[發明專利]一種煤礦井下水文鉆孔施工系統及施工方法

有效

• 申請號: 202010532440.7
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111827871B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 關永強;劉存玉;趙章;靳子棟;張朋;關世盟;何繼剛;郭江;吳威;郭慶武
• 申請（專利權）人: 冀中能源峰峰集團有限公司
• 主分類號: E21B7/00
• 分類號: E21B7/00;E21B33/06
• 代理公司: 合肥律通專利代理事務所(普通合伙) 34140
• 代理人: 鄭松林

1.一種煤礦井下水文鉆孔施工方法，其特征在于，使用煤礦井下水文鉆孔施工系統實施，所述煤礦井下水文鉆孔施工系統包括：鉆孔孔口管(1)以及底板加固結構(2)，其中所述鉆孔孔口管(1)為三級套管，從上至下第二級和第三級均為無頭喇叭套管(3)，所述底板加固結構(2)為加固錨桿；所述三級套管中每級孔徑應比上一級套管孔徑大30mm以上，最后一級無頭套管的終孔直徑不大于94mm，所述鉆孔孔口管(1)豎直方向上的長度大于35m，所述鉆孔孔口管(1)的三級套管厚度均不少于10mm；還包括反壓防噴裝置(7)，所述反壓防噴裝置(7)包括高壓水閘閥(5)及鉆孔反壓防噴導流泄壓裝置(4)以及法蘭盤(6)，所述鉆孔反壓防噴導流泄壓裝置(4)采用泄壓閥、所述高壓水閘閥(5)采用水門，其中所述泄壓閥設于所述水門一側面上，所述水門跨接在所述法蘭盤(6)兩側，通過所述法蘭盤(6)將反壓防噴裝置(7)與所述鉆孔孔口管(1)連接；

所述煤礦井下水文鉆孔施工方法包括如下步驟：

步驟1，選擇鉆場：將鉆場選擇在大巷附近且巖層穩定的完整地段，進行長期保留的鉆孔底板加固工作；

步驟2，設計三級套管的鉆孔孔口管(1)并實施固結套管；

步驟3，進行鉆孔施工；

步驟4，進行揭露含水層的準備工作以及揭露含水層；

所述步驟1進行底板加固工作包括：加固范圍鉆孔周邊8～10m，深度10～35m，施工完畢應進行驗收；

所述步驟2的所述三級套管的鉆孔孔口管(1)包括：每級孔徑應比套管孔徑大30mm以上，最后一級為無頭套管，終孔不大于ф94mm；豎直方向鉆孔孔口管(1)長度大于35m；鉆孔孔口管(1)及無頭喇叭口套管厚度不少于10mm，絲扣長度和絲距應符合規定；

所述步驟2的所述實施固結套管包括：按設計孔徑及長度下入鉆孔孔口管，下管前要檢查孔口管與接箍質量，接箍絲扣要加生料帶并擰緊，固結套管的水泥標號不低于PO425，濃度不高于0.8:1，凝固時間不少于48h，然后掃孔超過孔底0.3～0.5m時，進行耐壓試驗，試驗壓力不低于預揭露含水層的1.5-3倍且穩壓時間不小于30min，鉆孔四周不漏水，不符合要求，須重新固結直至符合設計要求，實施固結套管過程中使用300m以上的大功率鉆機；

所述步驟3包括：

步驟31，將鉆機擺放平整牢固，鉆機底座采用地錨和液壓點柱的方法固定在機臺座上或水泥基礎上，地錨采用φ20mm的螺紋鋼長度1.6m的錨桿樹脂藥卷全錨，錨固力達到50KN，液壓點柱為自注式，打設在堅固的巖石上且要有柱窩，并打設戧點柱；

步驟32，配備與設計相符的排水能力，排水系統完善，排水設備正常運轉；

步驟33，設置復合要求的通風條件，包括：瓦斯監控設施齊全，防治措施已落實；

步驟34，在施工地點20m范圍內安設專用電話，保證聯絡信號暢通；

步驟35，檢查鉆窩支護并確保完好；

步驟36，進行試壓，試壓合格后進行鉆進，鉆進過程中安裝高壓水閘閥(5)及鉆孔反壓防噴導流泄壓裝置(4)；

所述步驟4包括：

步驟41，揭露含水層之前，檢查該區域以及服務該地段排水系統，確保所述排水系統可以正常運轉；

步驟42，揭露含水層之前，檢查鉆窩支護完好情況以及鉆機固定情況，安裝反壓防噴裝置(7)；

步驟43，揭露含水層之前，采用小兩級的不取芯肋骨小鉆頭揭露含水層，如果鉆孔揭露含水層水量較大，則進行放水降壓，待水壓降到安全水壓后，然后按設計孔徑進行擴孔；

步驟44，擴孔過程中，一旦鉆孔水量水壓較大時，立即將反壓防噴裝置(7)上緊，放水一段時間，待含水層水壓降低到安全水壓后，再拔鉆桿或者繼續施工直至終孔；

所述步驟4還包括：

步驟45，開始揭露含水層時，應盡量安排在早、中班且安排有經驗的操作人員，并通知防治水技術科、調度室和安監科等人員旁站，即開始揭見含水層和下套管時確保設計單位和監督管理部門進行現場旁站監督和驗收；

步驟46，施工過程中每5m測一個漏水量，如不漏水，則進行壓水，壓力與套管試驗壓力相同，或者是最后揭露含水層之前5m，做一次全孔壓水試驗，若漏水必須進行注漿后才允許繼續鉆進。