nèi)注漿法展開施工的過程中，由于屬于一次性注漿，如果擁有較深的止水部位下端，在注漿時(shí)，將導(dǎo)致較大的壓力產(chǎn)生于管內(nèi)。并且在操作中，不可以中途停止注漿，因此必須在實(shí)際施工中應(yīng)用高質(zhì)量和高性能的營(yíng)建和設(shè)備，而一旦一定的故障產(chǎn)生于注漿設(shè)備中，就將對(duì)整個(gè)施工過程造成嚴(yán)重的損失。在完成注漿以后，48小時(shí)后才可以掃開托盤，即鐵板，如果此時(shí)含水層在濾水管中被水泥漿灌入，那么在處理這一事故的過程中將耗費(fèi)大量的施工時(shí)間。

（2）管外注漿法優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。第一，優(yōu)點(diǎn)。注漿中可以通過多次注漿完成施工，中途可以進(jìn)行一定時(shí)間的停留，同時(shí)，可以一邊對(duì)鉆具進(jìn)行提離一邊展開灌漿操作，這樣一來，就可以促使壓力在管內(nèi)有效降低。同時(shí)，在對(duì)這一方法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，對(duì)設(shè)備的性能要求相對(duì)偏低，設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生故障，也不會(huì)對(duì)整個(gè)注漿工作造成嚴(yán)重的影響，因此操作成功率更高。

第二，缺點(diǎn)。在對(duì)多次注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，需要消耗較多的施工時(shí)間，如果施工人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾水管含水層中的水泥漿，將對(duì)后續(xù)施工造成影響。

（3）可能發(fā)生的問題。在對(duì)管內(nèi)注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，如果機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障，或者兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接存在問題，都將直接造成失敗的注漿結(jié)果，同時(shí)會(huì)促使鉆孔無法在接下來的施工中繼續(xù)使用，從而影響工程進(jìn)度的基礎(chǔ)上，給施工企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

在對(duì)管外注漿法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，由于含水層位于濾水管內(nèi)部，當(dāng)有水泥漿灌入時(shí)，也將導(dǎo)致接下來的施工程序無法順利開展，最終影響工程進(jìn)度。值得注意的是，當(dāng)這一現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，需要耗費(fèi)比管內(nèi)注漿法更多的時(shí)間，因此，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效益造成的影響更大。

3 結(jié)束語

綜上所述，近年來，我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，對(duì)煤礦資源的需求量有所增加，在這種情況下，相關(guān)部門加大了煤礦開展力度。值得注意的是，此項(xiàng)工作開展中擁有較高的危險(xiǎn)性，因此，相關(guān)工作人員必須對(duì)煤田的水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘查，才能夠有針對(duì)性的采用開采技術(shù)，提升開采的效率和安全性。水文孔固井技術(shù)的有效應(yīng)用極大的促進(jìn)了煤田地質(zhì)勘查工作的進(jìn)步，對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。

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作者簡(jiǎn)介：曾慶博（1988-），男，大專，助理工程師，研究方向：煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)勘探。