水文孔固井技術在煤田地質勘查中的應用探析

摘 要：煤礦資源是我國社會發展中的重要資源，但是煤礦開采的過程中，必須進行詳細的水文地質勘察工作，只有這樣，才能夠了解地下水的分布特征和參數，為煤礦開采提供安全保障。現階段，煤田水文地質勘查工作主要以野外抽水試驗為主，為了保證抽水試驗的成功，水文孔的固井技術尤為重要。固井技術具體實現的方法包括管內注漿法和管外注漿法。在此，本文首先對水文孔固井技術在煤田地質勘查中的應用進行了探討，并有針對性的對管內注漿法和管外注漿法進行了對比分析，希望對我國相關領域的全面發展起到促進作用。

關鍵詞：水文孔固井技術；煤田水文地質勘查；應用

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

1 水文孔固井技術在煤田地質勘查中的應用

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

在焊死濾水管時，需要將鐵板應用于濾水管以上0.3～0.5m的位置，焊死操作在井管內進行，預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，應構建一個切口，15～20cm和1cm分別為長度和寬度，切口應有4～8個，對抽縫隙應在管壁兩側進行，同時將彈性膠皮門簾加在管壁外，在預防脫落時，應對膠皮兩側進行捆扎[1]。完成下管后，由于環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其進行封閉，此時應對水泥漿進行應用。

注漿前需焊封孔口，此時應對3～5m厚度的鋼板進行應用，在其中間位置進行挖孔，焊接時應用鋼管，大小為0.3m，并將閥門開關安裝到孔口閥門鋼管上。完成注漿以后，應繼續注入清水，頂出泥漿泵殘余水泥漿和清水將注漿管，并關閉孔口閥門，在48小時以后，應掃開托盤，此時需要對鉆具進行應用，并展開洗井工作。

（2）管外注漿法。對海帶進行編制，形成辮子形，用于對水井管止水部位下端進行纏繞，同鉆孔直徑相比，纏繞的直徑略小，將其扎緊的過程中，應使用螺絲，同時，為了加大保護力度，應將托盤焊接到兩端。同時，將膠皮環繞捆綁到海帶上部，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其進行封閉，此時應對水泥漿進行應用。

注漿前準備工作同管內注漿法相同，但是，在注入水泥漿的過程中，需要分兩次進行，首次注漿時，應對止水位置下部10m左右的位置進行封閉，并應用泵送法注漿，并應用清水沖孔，直到清水從井口上泛出以后才能夠進行封孔操作，一邊提鉆具一邊注入水泥漿，嚴禁漿面與鉆具脫離[2]。在水泥漿初步凝固以后，應再次進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 管內注漿法和管外注漿法對比分析

（1）管內注漿法優點與缺點。第一，優點。在對管內注漿法進行應用的過程中，可以實現一次性注漿，因此能夠節省施工時間，保證工程進度。在焊死濾水管時，需要將鐵板應用于濾水管以上0.3～0.5m的位置，焊死操作在井管內進行，在這一過程中，一定的靜壓力將產生于濾水管中，而在實際展開注漿操作的過程中，含水層在濾水管中就不會被井管外的水泥漿污染，因此施工效率和質量都能夠得到保障。

第二，缺點。在應用管內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，將導致較大的壓力產生于管內。并且在操作中，不可以中途停止注漿，因此必須在實際施工中應用高質量和高性能的營建和設備，而一旦一定的故障產生于注漿設備中，就將對整個施工過程造成嚴重的損失。在完成注漿以后，48小時后才可以掃開托盤，即鐵板，如果此時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大量的施工時間。

（2）管外注漿法優點與缺點。第一，優點。注漿中可以通過多次注漿完成施工，中途可以進行一定時間的停留，同時，可以一邊對鉆具進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有效降低。同時，在對這一方法進行應用的過程中，對設備的性能要求相對偏低，設備在運行中產生故障，也不會對整個注漿工作造成嚴重的影響，因此操作成功率更高。

第二，缺點。在對多次注漿法進行應用的過程中，需要消耗較多的施工時間，如果施工人員沒有及時發現濾水管含水層中的水泥漿，將對后續施工造成影響。

（3）可能發生的問題。在對管內注漿法進行應用的過程中，如果機械設備發生故障，或者兩個環節之間的銜接存在問題，都將直接造成失敗的注漿結果，同時會促使鉆孔無法在接下來的施工中繼續使用，從而影響工程進度的基礎上，給施工企業帶來嚴重的經濟損失[3]。

在對管外注漿法進行應用的過程中，由于含水層位于濾水管內部，當有水泥漿灌入時，也將導致接下來的施工程序無法順利開展，最終影響工程進度。值得注意的是，當這一現象產生時，需要耗費比管內注漿法更多的時間，因此，對工程經濟效益造成的影響更大。

3 結束語

綜上所述，近年來，我國在積極進行現代化建設的過程中，對煤礦資源的需求量有所增加，在這種情況下，相關部門加大了煤礦開展力度。值得注意的是，此項工作開展中擁有較高的危險性，因此，相關工作人員必須對煤田的水文地質條件進行詳細的勘查，才能夠有針對性的采用開采技術，提升開采的效率和安全性。水文孔固井技術的有效應用極大的促進了煤田地質勘查工作的進步，對我國相關領域的發展起到了重要的推動作用。

參考文獻：

[1]王麗偉.煤田地質勘查的危險因素及對策分析[J].能源與節能，2014（02）：35-36.

[2]吳查查.對煤田地質勘查中水文地質問題的研究[J].低碳世界，2014（17）：142-143，144.

[3]劉文新，張長茂，鮑洪智等.YR-3井井身井管結構設計及固井技術[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2014，39（06）：35-38.

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