煤矿井下探放水套管安装工作

贵州天健矿业集团股份有限公司

金沙县高坪乡鑫达煤矿

井下探放水孔止水套管的设计与安装方法

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日期：2019年3月24日

井下探放水孔止水套管的设计与安装方法

煤矿井下探放水是一项常见的工作，根据《煤矿防治水细则》第46条规定，在采掘工作面前方接近老空积水、强含水层、陷落柱以及导水构造时，必须执行“有疑必探，先探后掘”的原则，在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管，并安装闸阀。止水套管应当进行耐压试验，耐压值不得小于预计静水压值的1.5倍，兼做注浆钻孔的，应当由综合注浆终压值确定，并稳

定30min以上。为了防止我矿井在进行井下探放水作业时，因探

放水孔涌水量突然增大止水套管安装不牢无法及时止水而导致

的淹井、伤人事故，确保矿井财产及矿工生命的安全。特编制煤矿井下探放水孔止水套管的设计与安装方法。

一、止水套管设计

1、止水套管的设计与加工

止水套管的长度确定后，应选用刚性管材作为止水套管。我矿41504运输巷探放水止水套管长度取大于10米（见岩层中探

放水钻孔超前距和止水套管长度见附表），为便于井下搬运，每根套管的长度以2．5m～3．0m 为宜，套管之间应用方型扣连接。为加强套管与孔壁之间的固定强度，使套管位于钻孔的中心部位，应在所下套管外均匀焊接上半圆形的铁球或钢刺。但焊接点不宜太多，每根套管有5～6个即可。

2、掌握探放水钻孔超前距及止水套管长度的相关事项

探放水钻孔超前距与止水套管的长度应根据《煤矿防治水细则》的规定及探水地点的煤岩性质、水头压力、煤厚、煤岩力学强度以及采（掘）动影响、爆破震动等因素确定。

3、掌握开孔层位及孔径的注意事项

1）必须按《煤矿防治水细则》第48条规定配备相对应长度的套管，因我矿皆是采用Φ75mm进行钻探，故而选用直径108mm套管，管底离孔底约0.2m。孔口和套管口间的环状空隙用水泥砂浆和速凝剂或树脂药卷封闭密实，其中插入一根细管，用于观察注浆情况。正常钻进至孔底距孔口垂距达10m时，停止钻进，连接注浆管对钻进段进行注浆，封闭钻孔周围岩层裂隙。停止注浆时压力不低于1Mpa。若注浆时不起压，则采取间歇式注浆，直至达到规定压力为止。钻孔接近采空区积水时，必须提前安装好防喷装置，并做好防喷准备，防止钻进中突然出水失控造成水害事故。

2）止水套管口必须安设有闸阀，并与钻杆密切配合，钻杆在套管内转动，而套管不动，套管内设置轴承，减小钻杆与套管摩擦

阻力。

4、止水套管的安装；

首先将预先准备好的孔口套管按其对接顺序，每两节之间上紧丝扣而后顶入孔内。在套管与孔壁之间的正上方插入一根3m～4m的小气管(15 mm 的铁管)，用铁丝固定好，在气管口处装一只小闸阀。

其次，当准备工作就序后方可进行第一次封孔。用锚杆

封孔器对套管与孔壁之间进行封堵，封堵长度约3．5m左右(见附图)。

附图孔口套管安装示意

二、具体配制及操作方法

1、封孔材料：用普硅425或525号水泥及经过筛分粒径不大于2mm 冲洗干净的黄沙。

将水泥和黄沙（灰沙）按配比1：2(体积比)配好。经过充分混合后加适量的水搅匀，以用手一抓成团状即可。然后再进行过筛，

将过筛后的灰沙物装入锚杆封孔器内，用高压风打入套管与孔壁之间，由内向外直至孔口。最后用压风将气管打通，第一次封孔结束。

最后，当初次封孔结束24h后进行二次封孔。有两种情况：若探放水孔是仰角孔或平孔，在下套管时套管的末端应塞以包有麻布的木锥，二次封孔时用小气管作为压浆管。

2、具体方法是：

将水泥调成比重为1．5～1．8kg/m³ (水灰重量比0.6-1.1)的浆液(只要泵能压人，灰浆应尽量调稠)，用钻机泥浆泵作为动力，将水泥浆通过小气管压人套管与孔壁之间。待套管内有稀的水泥浆流出后，继续向气管内压人水泥浆，直至有一定压力后停止压浆，关闭气管口闸阀，等待水泥浆凝固。

若探放水孔是俯角孔，则套管的末端不能塞木锥，此时应从套管内压人水泥浆。待小气管有气水和浓水泥浆跑出时即将小气管口处闸阀关闭，再继续向孔内压人水泥浆，直至有一定的压力后停止注浆，关闭孔口管上的闸阀，等待水泥浆凝固。

三、封孔质量检查

经过二次封孔，待水泥浆凝固3～4d后方可进行扫孔。扫孔深度超过孔口管长度0.5m～1.0 m时退出钻具，安装孔口闸阀及孔口压力表，通过压力泵向孔内做压水试验。在孔口水压大于等于设计压力时，孔口套管周围如没有漏(涌)水现象，说明符合要求，否则就要重新注浆加固。

四、施工注意事项

(1)根据《煤矿防治水细则》规定：当水压大于1 MPa时，原则上不得在煤体内直接安装套管探放水，应先改在岩层内钻孔放水降压，然后再在煤层探放水。在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管，并安装闸阀。

(2)如确实需要在煤体内探放高压含水体，应先修筑隔水墙，并预埋套管在墙体外进行探放水。同时对在墙上预埋的套管及其孔口安全装置进行压力试验，达到设计要求后方准进行探放水。(3)在节理裂隙发育、岩石松软或破碎地段施工探放水孔时，应对钻孔超前距(段)进行预注浆加固，然后再安装孔口管，以保证孔口止水套管的安装质量。