礦井下鑽孔加固防水技術研究
理論研究
作者：白飛 宗暉 劉氬鐳
摘 要 煤炭作為能源行業的重要構成部分，在現代的社會形勢下得到了長足的發展，各項技術有了較大的提高，工藝逐漸成熟。但是由於煤礦層的內部情況較為複雜，在各種因素的影響下，在礦井鑽孔時會出現底板湧水等問題，直接影響到鑽孔的安全性及施工質量，給安全生產帶來了一定的安全隱患，因此需要對其采取有效防水措施。本文結合某煤礦工程簡單的分析了該煤礦的水文地質條件；鑽孔方案；鑽孔設置及技術要求，最後闡述了施工安全技術，包括施工親的準備工作、施工中的注意事項、施工要求等，為從事煤礦井下鑽孔加固防水的人員提供一定的參考與借鑒。
關鍵詞 煤礦；井下鑽孔；底板湧水；加固；防水
中圖分類號TD3 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）109-0075-02
0 引言
現代煤礦開采事業隨著社會形勢的發展及能源的緊缺而逐漸興起，其在發展的過程中經曆了較長時間，各項技術的提高及工藝逐步趨於完善使得煤礦的成產效率大大的提高。但是由於某些煤礦的水文地質情況較為特殊要求，且周圍的環境中不穩定因素較多，存在著厚度較大的含水層，泉水豐富，且存在岩溶裂隙，在進行井下鑽孔時容易出現底板湧水的現象，需要精心加固措施，及防水措施，以保障施工安全性，避免出現意外事故，提高施工質量及生產效率。
1 水文地質條件
本區內河流主要有：清水河、黃水河、石門河。井田北的太行山區岩層裸露，溝壑深切，河穀地帶有許多岩溶大泉，徑流資源豐富，多數河流上遊河段有水，距山口10～20km開始漏失和全部漏失，成為煤礦的主要充水水源。另外，為滿足農業灌溉需要，還興修了縱橫交錯的各種幹渠。該區的基本地質情況為：太行山山前平原，主要由坡積、洪積和衝積洪積扇裙組成，地麵海拔標高72m～85m，全區呈北高南低緩慢傾斜地勢，坡降4%～6%。地勢總體平坦，低窪地帶易發生洪澇災害。其主要的含水層為寒武、奧陶係的厚層狀灰岩、泥質灰岩，總厚度800m～1000m，裸露區或斷裂帶常有大泉出露，泉流量0.01m3/s～7m3/s，水化學類型為HCO3-Ca（Mg）型，礦化度為0.3g/l～0.4g/l，水位標高在北部雙頭泉為850m，山前為110m，水頭梯度13‰～61‰；在礦區內岩溶裂隙發育不均勻，單井出水量1000m3/d～5000m3/d，單位湧水量為0.01/s.m～33.3l/s.m，滲透係數焦作礦區為14.5m/d～48m/d，北部趙固勘探區為0.0033m3/d～0.701m3/d。水位標高110m～82m，屬強富水含水層。深部二井富水程度偏弱，水化學類型為HCO3-Ca.Mg型，礦化度
2 鑽孔設置
全麵分析了礦井的各項資料和地質情況，查實了巷道出水與礦區內岩溶裂隙有著密切的聯係，因此需要將其進行嚴密的封堵措施。鑽孔設置是封堵措施關鍵環節，首先選擇ZDK3200型鑽機，利用直徑為160mm或130mm的鑽頭進行開孔，將直徑146mm或127mm孔口管置入，深度一般為10m左右。再利用直徑為130mm或95mm的鑽頭進行鑽孔，深度約為約50m左右，遇見灰岩後，將直徑為108mm或89mm通天套管置入其中，還需要下套管對其進行試壓，壓力為2.0MPa，持續30min，試驗合格後才能繼續施工，避免出現底鼓的問題。下部施工是使用直徑為75mm進行鑽進，直至終孔。在施公前需要做好準備，對應鑽孔揭露導水通道、水量突然增大的問題。