礦山主井鉆—注平行作業施工技術研究

張月俠

（河北省地礦局第五地質大隊，河北 唐山 063000）

伴隨著時間的不斷推移，我國大型礦山開采工作向著西部以及深部的方向所發展和前進，礦山主井在開采的過程當中，經常會遇到各種各樣的困難，例如：地層復雜、井筒深度增加等，鉆-注平行施工技術的出現，在立井沖擊層當中扮演著重要的角色和占據關鍵位置，同時也是一種最有效的施工方法。在含水流沙層等具有不穩定性特點的井筒開鑿當中，所呈現出來的效果更佳。不僅如此，此項技術與具有傳統特點的鑿井工藝相比較，二者之間有著很大的不同，鉆-注平行施工技術能夠有效的幫助建井時間縮短20%～30%，為現代化礦井建設帶來更多的經濟效益和社會效益。基于此，本文下面主要對礦山主井鉆-注平行作業施工技術展開深入的探討。

1 鉆-注平行施工技術的含義分析

通過對具有傳統特點的鑿井工藝進行真正的分析和研究，發現其主要是以下部作為重點，之后進行基層注漿，然后進行上部沖擊層鉆井施工，所需要的施工時間較長，而且所呈現出來的施工效率偏低。鉆-注平行施工方法的出現，主要運用了定向鉆井技術，幫助鉆井和注漿施工無需再進行分開作業，而且在一定的時間之內可以同時作業，主要的工作流程包括：能夠讓注漿和鉆井施工兩項工作同時進行，并且二者之間不會對彼此產生任何的影響和制約，也可以進行S型孔段注漿，在實際注漿的過程當中，鉆井法施工并不是停止的，而是在有序進行當中。在注漿的地面會科學的設置出防止對鉆井法施工產生影響的場地以及專業的設施，基巖段進入到設計注漿范圍當中去之后，下部的基巖段進行有序的注漿工作。

2 鉆-注法鑿井和注漿施工互不干擾的三性原則

伴隨著時間的不斷推移，相關工作人員并未停止對礦井各種專業施工技術研究的力度，也提出了一些新的理論、新的想法、新的見解，其中最具代表性的當屬鉆-注平行作業施工技術。鉆-注法施工和地面注漿設計的過程當中，不單單需要最正確的井筒設計參數，還要遵循鉆-注法鑿井和注漿施工互不干擾的三性原則，主要內容包括：其一：確保注漿孔套管段并不會進入到鉆井井筒荒徑當中去，并且對注漿孔套管段與鉆井筒荒徑之間的距離進行嚴格的控制。其二：在進行注漿作業的過程當中，極有可能會出現漿液竄出井筒等情況，對鉆井泥漿所設置的護壁作用產生一定的影響，為了防止這種情況的出現，需要確保地面預注漿和鉆井法鑿井在深度上有一定的距離。其三:在進行S孔孔位設置的過程當中，還需要進行深入的分析和考慮，例如：對鉆井大鉆機軌道的位置、泥漿池的位置、實際大小等各方面問題進行認真的研究，因為各種問題都極有可能會對S孔孔位的設置產生一定的影響。

3 礦山主井鉆-注平行施工作業的實現方式

注漿作業與鉆井法同時的進行，是最有效、也是最理想的鉆-注平行作業施工方法，相關施工人員需要在設置注漿孔地面的過程當中，對場地以及施工地面的設施進行關注與重視，并且應用科學的方法進行避開。在進行基巖段工作的過程當中，需對注漿的范圍進行嚴格的控制，在一定的范圍之內進行基巖段注漿工作，換句話來說，就是工作人員平行進行注漿施工以及鉆井施工，這樣礦井工期就不會被地面預注漿所影響和占據，但是這樣做也會有一定的缺點，就是會給總體工程帶來一定的影響，增加安全隱患出現的可能與幾率，鉆井施工方法與注漿施工方法之間想要有序的進行，并且不會對二者產生互相的干擾，在正常的情況之下，會將鉆井方法的深度以及注漿起始的深度完美的融合在一起，讓二者相互影響、相互幫助、相互促進，在相輔相成當中確保鉆井階段和井筒注漿不會出現任何的問題，一直處在安全的狀態當中。當工作人員參與施工過程當中去之后，會發現這樣一種情況，那就是鉆井井孔與注漿孔之間的距離很近，導致注漿施工無法有序的進行，另外，在平行作業的過程當中，注漿非常容易流入到鉆井的井口之內，作業工作人員都清楚，在進行注漿施工的過程當中，漿液會在阻力最小的方向不斷的發展、不斷地擴散，這樣上部巖層的漿液就會慢慢的擴伸到沖擊層當中去，假如鉆井施工法并沒有達到一定的要求深度，那么注漿的漿液就會通過沖擊層慢慢的流入到鉆井的井口之內，導致鉆井方法不能夠再有序的施工，也會對注漿施工的總體質量產生不同程度的影響，應該用怎樣的方法，才能夠將種種問題妥善的解決，是每一位工作人員最亟待解決和值得深思的問題之一。為了能夠將鉆-注平行施工過程當中注漿施工、鉆井方法互相影響的問題解決，經過不斷的鉆研和研究之后發現，需要將鉆井施工與注漿施工二者之間保持一定的距離，并且將注漿分為S型注漿孔段和直孔段，這樣就可以保證二者可以同時作業，并不會對彼此產生一定的影響。另外，工作人員還需要對自己的施工工藝進行科學、合理的調整，首先在基巖直孔段進行施工的展開；其次，將S型注漿孔段的注漿工作和沖擊層鉆井工作同時展開。

4 鉆-注平行作業施工技術的總體思路

在新時代的大背景之下，直線定向鉆進技術緊緊跟隨時代發展的腳步不斷的在變化、不斷的發展、不斷的在革新，注漿孔也在不斷的改變當中，由傳統的垂直孔向著S型孔所發展，所以注漿孔在地面設置的過程當中，要有效的避開井口周圍的基礎設施，運用定向鉆進施工技術，幫助注漿孔在一定的深度當中進入到預定范圍當中去，之后再次降斜成為直孔，下部分基巖段進行有序的注漿，這樣注漿工作就可以完全不占用或者是極少占用井口的實際位置，可以讓沖擊層部分鉆井施工提前的進行，幫助施工企業可以提前完成工程，這就是鉆-注平行作業施工技術的總體思路。

想要真正的實現鉆-注平行作業，并不是一件容易的事情，首先需要工作人員在工作當中本著認真負責、愛崗敬業的態度，防止鉆井與注漿施工之間出現影響問題，并且在具體施工之前，對鉆井法施工預注漿法施工進行深入的研究，對合理的時間以及空間關系進行分析，在確保二者安全和質量的基礎之上，有效的節省施工的時間，因此，相關工作人員對鉆-注平行施工的時空關系展開深入的探討。

在鉆-注平行作業技術當中，定向鉆進扮演著重要的角色，注漿孔對定向鉆進技術提出了更高的要求與希望，注漿孔要求精度高、短段長等，據了解，在我們國家的測定定向鉆進儀器當中，還不能夠完全滿足具有高精度特點的注漿孔定向鉆進施工技術所提出來的要求，因此，還需要經過科研人員在日常的工作當中不斷的進行經驗的總結以及任真的學習，大幅度的提高自己的綜合素養與工作能力，通過不斷的鉆研，研制出一種高精度鉆測斜儀，有效的滿足注漿孔定向鉆進所提出來的合理要求，為注漿大幅度的提高質量打下良好的基礎。

鉆-注平行施工作業在展開的過程當中，注漿漿液極有可能會流入到鉆井當中去，對鉆井泥漿產生不同程度的影響，更是增加鉆井施工和井壁出現安全問題的可能，因此，需要相關工作人員對注漿漿液對鉆井漿液的影響以及相關的監測技術進行認真分析和研究，為鉆井平行施工技術展開的過程當中，鉆井法安全、有序的進行奠定堅實的基礎以及提供技術支持和保障。

此外，在鉆進粘土層時，必然會有一定量的泥漿，需要快速的排放出去，在鉆井井壁下沉之后，更需要將所出現的所有泥漿排放到地面當中，大量的泥漿會占據一定的面積，即使放在了矸石山的下面，也極有可能對矸身帶來一定的影響，增加安全問題出現的可能，所以鉆井廢棄泥漿的處理工作也非常的重要，是磚井法施工過程當中最亟待解決的問題之一。據了解，鉆井泥漿與制備粘土水泥漿的粘土之間有著許多相似的地方，所以在鉆-注平行作業展開的過程當中，會將出現的廢棄泥漿進行科學的處理，之后再將其作為注漿材料，加入到地層當中去，這樣不僅能夠將一部分的鉆井廢棄泥漿的處理問題進行妥善的解決，還可以真正的實現節約的目的，為施工企業節省大量的支出成本，把鉆井廢棄泥漿作為注漿材料，也需要專業工作人員展開深入的分析和研究。

5 鉆-注平行作業合理時空關系分析

5.1 鉆井平行作業縱向空間關系

鉆井平行作業縱向空間關系的主要內容包括：鉆井與注漿在縱向上保持一定的距離。換句話來說，安全距離為鉆井段底端到注漿直孔段底端的距離，由于直孔段的起始深度與鉆井底的深度有100mm左右的重合，所以為了能夠幫助表述更加的方面，可以把注漿直管段的長度當作為注漿與鉆井平衡作業在縱向方面的安全距離。直孔的越長的話，那么就表示鉆孔平行作業非常的安全，但是直孔斷注漿需要占據井口的一些位置和面積，直孔段越長的話，也說明直孔段注漿施工所需要的時間也會越多，鉆-注平行作業帶來的縮短施工時間的價值也會變得越來越小，因此，還需要在縮短工期和施工安全之間找到一個關鍵點。

5.2 專注平行作業橫向空間關系

直孔段注漿孔的設置圈徑。在進行直孔段注漿孔設置的過程當中，都會遵循平均原則，設置在井筒荒徑之外，井筒中心作為圓心的圓圈，又將此圓的直徑稱作為布置孔圈徑。假如直孔段圈徑很大，則會對注漿帷幕的形成產生不同程度影響，造成注漿質量不斷的下降。假如布孔圈徑非常小，注漿孔非常容易進入到井筒荒徑之中，注漿孔在沖擊層運用下套管的方法進行封閉。如果在注漿孔套管段偏入磚井井筒之內，就會導致鉆井法鉆進當中，鉆頭打到注漿孔套管上面，對有序的鉆井法施工產生極大的影響，還會增加鉆井事故出現的可能。因此，需要對注漿布設孔的主要方式等影響因素進行深入的分析。

6 鉆-注平行施工技術措施與方法

6.1 鉆孔軌跡控制專業技術

將鉆孔軌跡控制技術和S孔注漿相比較，發現二者之間有著很大的不同與差異，鉆-注平行在實際作業的過程當中，S孔不僅需要與偏斜要求相符合、相一致，而且軌跡穩斜、降斜段還要與鉆井荒徑保持一定的距離。在S孔的下部分，需要再一次的進行分支孔的施工工作，這樣的情況造成在施工控制過程當中會遇到許多困難，但是通過應用鉆孔軌跡設計和施工技術，陀螺儀鞋側與定向控制，將相關的問題進行有效的解決，并且迅速的完成了工作任務。

6.2 注漿壓力監測

在注漿施工展開的過程當中，需要對注漿的壓力加強關注，并且如實的記錄，當注漿壓力滿足基巖裂縫注漿時，就要對注漿將液流入到鉆井段內部所造成的壓力進行認真的分析。如果出現此項問題，需要第一時間將泵停止，確保在具體施工過程當中不會因為任何因素而出現危險情況。

6.3 鉆井泥漿性能的檢測工作

磚井泥漿性能檢測的最終目的是為了檢查鉆井泥漿的性能是否出現了某些問題，判斷注漿漿液是否流入到了鉆井段內部，保證施工過程當中有序和安全。通過對鉆井泥漿性能的監督與檢測以及對注漿壓力的檢測，有序的幫助鉆-注平行作業安全控制任務完成。

6.4 鉆井廢棄泥漿轉化技術

通過對鉆井過程當中的泥漿含量進行認真的分析和研究，發現有許多的粘土成分，其性能與地面預注漿所用的粘土泥漿之間有著許多相同的地方，通過運用科學的方法，將其粘度進行有效的降低，再加入水泥以及專業的制劑，就可以將其變成粘土水泥漿，再將其用在地面預注漿工作過程當中，可以有效地實現對鉆井廢棄泥漿的重復運用，不但能夠完美的解決一些鉆井廢棄泥漿處置問題，還可以降低對于環境帶來的影響和污染，并且還能夠幫助施工企業節約大量的支出成本，為企業獲得更多的經濟效益和社會效益打下良好的基礎。

6.5 大斷面硐室圍巖預注漿加固技術

因為某些礦山主井屬于千米深井，所以圍巖性能偏低、地壓和軟巖問題更是會給掘進支護工作帶來一定的影響，這時通過運用地面預注漿技術，幫助基巖裂縫含水層進行自理，而且還可以對馬頭門、連接巷道等圍巖進行有效的加固，將圍巖的性能再次提高到一個新的層次與高度，注漿加固主要運用的是粘土、水泥漿，所以能夠有效的達到預期的效果。

7 施工之后的效

通過地面預注漿加固，不僅能夠有效的幫助施工企業完成掘進施工，當工程施工之后，也沒有出現結構裂縫問題，在有效提高施工總體質量等方面有著至關重要的作用和意義。另外，當鉆井施工開工之后，有序的向下進行鉆進，直至工程的完成。在鉆井施工的過程當中，并沒有與注漿發生任何的影響、任何的制約，而且通過應用鉆井廢棄泥漿轉化成為的黏土水泥漿技術，降低和減少大約三分之一的鉆井廢棄泥漿的總量，更是降低了相關工作人員的勞動強度，有效提高施工的效率。

8 結語

綜上所述，在新時代的大背景之下，礦山主井當中的施工技術也需要緊緊跟隨時代發展的腳步，不斷的進行革新，鉆-注平行作業施工技術作為其中的重點與要點，需要對鉆井和注漿深度加強關注與重視，并且對注漿直孔段的深度進行認真的分析，在具體施工的過程當中，需要將工作重點放在注漿施工不能影響鉆井施工上面，通過應用鉆-注平行作業施工技術，能夠幫助施工企業節約大量的支出成本，還可以提前完成施工工作。在具有復雜性特點的地上條件之下，還需要遵循一定的原則來使用此項施工技術，伴隨著時間的不斷推移，我國社會呈現出高速的發展態勢，許許多多的立井出現在了大眾的眼前，相信鉆-注平行作業施工技術必然會在我們國家得到廣泛的應用并且獲得一致的好評。