探放水鉆孔孔口管固結技術研究

摘 要：井下鉆探是煤礦探放水工作中的一項重要任務，其中孔口管的固結是關乎到能否控制住鉆孔的大量出水的問題，孔口管固結的質量直接影響探放水任務的進度，是探放水工作中很重要的一個環節，快速有效的將孔口管固結能大幅度提高鉆探效率，能為采掘工作節省時間。為了確保固管安全可靠且高效率工作，積極探索固管方法是很有必要的。

關鍵詞：孔口管固結；探放水；安全；效率

1 概述

進行井下探放水作業時，探放水孔涌水量突然增大時因孔口管固結不牢無法及時止水而導致的淹井、傷人事故時有發生，給我們留下深刻教訓，《煤礦防治水條例》規定，在采掘工作面前方接近老空積水、強含水層、陷落柱以及導水構造時，必須執行“有疑必探，先探后掘”的原則。探放水鉆孔必須下符合規定的孔口管以控制出水，可見，孔口管固結工作及固結質量直接關系到礦井的安全生產。

2 孔口管固結材料

我礦使用的固管材料有水泥漿和化學漿兩種，兩種材料性能不同，各自有優缺點。

2.1 化學漿材料性能

目前我礦用的化學漿為波雷音注漿材料，該材料由A、B兩種組分組成，以1：1混合能形成較高強度并具有較好彈性的固結體，其性能如下表：

從上表和實際工作當中可以得知，波雷音注漿材料具有粘度低、滲透好，材料均質性好，粘結度高，機械強度高，反應時間短等優點，可以在固管時候較短時間內完成孔口管固結工作，并保持較好的效果，但是，在圍巖裂隙發育比較破碎時，因其擴散半徑太大而無法較好的起到固管作用，這是化學漿在固管方面的不足之處。

2.2 水泥漿材料性能

水泥漿是一種塑性漿體，能在空氣中或水中硬化，能把砂、石等材料牢固的粘結在一起，形成堅固的石狀體水硬性膠凝材料，純水泥漿反應時間較長，因此在實際工作當中，使用水泥漿加適量復合加固劑加快凝結速度，水泥漿能適應多數情況下的孔口管固結，水泥漿的優點是能制成多種配比的漿液，稀、濃可控制，膠結情況較好，結石強度高，制漿方便，缺點是顆粒較粗，細小空隙不能灌入，穩定性差，易沉淀。

3 注漿材料選擇

在施工井下探放水鉆孔時，一般情況下，煤層鉆孔使用化學漿材料固管，其他鉆孔使用水泥漿固管。在實際工作當中，用水泥漿固管時，水泥漿從孔口管注入時會從孔壁和孔口管之間的空隙流出來，水泥漿注入量很小，達不到試驗壓力，起不到良好的固管效果，這樣的固管往往會因耐壓試驗失敗而重新固管，浪費至少兩個小班的時間，而且如此再固管，可能還會出現這種情況，浪費了不少時間。在經過多次失敗以后，不斷的嘗試，各種方法結合，找到了一種能夠快速有效的固管的方法，節省不少時間，這種方法目前還具有其局限性，但是在日后工作當中會不斷地探索、改進，相信能夠達到更好的效果。此方法是選用化學漿和水泥漿兩種漿液來固管，在孔口是煤層或者裂隙比較少的巖石的情況下效果非常明顯，能為打鉆節省不少時間。

4 施工過程

施工過程當中，必須嚴格按照設計定位、開孔、下管、固管，鉆孔開孔進尺到超過設計孔口管長度0.5米位置，下符合設計要求長度、直徑的孔口管，在孔壁和孔口管之間下1/3左右孔口管長度的鋁塑管和超過鋁塑管長度2米左右的4分管，鋁塑管是注入化學漿的通道，4分管是透氣通道，在孔口管安裝注漿接頭和三通。完成以后，用注漿泵從鋁塑管中注入化學漿，直至化學漿流出將孔口整個封閉后，停止注入，等待化學漿凝固，凝固完成以后，從孔口注入水泥漿，當4分管流出水泥漿以后，將4分管封住，繼續注入水泥漿直至上壓，注漿完成，等待水泥漿凝固。如下示意圖：

5 結束語

在探放水鉆孔施工過程中，化學漿封閉孔口時需要注意其注入量，能正好堵住孔口為宜，太多導致浪費而且深部的孔口管也不能有效的固結，太少不能堵住孔口會導致注水泥漿時不能上壓，注漿人員必須掌握好注入量，以便很好的固管。上斜孔的時候可以將鋁塑管加長一點，以便化學漿可以從里往外返出來，在孔口凝固，而下斜孔漿液會流入孔底，這時要把握好注入量和時間，鋁塑管伸入短一些，用泵慢一點注入孔內，化學漿有反應時間，在孔口這一段就凝固最好，不至于將4分管堵住。固管技術是一項重要任務，但是要根據不同的地質特征逐漸去選擇適合本地特征的方法，在不斷創新改進的過程中，找到一種省時省力的方法，提高孔口管固結成功率和施工安全可靠性，也就提高了工作面掘進速度，是煤礦井下鉆探一項實用技術。

作者簡介：唐東青（1965-），男，工程師，本科學歷，長期從事煤礦地質及鉆探工作。