許和奇

摘要：煤田勘探工程中孔封閉作為鉆孔施工的最后環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量關(guān)系著未來整個(gè)礦井能否安全生產(chǎn)，因此封閉質(zhì)量至關(guān)重要。文章筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)述鉆探施工中鉆孔封閉施工的各項(xiàng)要點(diǎn)， 僅供參考。

關(guān)鍵詞：煤田鉆探；封孔

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、封孔的目的

未經(jīng)鉆探施工的巖、煤層，即不會(huì)與大氣接觸，也不會(huì)使它們之間互相連通。在煤田勘探中經(jīng)過鉆探施工之后，情況就發(fā)生了根本變化。每個(gè)鉆孔所穿過的不同巖層、煤層就會(huì)互相串通起來形成一根根注水管道，如不及時(shí)進(jìn)行封閉，將來礦井開采時(shí)，地下水和地面水就會(huì)通過鉆孔注入井下、造成淹沒礦井的嚴(yán)重事故。封孔的主要目的，就是采用砂漿封閉鉆孔，從而起到止水的目的。因此，對(duì)勘探區(qū)施工鉆孔都必須認(rèn)真地進(jìn)行封閉。鉆孔封閉質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系著今后礦井的安全生產(chǎn)。

二、封孔的要求

根據(jù)本煤田地質(zhì)地層情況，煤田地質(zhì)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)正在開發(fā)的礦井進(jìn)行考察，由地質(zhì)技術(shù)人員提出以下封孔要求；封閉孔段：自孔底向上封第一煤層以上的30~50m；封閉方式：多為基巖孔段全封閉。當(dāng)煤田之間﹥80m 或復(fù)蓋層底部分距第一層煤﹥100m 者，可以段封閉各煤組和復(fù)蓋層底部。分段封閉時(shí)要求穩(wěn)妥可靠；封孔村料：325 ＃以上的不變質(zhì)，不失效的硅酸鹽水泥。水泥和細(xì)砂比例為1：1；孔口封閉2 米，并埋設(shè)標(biāo)志樁。

三、封孔材料及其用量計(jì)算

（1）鉆孔竣工電測(cè)后由地質(zhì)技術(shù)人員下達(dá)封孔設(shè)計(jì)書，技術(shù)人員按設(shè)計(jì)要求確定封孔方法，計(jì)算封孔材料數(shù)；供應(yīng)部門按要求向機(jī)場(chǎng)派送質(zhì)量合格，數(shù)量足夠的封孔料，機(jī)臺(tái)按設(shè)計(jì)

及操作要求進(jìn)行封孔。

（2）封孔材料用量的計(jì)算。采用的砂漿配比是水泥：砂：水=1：1：o.7；根據(jù)鉆孔孔徑和設(shè)計(jì)封閉長度計(jì)算出封孔需要量，并追加5％的耗損量。

①封閉段距實(shí)際需要的砂漿重量：QI=0.785D2KLV（kg）

D——標(biāo)準(zhǔn)孔徑，mm；

K——超徑系數(shù)取1.2—1.3；

L——封閉段距長度，m；

V——砂漿相對(duì)密度取1.94.

②所需水泥的重量： 式中N1、

N2、N3——水泥、砂子、水比例系數(shù)。

③所需細(xì)砂子的重量：

④所需水的重量：

（3）對(duì)設(shè)備和鉆具進(jìn)行一次認(rèn)真檢查；確保泥漿泵工作，管線和鉆具暢通，接頭處密封良好。

（4）設(shè)計(jì)分段封閉的鉆孔，要事先在預(yù)定孔段用草把或絲架橋，同時(shí)投入一定量的碎石、黃泥填實(shí)，使架橋穩(wěn)妥可靠液漿不致流失。

（5）勞動(dòng)組織。參加封孔人員，在機(jī)長或工程技術(shù)人員統(tǒng)一指揮下，要事先明確分工，以便在封孔時(shí)各負(fù)其責(zé)，有條有序。

四、封孔工藝過程

（1）在準(zhǔn)備工作完畢后，即行下鉆進(jìn)行封孔，如果下鉆遇阻，則應(yīng)采取有效措施（如掃孔、調(diào)整泥漿性能、沖洗等），使孔內(nèi)暢通無阻。下鉆時(shí)一定要去掉粗徑鉆具和鉆鋌、只下鉆桿。這樣的好處是可以減少出現(xiàn)事故的機(jī)率，減少灌注時(shí)水泥槳的流動(dòng)阻力，上鉆時(shí)抽吸作用較小。

鉆具一定要下到封閉孔段，距離底部不得超過0.5 米的地方。禁止中途灌不能依靠其比重大而下行，導(dǎo)致下部分孔段不能封閉。經(jīng)過透孔檢查，實(shí)際也正是如此。如有一鉆孔，終孔孔深為428.43 米。實(shí)際封閉到411.57 米。其下為放空孔段。分析其原因。就是由于封閉孔鉆具沒有下到孔底所致。

（2）封孔鉆具下完后，用粘度為18 秒的稀泥漿進(jìn)行替漿洗孔，洗孔是應(yīng)兼顧復(fù)蓋孔段的護(hù)孔問題。

（3）配制水泥砂漿：

水泥砂漿配比：水泥：細(xì)砂：清水=1：1：0.6 此配比經(jīng)過地表試驗(yàn)，可泵性符合要求，凝固良好。砂漿比重1.95-2.05；現(xiàn)場(chǎng)配漿要求嚴(yán)格控制水灰比。如在某孔封閉時(shí)就是按照此配制水泥的。候凝20 天后下鉆透孔檢查。取出水泥芯凝固良好。強(qiáng)度相當(dāng)于4-5 級(jí)巖石。水泥芯中，砂粒分布均勻。分選不明顯。而在另一鉆孔，由于機(jī)臺(tái)計(jì)算錯(cuò)誤，沒有嚴(yán)格控制水灰比（水灰達(dá)0.7-0.75）該孔砂料候凝后，分選較為明顯。

配漿方法：先計(jì)算好的配漿清水注入加入器內(nèi)（嚴(yán)禁隨意添加配漿水），然后逐包地加入水泥，并攪拌均勻。最后邊攪拌邊徐徐加入細(xì)砂，使其均勻。攪拌方法可用人攪拌或用噴槍進(jìn)行攪拌。強(qiáng)調(diào)一次配漿完畢，以便作到一次灌完。避免多次配漿，多次灌注。某孔就是一次性配漿灌完畢，該孔徑經(jīng)候凝20 天后進(jìn)行全孔透檢，從透檢物取出的水泥芯來看，在115 米的封閉孔段中，上下凝固良好，無間斷放空現(xiàn)象。而在另一鉆孔，由于兩次的配漿，兩次灌注，封閉的孔段中途出現(xiàn)凝固間斷的16 米。另一鉆孔也是由于于多次配漿，多點(diǎn)灌注從而造成外凝固間斷。

壓水替漿：灌注完畢后，不得提動(dòng)鉆具，應(yīng)立即將蓮蓬頭放入替水箱（池）中，開泵替漿，同時(shí)開慢車轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，特別強(qiáng)調(diào)定量替漿，禁止估時(shí)替漿。這道程序是灌注成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。替漿少量，會(huì)導(dǎo)致大量水泥列留在鉆桿中控內(nèi)，替漿量多，又會(huì)把水泥砂推出設(shè)計(jì)封閉孔段，甚至排出孔外。如某孔設(shè)計(jì)封閉133 米，封閉時(shí)用水泥1500 公斤，但經(jīng)過透孔檢查，發(fā)現(xiàn)實(shí)際封閉孔段僅7 米。分析其原因：我們認(rèn)為該孔在封孔過程中：一是鉆桿沒下到孔底（見前述）二是灌完漿并中途提起鉆具20 余米（兩立根）；三是最后一次灌注完畢，沒有定量替漿。而是把替漿和清洗鉆具合并一次進(jìn)行。清洗時(shí)間過長，從而水泥砂漿導(dǎo)致失敗。

清洗鉆具：替漿完畢即可用低速度升鉆鉆具，這樣可減弱抽吸作用，待鉆具提出設(shè)計(jì)封閉段30 米后，方可開泵清洗鉆具。

五、封孔施工組織措施

（1）編制封孔設(shè)計(jì)書。鉆孔經(jīng)測(cè)井后，地質(zhì)技術(shù)人員按照鉆探與測(cè)井確定的煤層厚度，對(duì)各可采煤層、斷層破碎帶等地質(zhì)設(shè)計(jì)要求的封閉層段提出所要封閉地層厚度，編制封孔設(shè)

計(jì)書。

（2）材料規(guī)格和操作措施。由鉆探技術(shù)人員根據(jù)測(cè)井提供的鉆孔孔徑資料，進(jìn)行封孔所需材料數(shù)量計(jì)算，并提出具體材料規(guī)格要求和操作措施，然后經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)審核交鉆機(jī)機(jī)長執(zhí)行。

（3）加強(qiáng)監(jiān)督指導(dǎo)，做好封孔記錄。對(duì)有特殊封孔層段要求的鉆孔，鉆探技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)，由鉆機(jī)機(jī)長統(tǒng)一指揮，記錄員認(rèn)真記錄封孔全過程的每道工序、沖孔

情況、封閉煤層編號(hào)、起止深度、送水泥砂漿下入鉆具深度、架橋方法、實(shí)際用料情況和檢查撈樣等。

（4）對(duì)封孔評(píng)價(jià)。封孔結(jié)束后要進(jìn)行封閉質(zhì)量評(píng)價(jià)，并由機(jī)長、班長審查簽字，保證封孔質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

六、注意事項(xiàng)

（1）封孔下鉆前，要對(duì)泥漿泵進(jìn)行全面檢查：運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常；管路、鉆桿是否暢通；各種接頭密封是否良好；有無漏水現(xiàn)象。在現(xiàn)場(chǎng)空地挖2 個(gè)足夠大坑或鐵水箱，以儲(chǔ)備打好的水泥砂漿和頂替水。

（2）鉆孔封閉盡可能在白天進(jìn)行，機(jī)長在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮，人員分工明確，各負(fù)其責(zé)，有序不亂。

（3）下入孔內(nèi)的鉆具必須經(jīng)過丈量，并詳細(xì)記錄。鉆具一定要下入所封閉段，距離孔底不得超過1.Om，最好為0.6m。開泵沖洗鉆孔，直至孔口返上合格沖洗液即可封孔。

（4）在配制砂漿時(shí)，要嚴(yán)格按封孔設(shè)計(jì)進(jìn)行，在計(jì)算好的水中，逐次加入水泥攪拌均勻，再加沙，并攪拌均勻。

（5）采用鉆桿泵入法注入水泥砂漿，注入過程中，鉆機(jī)、水龍頭、泥漿泵等必須由專人負(fù)責(zé)看管?？蛇吂嗳脒吘徛釀?dòng)鉆具，但不能提離水泥砂漿面，連續(xù)進(jìn)行封孔，至達(dá)到封閉位

置。

（6）撈取灰漿樣，必須在設(shè)計(jì)封閉界面下5.Om 取上灰漿樣，經(jīng)技術(shù)人員檢查合格，封孔結(jié)束。

（7）設(shè)計(jì)有分段封孔時(shí)，按設(shè)計(jì)要求，把架橋草把下入設(shè)計(jì)位置，同時(shí)能托住鉆具，保證所下草把穩(wěn)妥可靠，準(zhǔn)確記錄下草把位置。

七、結(jié)束語

綜上所述，為了確保封孔質(zhì)量，有必要成立封孔技術(shù)指導(dǎo)小組，指導(dǎo)、監(jiān)督鉆機(jī)按封孔設(shè)計(jì)進(jìn)行封孔工作，解決封孔工作中的疑難同題?？偨Y(jié)封孔經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)封孔工藝，提高封孔質(zhì)量。