淺談鉆探塌孔的成因與預防處理

祝仰奎

(陜西華電榆橫煤化工有限公司可可蓋煤礦，陜西 榆林 719000)

淺談鉆探塌孔的成因與預防處理

祝仰奎

(陜西華電榆橫煤化工有限公司可可蓋煤礦，陜西 榆林 719000)

在煤礦生產過程中因塌孔造成的鉆探事故發生率較高，客觀地質條件下異常變化或主觀條件下技術措施不當易造成各類鉆孔事故。通過對鉆探塌孔成因進行分析，制定了合理措施和方法，及時排除事故，實現正常鉆探。

塌孔；地質勘探；預防處理

0 前言

在煤礦生產過程中，需要做大量的井下鉆探探查工作，如施工地質勘探孔、水文地質勘探孔、電纜孔、通風孔、瓦斯抽放孔等各種類型的鉆孔。在鉆探施工中，孔內事故直接影響鉆探施工，如果對孔內事故認識不清、不夠，采取措施不及時或不恰當，嚴重時會使鉆桿、鉆具丟到孔內，導致鉆孔報廢，造成大量人力、物力、財力的浪費，還會影響鉆探任務的完成，不能保障正常生產接續，在處理過程中還有可能損壞機械設備，造成人身事故。因此，認真進行鉆探塌孔的成因分析和預防處理十分必要和重要。

1 塌孔成因分析

在鉆探施工過程中，通過以下一些不正常的現象或征兆判斷可能發生了塌孔事故[1]。

(1)孔內水位急劇下降，孔口不返水或返水量小，并伴有氣泡。

(2)孔口雖然返水，但有大量泥渣、巖粉等物體沖出(噴出)。

(3)鉆機繼續加大壓力但不鉆進，鉆機負荷明顯加大，提、下鉆具困難，造成憋鉆、憋泵等現象。

造成以上現象的主要原因有：(1)由于鉆探施工前對鉆孔所穿過的地層巖性變化分析不清，當巖性發生變化，特別是遇到黏土層、斷層破碎帶或進入老空區的松散巖層時，未及時更換鉆探沖洗液或改變鉆孔大小繼續鉆進；(2)鉆孔遇含水層出水后孔壁所受壓力不均勻、孔口套管下置較短，未穿過斷層破碎帶或是封固質量較差，出現滲、漏水現象。當出現以上問題，鉆孔擱置一段時間后孔壁受水浸泡或受礦壓作用而發生變化，造成塌孔。

2 塌孔預防

首先，在鉆孔設計時要詳細分析調查鉆探附近的地質構造情況，對地層巖性做到心中有數。其次，鉆探施工過程中，根據巖性變化、返水情況、沖出巖粉物、鉆進壓力及鉆進速度進行判斷。正常鉆進過程中，一般采用清水作為沖洗液，受現場條件限制無法采用清水而使用循環水，要盡量保證質籠水窩的清凈，防止水泵喝巖粉等雜物，出現糊、埋鉆頭造成塌孔現象。同時，要掌握好鉆機給進壓力與鉆進速度，遇到黏土巖等松軟巖層時，要確保壓力不要過大、轉速不要過快、進尺不要過高。再次，一旦發生塌孔，要準確迅速地判斷其發生的位置、發生段的巖性等，以便對塌孔段采取有效的處理措施。

3 塌孔處理

3.1 換徑法

發生塌孔后，更換鉆頭，選用比原正常施工鉆孔鉆頭小一級的鉆頭繼續鉆進。這是一種最常用的處理方法，主要是通過縮小孔徑，減小鉆孔孔壁四周圍巖的受力，使鉆孔孔壁處于一種比較穩定的狀態。

3.2 擴孔法

擴孔法通常與換徑法配合使用，即當遇到塌孔后，先采用小孔徑鉆進，當小孔徑鉆過塌孔段后，再改用擴孔鉆頭擴大該塌孔段孔徑。該方法一般適用于塌孔較輕，擴孔后即能正常鉆進的鉆孔。

3.3 注漿造壁法

由于漿液在巖石裂隙中的擴散范圍受注漿壓力、漿液性質、巖石裂隙發育程度及施工工藝等多種因素的影響，因此施工中要掌握好各種因素的影響，采取合理的方法及措施。漿液一般采用#425普通硅酸鹽水泥，水灰比0.6～0.8∶1，當鉆孔內有水時注漿壓力控制為水壓的2.5～3.5倍，當鉆孔內無水時可根據鉆孔進漿量和泥漿泵上漿量確定。待注漿造壁后一般不少于8h的凝固期，其后進行掃孔鉆進。

3.4 干掏法

當鉆探遇黏土層或斷層破碎帶，塌孔嚴重無法使用沖洗液鉆進時，則可采用打眼干掏法，要確保鉆進壓力小、快轉速、慢進尺、勤提鉆，反復多次，效果明顯。

另外，在鉆探過程，還可能使用到套管跟進法和巖土凍結法等，需要根據不同的情況進行科學合理的分析，采用正確的處理方法。

4 結束語

塌孔事故雖然極易發生，但只要在發生事故后準確判斷塌孔的位置、塌孔段巖石性質、塌孔程度等情況，采取正確恰當的方法進行處理，即可及時排除事故，實現正常鉆探。

[1]任金武.煤礦坑道鉆探塌孔原因分析及防治[J].煤，2012,21(10):39-40.

(本文責編：齊琳)

祝仰奎(1975—)男，山東鄆城人，工程師，從事煤礦地質防治水方面的工作(E-mail:945227772qq.com)。

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1674-1951(2017)11-0065-01

2017-09-11；

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