井下钻探高承压水安全施工技术.doc

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1、行业资料：________井下钻探高承压水安全施工技术单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1页共13页井下钻探高承压水安全施工技术1前言井下钻探是开展矿井防治水工作的关键手段，其优点是不受地面条件限制，且工程量小、工期短、投资少、针对性强、水压水量直观、经济合理，近几年来，开滦矿务局部分矿井开始尝试地面钻探改为井下施工。开滦广信有限责任公司针对用水紧张状况，为合理有效地利用地下水资源，需施工奥灰水源井。在井下钻探工程中，因奥灰水压高(1.7MPa)、水量大(

2、89mm，钻孔喷水3～4m3/min)，遇到了许多意想不到的困难，出现过喷水、喷矸、套管失控等一系列复杂问题，一度使人身和设备安全受到了威胁。通过实践，积累了一套防喷、控钻等一系列安全施工技术。2问题的提出广信公司为了满足日益增长的工业和生活用水，合理有效地开发利用地下水资源，在井下施工2个奥灰孔，孔深设计为600m，涌水量为7m3/min。由于施工承压含水层的高压水，因此工程从设计、设备安装、施工等各个环节都充分考虑到各种问题的预防和处理，为今后钻探工作积累了宝贵的经验。在井下奥灰钻孔施工中，因水压高、水量大，遇到了喷水、喷矸、套管失控及钻探设施固定困难等一系列复杂的问题

3、亟待解决，否则将影响安全生产和发生人身事故。3安全施工技术针对上述钻孔施工中存在的不安全因素，在实践中探索出了一套较完整的高承压水钻探安全施工技术。3.1钻窝施工第6页共13页立孔和大角度斜孔的钻进，需施工钻机房(简称钻窝)，其规格可视每次增减钻杆的条数而定。当每次增减1节钻杆时，钻窝的总高度应为5.5m，当每次增减2节钻杆时的钻窝总高度应为11m。无论是每次增减几节钻杆，必须保证巷道顶板处钻窝直径不小于3.0m，钻窝顶部直径不小于1.5m，钻窝掘出排除活石后，必须对钻窝进行喷浆处理，防止风化落石。同时掘出天轮架窝，打出天轮锚杆眼和二层工作台锚杆眼。二层工作台的高度：当钻窝

4、高度为5.5m时，二层工作台可搭在钻窝两侧的支架上，但必须封牢；当钻窝高度为11m时，二层工作台的高度应为7.5m左右。工作台的搭设，可在钻窝四周打4棵锚杆，用钻管连接固定，然后搭上木板封牢。小角度俯角孔，可根据抽出钻杆的高度适当挑顶作钻窝。二层工作台距离窝顶的高度应大于2.0m，工作台的搭设，可在巷道内用铁(或木)制长凳，上面搭木板封牢。3.2钻探设施的安装①天轮的安装。在钻窝顶部安装天轮，要使用天轮架。天轮架可采用2条工字钢，并在设计安设天轮处分别镶焊天轮轴套1个。将天轮架在天轮窝安设调整后用混凝土固定。另外在钻窝顶部下设天轮锚杆，锚杆下端弯成圆环。将圆环套在天轮架内的

5、天轮轴上，做到双保险。②钻机的固定。地巩锚杆固定在巷道底板上，然后将钻机安装固定在底座上。这样，既避免了压柱操作，又保证了钻机的稳固性。③在深井和喷水条件下钻进时，要用专用小绞车升降钻具，其固定方法是用地巩锚杆直接连接绞车底座，并注牢。3.3孔口套管的固定第6页共13页下好孔口安全套管是有效控制高压水的关键。一是要根据孔口附近的岩石强度，严格按《煤矿安全规程》确定套管长度，套管的层数由钻孔的地质、水文条件而定；二是必须确保固结质量，严防漏水和套管鼓出。其做法是：开孔直径大于套管直径1～2级，钻进深度大于套管长度0.5～1.0m。孔口处用棉纱或黄麻缠绕后将套管砸入孔内，注入水

6、灰比为1∶0.8～1∶1的水泥浆，当反浆管流出水泥浆液时，关闭反浆管阀门，再加压至2.0MPa，并稳压10～15min，以保证套管周的空隙和岩石裂隙全部填实。另外，还采用了以下2条措施对套管进行处理加固。①首先在孔口盘以上0.15～0.20m处的套管外侧，相向焊接2块钢板，当套管下入孔内后，用2条工字钢地梁分别将上述两块钢板压住，防止套管鼓出。②套管焊筋骨。制作套管时，每条套管的两端头附近，分别以壁虎式焊接1组3条6.5～8mm的钢筋，钢筋长度小于0.1m，与套管轴向夹角为60～70，其作用一是端正套管的位置，防止套管贴在孔壁上；二是利用筋骨加大阻力，减少套管鼓出的危险性。

7、3.4防喷及控钻装置①孔口的防喷帽。为防止钻孔喷水、喷矸，恶化劳动环境，威胁人身安全，应使用孔口防喷帽。将其底盘与高压阀门法兰盘用螺丝连接牢固。下钻具时，将活动抽板向两侧拉开，扩大口经，岩心管下入后，弹簧自行将活动抽板拉紧，镶在活动抽板内侧的胶皮舌抱住钻杆，即可继续下钻。当孔内喷水、喷矸时，胶皮舌将水和矸石拦住，使其向四周射，遇弧形盘后返下，沿巷道底板流出。第6页共13页②钻杆控制器。钻进中替换钻杆时，需松开钻机立轴卡瓦。为防止钻杆外射，应使用钻杆控制器。该控制器通过制动手把，使偏心轮上下移动，带动自动卡瓦闭合，抱