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(1.7 MPa)、水量大(φ89 mm,钻孔喷水3~4 m3/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600 m,涌水量为7 m3/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
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5.5 m,当每次增减2节钻杆时的钻窝总高度应为11 m。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3.0 m,钻窝顶部直径不小于1.5 m,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:当钻窝高度为5.5 m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11 m时,二层工作台的高度应为7.5 m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2.0 m,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
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