關(guān)于煤礦井下探放水現(xiàn)場(chǎng)施工及質(zhì)量控制

張義忠

（山西大同永定莊煤業(yè)公司， 山西 太原 037024）

1 煤礦井下探放水現(xiàn)場(chǎng)和鉆場(chǎng)位置的選定

煤礦井下探放水工作的首先要對(duì)煤礦井下實(shí)際情況進(jìn)行勘測(cè)和分析，對(duì)水的來(lái)源和水害等級(jí)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)[1]。具體來(lái)講，主要的工作有以下幾點(diǎn)：首先，要對(duì)探放水現(xiàn)場(chǎng)、鉆場(chǎng)本身的安全性進(jìn)行評(píng)估，主要是分析現(xiàn)場(chǎng)施工及系統(tǒng)工作是否會(huì)給施工人員和生產(chǎn)人員帶來(lái)影響，同時(shí)要明確鉆場(chǎng)周邊圍巖是否穩(wěn)定，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)圍巖破裂、垮塌的情況；其次，要結(jié)合對(duì)井下水的分布位置和來(lái)源進(jìn)行勘測(cè)，再結(jié)合井下探放水現(xiàn)場(chǎng)及鉆場(chǎng)的設(shè)計(jì)，明確水的排放位置、排放量、排放速率、路徑等，再針對(duì)性選擇合適的水泵，做好排水系統(tǒng)及管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；接下來(lái)，通過(guò)勘測(cè)明確是否存在有透水風(fēng)險(xiǎn)的位置，此位置嚴(yán)禁進(jìn)行探放水，而是結(jié)合實(shí)際情況制定針對(duì)性的處理措施；最后，選擇探放水現(xiàn)場(chǎng)和鉆場(chǎng)位置時(shí)，要避開地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的地方，如褶皺變化帶、土層松軟帶、斷層破碎帶等，應(yīng)當(dāng)選擇地層整體性好、圍巖穩(wěn)定的位置。

2 煤礦井下探放水鉆機(jī)和放水套管的安設(shè)要點(diǎn)

2.1 鉆機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的安裝

在選定井下探放水和鉆場(chǎng)位置之后，要由技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察分析，選定具體的鉆機(jī)安裝位置，并且要確定好安裝坡度。然后，在鉆孔對(duì)側(cè)的墻體、底板位置，要鋪設(shè)舊風(fēng)筒，并采用相應(yīng)的措施進(jìn)行加固。避免大量涌水時(shí)對(duì)幫底進(jìn)行沖刷，導(dǎo)致鉆機(jī)無(wú)法正常開展工作。在鉆機(jī)的底腳部位，要根據(jù)實(shí)際情況墊上枕木，在枕木安裝過(guò)程要保證設(shè)備穩(wěn)定，并通過(guò)合理的方式進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。在循環(huán)水窩的設(shè)置方面，要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，選定位置[2]。一般情況下，將循環(huán)水窩設(shè)定在鉆機(jī)系統(tǒng)的下方是比較合理的方式，并且需要保證其容量與設(shè)計(jì)的探放出水量相符。在鉆機(jī)系統(tǒng)整體安裝好之后，需要針對(duì)探放水的方向和水的路徑，給鉆機(jī)系統(tǒng)安裝擋水板，并設(shè)置必要的防護(hù)裝置，一方面避免水入侵鉆機(jī)系統(tǒng)，另一方面也為了保證設(shè)備安全。

2.2 放水套管的安裝

一般情況下，在煤礦井下探放水系統(tǒng)安裝完成之后，單依靠該系統(tǒng)可能會(huì)遭遇放水量過(guò)大，對(duì)探放水現(xiàn)場(chǎng)造成破壞的問(wèn)題。因此，安裝限量放水的套管系統(tǒng)成為重要的環(huán)節(jié)，也是如今煤礦探放水系統(tǒng)科學(xué)化設(shè)計(jì)的典型體現(xiàn)。

具體來(lái)講，需要根據(jù)煤礦井下探放水現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇尺寸合適的套管材料。然后，在探放水系統(tǒng)工作前，都需要安裝套管，避免水在巷道內(nèi)四處流淌，以及沖刷鉆孔。套管的安裝需要明確好位置，然后打2 m 左右的套管眼，再進(jìn)行安裝和固定。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工要點(diǎn)

3.1 鉆孔施工及耐壓試驗(yàn)

煤礦井下探放水鉆孔施工時(shí)，采用Φ113 mm 鉆頭進(jìn)行開孔作業(yè)。開孔時(shí)，要保持鉆機(jī)勻速鉆進(jìn)，避免強(qiáng)度過(guò)高影響鉆孔質(zhì)量[3]。鉆孔深度與設(shè)計(jì)的套管安裝深度相符，一般為2 m 左右。鉆孔完成后，安裝Φ108 mm 的套管，然后噴注水泥砂漿固定套管。接下來(lái)，在套管合適位置使用Φ75 mm 的符合片鉆頭進(jìn)行開口，然后開展耐壓試驗(yàn)，評(píng)估套管本身質(zhì)量和施工質(zhì)量。套管耐壓試驗(yàn)的壓力應(yīng)當(dāng)設(shè)定在0.8 MPa 左右，試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)要大于0.5 h。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，孔壁及套管任何位置都沒(méi)有出現(xiàn)漏水和滲水問(wèn)題，則證明安裝到位。

3.2 封孔固管工藝

在套管安裝好之后，安裝套管的螺絲零件，然后保證套管閥門打開，向套管內(nèi)部注入清水，用以清除套管內(nèi)部的雜質(zhì)，避免堵塞影響未來(lái)的放水效率。清管完成之后，再往孔內(nèi)注入合成樹脂封孔劑材料，直到封孔劑完全覆蓋溢出孔口，待其自然固結(jié)[4]。

3.3 安裝防噴控水裝置

需要根據(jù)探放水系統(tǒng)實(shí)際情況，安裝防噴控水裝置，該裝置又分為固定和活動(dòng)兩種類型。固定部分要在套管閘閥安裝完成之后，使用4 寸法蘭盤膠墊，將其安裝至閘閥位置。而活動(dòng)部分要使用3 寸法蘭盤以及軟膠墊，將其安裝在鉆桿上。需要注意的是，打孔時(shí)，要將固定部分和活動(dòng)部分之間的距離控制在20 cm 以上，目的在于避免膠墊過(guò)度磨損。如果鉆孔出水量過(guò)大，并且此時(shí)無(wú)法通過(guò)拔出鉆桿的方式來(lái)控水，那么就要立即將膠墊和法蘭盤移動(dòng)到指定位置，然后使用螺栓固定好，等待孔口不再出水之后，關(guān)閉三通閥門，達(dá)到控水的目的。

3.4 透空放水

鉆孔施工過(guò)程中，當(dāng)施工至所預(yù)計(jì)的老空深度前約2 m 的位置時(shí)，需要對(duì)排水系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。確保排水系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、技術(shù)人員各就各位的前提下，再繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工。在此同時(shí)，對(duì)鉆孔位置的瓦斯涌出情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，需要停止施工，采用合適的方式做好瓦斯排出[5]。確定安全之后，再進(jìn)行繼續(xù)施工。施工過(guò)程中，要對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一指揮和管理，確保排水、清淤和放水工作人員做好配合，保證施工和排水工作順利進(jìn)行。

4 煤礦井下探放水現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制措施

為了充分保證現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量和安全性，需要做到以下幾點(diǎn)：

1）煤礦企業(yè)管理人員需要建立以人為本和安全生產(chǎn)的思想，充分認(rèn)識(shí)到井下探放水施工的重要性，在此基礎(chǔ)上明確探放水施工方案的合理性；

2）需要對(duì)所有參與井下探放水系統(tǒng)施工的人員進(jìn)行專業(yè)考核和培訓(xùn)，一方面提高其專業(yè)技術(shù)能力，另一方面提升其職業(yè)素養(yǎng)和責(zé)任意識(shí)；

3）在井下探放水系統(tǒng)施工方案的制定中，要對(duì)煤礦井下地質(zhì)構(gòu)造、水文條件、采空區(qū)和作業(yè)面環(huán)境進(jìn)行全面勘察，再采用科學(xué)的方式進(jìn)行施工方案的制定；

4）煤礦企業(yè)要積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)工藝，比如通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬探放水系統(tǒng)方案科學(xué)性，通過(guò)傳感器系統(tǒng)對(duì)探放水鉆孔水文及空氣成分進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，基于先進(jìn)技術(shù)提高煤礦井下探放水系統(tǒng)施工質(zhì)量和實(shí)用效果；

5）針對(duì)探放水系統(tǒng)的施工制定嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)管理制度，將所有權(quán)責(zé)落實(shí)到位，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行巡檢制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工藝不達(dá)標(biāo)、施工不規(guī)范等情況，落實(shí)獎(jiǎng)懲制度，提高所有人員的工作積極性和嚴(yán)謹(jǐn)性[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

1）需要基于全面科學(xué)的勘察，做好整個(gè)探放水系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和可行性分析；

2）在具體施工中，要根據(jù)實(shí)際情況，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范，選擇合適的探放水設(shè)備系統(tǒng)和施工工具，保證鉆孔質(zhì)量，做好設(shè)備的防護(hù)。

3）在施工中做好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、可行性試驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)人員的管理，都是提高井下探放水系統(tǒng)施工質(zhì)量的關(guān)鍵。