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煤层底板灰岩水长钻孔设计及施工技术研究
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摘要：随着我国煤矿行业的快速发展，越来越多的煤矿突水问题已成为制约煤矿发展的主要因素，同时也引起了国内各大煤矿部门的高度重视。而矿井灰岩水是矿井主要水害之一，具有防治难度大，危害强的特点，为此文章主要探讨了工作面底板灰岩水的钻孔设计及相关施工技术。
关键词：灰岩水害；钻孔设计；施工技术；注意事项
淮南矿业集团张集煤矿1610A工作面掘进范围内煤岩层总体为一单斜构造，影响该工作面掘进的充水因素主要为新生界中部砂层和下部弱含水层（组）水、煤系砂岩裂隙含水层（组）水、灰岩岩溶裂隙含水层（组）水。预计1610A工作面距新生界底界距离38.75～100.20m，正常情况下新生界松散层水不会对工作面掘进构成突水威胁。故影响该工作面掘进的充水水源主要为1煤顶板巨厚砂岩含水层裂隙水、1煤底板灰岩水。
1任务来源
淮南矿业集团地质勘探工程处做为矿区勘探专业化队伍，承担着矿区各矿的很大一部分勘探和钻孔施工工作。按照要求我处某区在1611A运顺进料联巷外口和1610A运顺钻场施工定向钻孔，从而对工作面下方的C3Ⅰ灰岩含水层水进行探查、疏放，进一步查明C3Ⅰ组灰岩含水层的富水性及水位动态变化情况。
2钻孔设计
2.1施工目的
（1）对实体段的前探掩护，特别是探明地面时频电磁解释的7号异常区、9号异常区、14号异常区的富水性。
（2）对面内灰岩水害进行全面探查、梳理，为工作面安全回采提供保障。
2.2施工任务
（1）探明工作面下方C3Ⅰ组灰岩的厚度、标高、岩层赋存情况及C3Ⅰ组灰岩水压。
（2）探明C3Ⅰ组灰岩的岩溶发育特征和富水性。
（3）疏水降压。
3钻孔设计参数及工程量
根据张集矿《1610A工作面底板灰岩水害探查方案设计》及其批复意见，本面共设计底板灰岩水害探查钻孔15个，1～7#孔开孔位置为1611A运顺进料联巷钻场；8～15#孔开孔位置为1610A运顺中部钻场。11#、12#、13#钻孔钻孔较短，单孔长度120m左右，其终孔层位为C35灰岩，其余孔均为定向长钻孔，设计沿C33下灰岩中下部施工。工程量15个/6098m,部分钻孔具体参数见下表。
1610A工作面底板灰岩水害探查钻孔设计参数表(部分)
孔号
位置
开孔方位
开孔倾角
孔深（m）
层位
1#
1611A运顺进料联巷钻场
350.5°
-10°
383
C33下灰岩
2#
1611A运顺进料联巷钻场
353.3°
-10°
521
C33下灰岩
3#
1611A运顺进料联巷钻场
358.2°
-10°
191
C33下灰岩
4#
1611A运顺进料联巷钻场
327.3°
-10°
576
C33下灰岩
5#
1611A运顺进料联巷钻场
320.0°
-10°
494
C33下灰岩
6#
1611A运顺进料联巷钻场
317.7°
-10°
521
C33下灰岩
4钻孔施工要求
开钻前校正钻孔开孔位置、倾角和方位，孔位误差不大于±100mm，倾角、方位角的误差不大于±1°；施工前要准确丈量残尺，施工时一根一记录；要准确记录煤岩情况，当钻进时出现异常情况也要详细记录；报废孔处理：全孔使用32.5水泥注实；每班施工人员认真记录本班施工情况，上井后将当班记录表交值班室。
5防出水措施
5.1正常施工情况
工作人员熟知突水预兆，熟知避灾路线，异常出水时不得拔出钻杆，向矿调度汇报，派人监测水情，需继续钻进，必须先采取措施。跟班人员有紧急撤人的权力，发现情况危急，应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。在原因未查清、隐患未排除之前，不得作业。
采用钻机前夹持器作为反压装置钻进，巷道必须支护完好，使用不小于10mm的钢丝绳将法兰盘与巷道可靠的支护连接。
5.2孔内出水时
孔内出水异常时，要有防止钻机向后移动的安全措施；起钻过程中，应设置警戒。操作人员严禁正对孔口，所有人员距孔口不得小于3m；每起出一根钻杆前，必须旋转钻杆1～2分钟，确定水量、水压没有明显变化时，方可起出钻杆；卸钻杆人员作业前必须观察孔口情况，只有当钻机稳定，孔口出水量无异常时，方可卸钻杆。
6灰岩定向长钻孔施工注意事项
（1）在钻进过程中若出现蹩泵现象时，应首先停止送水并在不卸下送水器的情况下窜动钻具，同时在窜动钻具过程中试着开泥浆泵，以免在高压状态下卸下送水器后孔底马达在内外压差作用下发生反转，将煤粉带入孔底马达导致马达故障。
（2）钻机在钻进过程中，当钻杆之间采用螺纹连接时，动力头严禁反转，只有在加接或拆卸钻杆时，夹持器夹住钻杆后才可以反转。当钻杆之间采用四方扣传递转矩，并用螺丝连接时，在卡钻、抱钻时动力头才可以反转。
（3）加接钻杆时，应将
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