[發明專利]一種采煤沉陷區治理鉆探工程人工造壁方法

在審

• 申請號: 202010325215.6
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111411909A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 孫學啟;楊勝春;鄭壯壯;吳文良;郭洪良;秦福鋒;李翠;童召軍;崔明強;粱志遠;張馳
• 申請（專利權）人: 山東省煤田地質局第一勘探隊
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00;E21B33/13;E21B7/00
• 代理公司: 泰安市誠岳專利代理事務所(特殊普通合伙) 37267
• 代理人: 姚艷梅

本發明公開了一種采煤沉陷區治理鉆探工程人工造壁方法，采用鉆機配合鉆頭對沉陷區第四系覆蓋層進行第一次開孔鉆探，下入表土套管，更換鉆頭進行第二次繼續鉆探，在鉆進工作完成后，下入鉆桿到井底，首先使用稀鉆井液大泵量進行循環2周以上，井內鉆井液粘度控制在19s以內，確保人工造壁的穩定性，采用水泥漿進行注漿，對裸眼段進行人工造壁，人工造壁完成后，繼續鉆進過程中加強簡易水文觀測，通過對鉆探工藝的改革，可以有效降低埋、卡鉆事故，鉆探效率得到提升，解決了煤礦采空區地層易出現的硬度低、膠結差、易松散、漏失嚴重的鉆探的難點，使鉆井上部易坍塌、縮徑、涌水地層得到控制，通過了注水，壓漿成功，省去了上部透孔的時間。

技術領域

本發明涉及煤礦治理技術領域，更具體地說，特別涉及一種采煤沉陷區治理鉆探工程人工造壁方法。

背景技術

煤礦沉陷區是指在煤礦作業過程中，將開采過程中遇到的礦石、煤炭等運送到地面，以便形成合理的運送和開采作業面，隨著煤炭和其他礦石的不斷運出，地下形成了這樣煤炭采空區。

通常采煤作業完成后會留下的煤礦采空區，如需要繼續向縱深開采，一般會對沉陷區進行適度加固，采用錨桿固定、木樁支撐等防護措施，短時間內，煤礦沉陷區不會塌陷，而沉陷區如不進行加固和回填，采空后3～5年逐步形成并穩沉，將會造成塌陷，并逐步改變原來的地質環境和地形地貌，隨著工業化、城市化進程的加快，人地矛盾加劇，土地資源對經濟社會發展的制約瓶頸日益凸顯，礦山土地塌陷又加劇了這一矛盾。

目前沉陷區后期加固大多采用注漿法，其注漿井口采用壓力工藝注漿，在先期低密度水泥漿液對井壁沖刷破壞，脫落的泥皮和坍塌的井壁把注漿通道堵塞架橋，井隊需要進行投孔，對坍塌脫落的泥皮掉塊進行處理，小顆粒采用清水鉆井泵循環攜帶方法，大顆粒采用稠鉆井液鉆井泵循環攜帶方法(配合撈砂管)，投穿一個架橋點在下一架橋點對上部進行水泥漿液封堵。

鉆井內285～298m，310～331m，355～362m三段泥巖、砂質泥巖地層，在井內有鉆井液情況下井壁是相對穩定的，井內換成清水會出現井壁坍塌掉塊影響井口壓力注漿，運用窺視方法了解到300～310m段砂巖段沿裂隙向孔內涌水，對下部井壁持續沖刷。鉆井的重復投孔、水泥封堵增加了施工時間及成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采煤沉陷區治理鉆探工程人工造壁方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種采煤沉陷區治理鉆探工程人工造壁方法，包括以下步驟：

S1、采用鉆機配合鉆頭對沉陷區第四系覆蓋層進行第一次開孔，鉆探深度在274m；

S2、更換鉆頭在第一次開孔的基礎上進行第二次鉆探，選擇合理位置，完成第二次鉆探；

S3、第二次鉆探完成后，下入鉆桿到孔底，采用鉆機液泵使用稀鉆井液大泵量進行循環兩周以上；

S4、使用硅酸鹽水泥對下部裸眼段進行人工造壁；

S5、人工造壁完成后，繼續鉆進過程中加強簡易水文觀測。

優選地，步驟S1的具體步驟包括：鉆機采用Φ133mm無芯鉆頭、Φ68mm鉆鋌*80m、Φ50mm鉆桿和Φ89mm六方主動鉆桿配合進行第一開孔鉆探，第一次開孔鉆探的孔徑為133mm，鉆探結束后在第一次開孔內置入127mm套管水泥固井。

優選地，第二次開孔過程鉆機采用Φ94mm無芯鉆頭、Φ68mm鉆鋌*65m、Φ50mm鉆桿和Φ89mm六方主動鉆桿配合在第一次開孔的基礎上進行第二次開孔，第二開孔的孔徑為94mm，考慮到鉆井液消耗情況、靜水位、導水裂隙帶等原因，在未鉆穿沉陷區兩帶(導水裂隙帶和冒落帶)以上、鉆探深度盡量加深的原則，鉆進至470m。

優選地，步驟S3中鉆桿采用Φ50mm鉆桿，采用內插管方法，孔內鉆井液粘度控制在19S以內。