维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第１期 互瞧晨舛技 －Ａｔ－下－－高水压钻孔漏水封堵技术 王灿平刘忠勤祝仰奎 （肥城矿业集团陶阳煤矿，山东肥城２７１６１３ 摘要矿井下钻孔因故造成止水套管断裂或其它原因导致钻孔漏水时，要首先分析漏水原因，漏水部位。然后合理选择注 浆止水套管规格，并将其下入事故钻孔套管内。通过注浆泵将水泥浆连同“骨料”压入钻孔内，以达到充填、封堵捧水通道之 目的。 关键词钻孔漏水 套管断裂原因分析堵漏技术 陶阳煤矿位于肥城煤田中央深部，水文、地质构造最复 门后孔口周围有３处出水点（见图１），总水量在４０１１１３／ｈ左 杂、受水威胁严重。为摸清中三井田一３５０ｍ水平下组煤水 右，说明套管下段仍有断裂，水沿套管断裂处通过破碎围岩 文、地质情况，经研究在一３５０ｍ水平进行五灰放水试验。根 裂隙涌出。针对以上情况，采取以下措施：①由于水压大，为 据设计在中三井田１０１００采区、一３５０ｍ东、西放水巷（该巷道 防止注浆封固时套管脱节被水顶出，应首先加固孔口处的套 沿八层煤顶板掘进）施工五灰放水孔和观测孔。 管，以确保安全和封堵漏水的顺利进行。②为防止关闭水门 ２０００年８月，发现在１０１００西放水巷一号钻机硐室内施 后，在高压水的作用下导水裂隙继续扩大，在孔口处联接骨 工的观５、放４号钻孔的孔口管断裂，且周围有较大面积的漏 料添加器，向孔内注小颗粒、软骨料的方法进行封堵裂隙。 水，总水量在１２０口ｎ３／ｈ左右。其参数见表１。 于是，选用锯末作载体向孔内压注细长条海带和麻丝的方 表１观５、放４号孔施工参数 法，效果明显。仅用２ｋｇ麻丝、５ｋｇ海带就将该孔圈围漏水全 孔号ｊ方向ｌ倾角ｌ一级套管 二级套管 孔深 水量 水压 部封堵住，最后又向孔内压注水泥２ｔ，封孔压力７．４ＭＰａ。 放四ｌ ２４２￣Ｊ一３５￣Ｊ卿０８ｘ１０ｍ 卿ｘ ２５ ６０．３ｍ １５０ ４．０瑚）ａ ／ 观５ ｌ ２０５。Ｉ一３０￣Ｉ￣１０８ｘ１０ｍ ∞×２５Ｉｌｌ ５０．５ｍ １２０ｒ￣ ４．０Ⅷ＇ａ ｌ 套管断裂及周围漏水原因分析 （１）从套管断裂处分析，断裂处均在一、二级孔口管的公 丝根部（公丝部分全部断裂在下一节套管的母丝内），且断裂 处有明显的受压变形。 （２）钻孔处在地质构造复杂段。钻孔周围有三条折曲和 大小不等的断层，该处岩层倾角在４５￣左右，且周围岩石破 碎、松软、裂隙发育，构造应力影响大。 （３）孔口位置采深近５００ｍ，地压显现明显，片邦、底鼓现 １％景 象严重。套管质量差，壁厚不均匀，且椭圆，车丝薄厚不均， 图１放４号钻孔漏水点分布平、剖面示意图 形成断裂薄弱点。 （２）观５号孔的封堵。 经计算，作用在６９１０８孔口水门上的张力在３６ｋＮ，加之围 ①漏水原因：该孔重新接好一、二级孔口管，关闭水门 岩破碎、松软，在水压、矿压双重作用下导致套管断裂。 后，其周围漏水量基本与打开水门后孔内水量相等，在 ２高承压水钻孔漏水处理方法 ６Ｏ ，｝ｌ左右。漏水点分布：在距该孔上方（偏左）１—２ｍ范围 内有一裂隙，水沿该裂隙涌出为最多，在４ｏＴｎ３，ｈ左右；在该孔 （１）放４号孔，该孔重新联接好一、二级孔口管，关闭水 左右两侧也各有一漏水点，漏水量分别在５ ，ｈ、１５ ，ｈ左 大小适中。 了解各类电器元件的技术特性，在施工中严把操作规程，精 （３）电缆牌采用铝质椭圆形电缆牌，用钢字头在其上打 细施工作业，最终按设计要求完成了新、旧设备控制回路的 电缆编号及型号规格。 衔接工作，确保了系统运行的稳定和新增控制功能的实现。 （４）电缆线芯布线应横平竖直，用尼龙扎带绑扎成型。 （５）接线时所留弯曲弧度大小应一致。 作者简介凌滢男，１９７２年出生，毕业于山东矿业学院 ４结束语 矿山机电专业，大专，工程师，现任兖矿集团东华三十七处机 电安装公司副经理。 通过深入细致地研究改造工程的技改方案和技术要求， 维普资讯 http://www.cqvip.com １２ 础瞧晨科技 生堵孔，综上分析决定下２０ｍ三级管。 ２００７年第１期 右。（见图２）根据以上情况，初步判断该孔内至少还有一处 套管断裂，后经下钻用￣Ｉ：ｑ３ｒｎｍ岩芯管下入孔内查孔内情况 时，证实孔内情况与当初判断基本一致，在距孔口以下２．８ｍ 三级管制作：将三级管加工成每根２ｍ，套管之间公母联 接，将其中一根三级管外壁周围焊接三圈钢筋（ ），下三 级套管时，将该条套管下至孑Ｌ口以下１４～１６ｍ处，其目的是 为了骨料下至三级管孔底后，在水压作用下，骨料在二级与 三级之间向孔口方向移动时，能起到阻挡骨料的作用，从而 防止骨料通过一、二级管断裂处“跑出”。 处套管不但断裂而且在纵向和横向都发生了位移，开始采用 多次大剂量压注骨料均未起到效果，且在注骨料时，孔口上 方漏水处围岩大面积垮落，从垮落的围岩面上暴露出的骨料 和随水流出的骨料，结合压注时间分析，认为围岩破碎抗张 力很小，无法承受进入其裂隙后骨料的扩张力，从而导致围 岩垮落，无法封堵漏水裂隙。为摸清该处套管断裂情况，将 三级套管的固定：三级管与二级管联接好后，在孔口埋 设３根２ＯＯＯ×２０ｒａｍ的锚杆将其与三级管短节盘联接。 孔口下２．８ｍ处的套管扒出后，发现断裂处不但在纵、横方向 上放出了位移，且断裂处被水冲击成约 Ｏ．４ｍ的空洞。为 彻底摸清孔内情况，经再次下钻发现此处下方套管仍有断 裂，经用ｔＹ９７３ｍｍ岩芯管扫孔发现，在第二处套管断裂以下ｌｍ 处又一处断裂（见图３），为防止该孔围岩继续垮落，经认真研 究，采取在二级管内下三级套管，在三级套管内注骨料和水 泥浆的方法进行封堵。 ２号点３号点 图２观５号钻孔漏水点分布平、剖面示意图 图３套管断裂及三级管下入后情况示意图 ②三级套管长度及规格的确定：由于ｔＩ：ｑ３ｍｍ管子无法 通过套管断裂处，选用（Ｉ）６０１１１ｌｎ的厚壁地质管作三级管。 三级管长度的确定：该孔已验证有三处套管断裂，下边 套管是否完好值得怀疑，单从该方面考虑，三级管最好下到 超过二级管的长度（２５ｍ以上），从另一方面考虑，由于三级 管内径ｄｘ（ｑ￣５ｏＩＩⅡｎ）骨料在三级管内运行距离越长，越容易发 ③注浆封存堵：为防止堵孔，开始只通过骨料添加器向 孔内压注锯末３Ｏｋｇ左右，水量未见变化，加少量细条海带、麻 刀后仍未见变化，之后逐渐加大骨料（海带、麻刀）颗粒并将 钢丝钩加到骨料中，加大压注量，效果明显，水量随着压注量 的增加在逐渐减小，最后将孔口周围漏水全面封堵住。为彻 底封堵该孔及周围裂隙，将比重１．４０ｔ／ｍ￣的水泥浆向孔内压 注，当注入０．９ｔ水泥后，孔口压力升至６．７ＭＰａ。由于该处巷 道围岩破碎、注浆压力继续升高后会对围岩造成破坏，形成 更大的出水点。至此，注浆结束，堵水成功。 ３体会和认识 （１）处理高承压水钻孔漏水危险大、难度大，处理前必须 彻底摸清漏水原因，针对漏水原因制定相应的堵漏方案和安 全措施，切不可肓目以防扩大事态、造成恶果。 （２）合理选择注浆材料和设备：根据钻孔渗漏水原因、水 量、水压等情况选择注浆材料和设备，如漏水量较小，可直接 用掺入锯末的水泥浆进行封堵；如漏水量大时，可先用骨料 充填裂隙。骨料的选择一般应遵循从小颗粒到大颗粒的原 则。设备选型，ＢＭ一３２０型泥浆泵具有通用性，用换挡的办 法来达到所需要的泵量和泵压，开始不宜选用高档，应选用 低档（一档）来试注，然后根据情况更换其它档位。 （３）井下施工永久性水文观测孔时，应尽量避开断层破 碎和地质构造复杂带、压力集中区。 （４）套管的选择。永久性钻孔所使用的套管必须选用壁 厚不低于５．５ｍｍ的无缝地质管，套管之间联接要紧密。 根据现场施工条件要最大限度地增大每根套管的长度， 以减少套管之间的联接次数，一、二级管接头应错开一根套 管长度的１／２。 （５）封固套管时必须使用不低于５２５ 硅酸盐水泥，封固 压力必须达到规定要求，凝固期不得低于７ｄ。 （６）用水泥浆对漏水钻孑Ｌ进行加固封堵时，一般情况下 不得间断，必须一次性连续注浆达到封孔压力。 以上方法可借鉴于掘进和采煤工作面出水点的堵水。 作者简介王灿平男，１９６３年生，１９９０年毕业于肥城矿务 局职工大学采矿工程系，助理工程师，现为肥矿集团陶阳煤 矿防治水工区区长。