煤田钻孔技术分析论文

摘要：为防止突出事故发生，滴矿立井根据28煤层中矿山压力及瓦斯情况的分析，在接近见煤点，采用超前钻孔技术进行释放瓦斯。通过合理的确定钻孔长度、方位、范围，以及施工后对煤层瓦斯压力的监测，确定了此项技术的合理性。下面是小编精心推荐的《煤田钻孔技术分析论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

煤田钻孔技术分析论文 篇1：

煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题分析

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。煤炭作为重要社会生产能源，为满足日趋上涨的需求量，近年来煤田开采技术在不断更新，以求进一步提高开采作业效率。其中，重视地质钻探钻孔漏失问题的分析，做好堵漏处理，对实现煤田高效开采具有重要意义。尤其是面对复杂的地质条件，怎样处理好钻孔漏失为必须要解决的重点问题，提前根据分析结果选择针对性强的措施进行防治应对，避免造成钻孔报废。本文就煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题展开探讨。

关键词：煤田钻探;钻孔漏失;钻孔堵漏

引言

在煤田地质探施工过程中，当钻进遇到断层、揉皱、裂隙发育带、构造破碎带这些复杂地层时，通常会发生钻井液的漏失，容易引起孔内事故，造成钻孔报废。因此，要认真做好堵漏工作。

1煤田钻孔漏失影响

煤田地质钻探钻孔漏失为比较普遍的问题，但是其影响十分恶劣，也难以采取措施进行有效预防，尤其是多发生在松散岩层、裂隙发育地层以及断层破碎带等地层中。一旦出现孔漏问题，表现为孔内泥浆只进不出，在较短时间内发展成快速泄露，如果无法及时采取措施应对，很可能会造成孔内垮塌、卡埋钻具，严重时钻孔直接报废，产生巨大的损失。例如某井田煤田地质勘探钻孔阶段发生孔漏问题，表现为各种冲洗液漏失，不仅延误工期，还造成钻具卡埋无法正常钻孔，产生了严重的经济损失。

2煤田地质钻探中钻孔漏失常见的原因以及分析判断

2.1煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失

煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失主要发生在各种颗粒比较粗的地层中，这些地层基本都是未胶结或是有的是胶结性比较差，但是都有比较良好的渗透性，如在砂石类的土、碎石类的土、砂岩等地层中。造成这种钻孔漏失的主要原因是钻孔内压力的不平衡，即钻井液的当量循环密度超过了地层压力系数，由于两端的压力差而使得钻井液流入到地层当中，形成渗透性的钻孔漏失。这种渗透性的钻孔漏失形成的结果往往是钻井液会层层深入到地层的各层，并在地层的空隙中形成胶结的泥团。

2.2裂隙性漏失

在钻井时，若遇到断层破碎带、裂隙发育地区等，则会出现钻孔裂隙性漏失现象。这种漏失危害较大，特点是漏失速度快、孔内泥浆只进不出，全泵漏失。这种漏失类型一般采用惰性材料，速凝水泥封堵或者采取下套管隔离漏失段的方法才能处理好。

1.3煤田地质钻探中因地层被压缩而导致的钻孔漏失

造成煤田地质钻探中因地层被压缩而导致的钻孔漏失的主要原因是由于钻孔内的压力过高，这种过高的压力超出了地层自身的抗张强度和钻孔周围的挤压压力时，地层就会在这种强大的压力下而被挤压出裂缝，导致钻井液的渗入。

3煤田钻孔堵漏策略要点

3.1增阻堵漏技术

如果钻孔漏失发现及时，漏失情况比较轻微，则可以选择应用增阻堵漏的方法处理。即利用非故结硬化泥浆注入漏失带，达到提高漏失通道内液体流动阻力的目的，不断缩小漏失通道断面，或者是直接漏失通道全部堵塞，消除漏失问题后方可继续钻进。其中此种堵漏工艺常用的泥浆种类主要包括：第一，稠泥浆。此类泥浆在静止状态下岩粉和黏土会沉淀，便可以对漏失通道进行堵塞，减少甚至消除漏失问题，但是必须要维持24h以上的沉淀时间才可以达到堵漏效果。第二，高黏、高切、地相对密度泥浆。多选择优质膨润土造浆，同时添加适量的高聚物进行增黏与降失水，然后将其注入漏失段，其可以形成高密度且韧性强的泥皮，对微裂隙进行有效封闭，以免漏失问题继续加剧。第三惰性充填材料泥浆。即向泥浆材料内添加各种形状的惰性充填材料，利用此来对漏失通道进行封堵，消除漏失问题。并且惰性材料可以单独或者复配使用，所选颗粒大小、粒度、形状、数量以及级配等均会对最后的堵漏效果产生影响，其中利用粗颗粒形成骨架，小颗粒充填其中，具有最佳防渗漏效果，堵漏体系稳定性更高。第四，其他泥浆。向泥浆内添加适量的氯化钙、水泥、水玻璃、聚丙烯酰胺和石灰乳等材料，制成不同种类泥浆材料，然后用于堵漏处理。不同种类的泥浆在堵漏处理中效果不同，需要根据实际条件来对比择优选择，达到最佳处理效果。

3.2常用的化学浆液护壁堵漏法

在面对煤田钻孔漏失的时候采用化学浆液护壁堵漏法，主要有采用尿醛树脂浆液来进行堵漏，采用“氰凝”浆液堵漏与护壁，但是化学堵漏的方法成本比较高，而且操作比较难，所以一般在实际的操作中应用得相对要少一点。

3.3注浆固结技术

选择适应性最强的泥浆材料注入漏失段，对漏失通道进行可靠封堵，避免孔漏问题进一步发展造成更大损失，维持钻孔作业能够继续进行。从实践经验来看，注浆固结法适应性强，且形成的不漏失固结圈强度高，后续继续钻进时可以选择的冲洗介质种类更多。其中，最为常用的固结硬化堵漏浆液为水泥浆液和合成树脂浆液。第一，水泥浆液。水泥作为基础原料，添加拌合水制备。可以向其中适当添加速凝剂、减水剂、早强剂等外加剂，对浆液性能进行调节优化，提高浆液的实际应用适应性。水泥浆液在实际应用中材料来源广泛、浆液性能可调节、成本较低、工艺简单以及结石强度大，应用比较广泛。但是要注意，想要达到预期的堵漏效果，必须要提供足够大的泵送压力，且要根据地下水条件调节施工工艺，避免浆液被地下水稀释影响固结堵漏质量。第二，合成树脂浆液。如水玻璃浆液、脲醛树脂浆液、聚丙烯酰胺浆液、不饱和树脂浆液等化学浆液，主要以人工合成树脂作为主要原料，通过固化剂作用来形成具有较大强度的固结物，对出现漏失的钻孔位置进行封堵。

结语

护壁堵漏成败不仅决定钻探钻孔施工是否顺利进行，对整个煤田地质勘探工作也会产生较大影响。护壁堵漏措施较多，上述几种护壁堵漏工艺应用较普遍，有一定代表意义。

参考文献：

[1]闻家俊.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况分析[J].科技风，2018（21）：135.

[2]刘建标.煤田钻孔漏失孔段堵漏技术[J].西部探矿工程，2018，30（2）：41-44.

[3]牛彦杰.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（20）：56-57.

[4]唐文穎，曹丽文，王晚中，等.某井田煤田钻孔漏失原因分析[J].能源技术与管理，2017（3）：8-9.

作者：魏智远

煤田钻孔技术分析论文 篇2：

超前钻孔在石门揭穿突出煤层的应用

摘要：为防止突出事故发生，滴矿立井根据28煤层中矿山压力及瓦斯情况的分析，在接近见煤点，采用超前钻孔技术进行释放瓦斯。通过合理的确定钻孔长度、方位、范围，以及施工后对煤层瓦斯压力的监测，确定了此项技术的合理性。

关键词：超前钻孔；突出煤层；石门揭煤

1、矿井概况

滴道矿已开采70多年了，瓦斯大在50年代就全国榜上有名，在东北三省瓦斯突出矿井中有”南有北票，北有滴道”之称。滴道矿改制重组后更名为盛和煤矿。

滴道矿立井（以下简称滴矿立井）于1974年投产，设计能力60万吨/年。矿井投产后始终未能达产，其主要原因是开采的各煤层煤与瓦斯突出严重，极大地限制了矿井生产能力，矿井最高年产40万吨。

矿井主要含煤地层为：城子河含煤组和穆棱含煤组，共有含煤层为36层，可采煤层为17-18层，其余不可采煤层大多是瓦斯突出层；矿井地质构造：滴道矿位于鸡西煤田北部条带之西段，断层褶曲都很发育，其中以河北背斜及其派生断层对开采影响最大。

矿井开拓方式为立井单一水平上下山开拓，水平标高-480米，井田面积31.6953平方公里，开采深度229米--900米。2007年末可采储量4469.82万吨/年，按核定能力计算服务年限56年。

2、工作面概况

2.1 工作面瓦斯状况

滴矿立井五采掘进07队掘送五采二段右4路28层大巷，已接近28层见煤点，由于28层处于四采区附近，而四采区在采掘过程中发生过28层突出现象，经小型钻机打孔测试，28层瓦斯推翻10%理研。顾而，本次石门揭煤工作要采取有效的技术措施以保安全生产。

2.2 本层突出历史数据统计

28层曾在掘进到四采14路大巷断层附近瓦斯大，掘进时最大采出强度410T；28层延时突出曾发生过3次；掘进时连续突出曾发生26次，突出强度为10-15T。

3、突出原因分析

3.1突出与断层关系

当巷道接近断层，改变了该处的原始应力状态，围岩、构造煤的结构又一次受到破坏，部分吸附瓦斯变成游离瓦斯，掘进工作面为自由面，是构造应力释放的最终场所，快速流动的瓦斯就会涌向工作面内，造成煤与瓦斯突出。

3.2突出与软煤关系

突出多发生在软煤厚度变化处：（1）五采右三路28层大巷软煤厚度外部0.15m，而突出处软煤厚度0.4m。宏观测算软煤揉皱系数0.200-0.350之间都易发生突出，松散煤层越厚，越易发生突出。突出洞穴发生在软煤层。

3.1突出与煤层透气性、压力关系

瓦斯压力、瓦斯含量与煤层透气性呈线性关系。瓦斯压力大，突出强度大，涌出量也大，透气性起绝对因素，突出征兆因素较全面。掘进利用超前钻孔释放瓦斯，因时间短，释放的半径小，在二采右三路石门揭煤，掘进12层煤时释放半径仅0.8-1.0m。所以短时间内预防瓦斯突出，必须从增加钻孔数量或增加释放暴露面积：和水力冲孔或深孔爆破增加孔隙度、增加透气性入手。

3.1突出与矿压关系

随着开采深度的增加，矿压业随之增大，突出强度也呈增加的趋势，从四井右十路12層-52m标高始突强度11.0T到一采-360m标高右18路采煤上升到中型突出，平均突出强度56.3T，最大突出强度上升到100T。在右19路-433m标高时，突出5次，最大强度125T。四采14路28层车场子处由于改造巷道平行的两条巷道跨度大，地应力集中，顶板来压，加之F4、F25扭转断层的影响，施工放炮后发生两次大型突出，分别为378T，410T

4、释放技术

4.1 释放方案

根据本矿多年来的实践经验，确定采用超前钻孔的措施来防治本次石门揭煤事故。

超前钻孔是目前国内外使用较为广泛的一项局部防突技术措施.在前苏联、比利时、法国、波兰、澳大利亚、日本等国均有不同程度的使用和各自的措施参数。

超前钻孔也是我国使用最早和最广泛的一项防突措施，早在50年代末，这一措施就开始运用，据1982年资料统计，在全国205对突出矿井中，有85对井采用本措施，约占总突出矿井数的41.4%。超前钻孔在国内处的大量实际应用效果表明，这一措施是有较好的防治突出的作用效果和工艺简单，操作方便，适用性强等优点。

4.2 方案理论支持

超前钻孔的作用有二：一是在集中应力区中，造成煤体局部移动、卸压，引起煤体应力重新分布，使巷道前方的应力集中带移向煤体深处，加宽了卸压带的宽度；二是排放钻孔周围煤体中的瓦斯，在超前钻孔所控制的范围形成一个排放瓦斯的卸压带。实践表明，在工作面前方保持一个较宽的卸压带，是衡量超前钻孔是否达到防突效果的重要指标。

4.3 钻孔设计

（1）在二段绞车道开帮处以里30米处距28煤层3.0米工作面开始施工钻孔，此钻孔的平剖面图如下图所示。

（2）巷道方位193°。开始施工标高为-443米，28层煤厚1.0米，煤层倾角为23°，工程平面图如下。

（3）打钻使用TXU-150型钻机和配套泥浆泵，开孔选用打φ75mm钻头。

（4）共施工个49钻孔。保证施工质量。钻孔贯穿28煤层全厚，并在孔底留有不小于0.3米的岩孔。

（5）钻孔必须保证上帮、下帮不小于5.0米的释放范围，释放范围如下图所示。

5、方案结果

（1）钻孔施工结束后，经过对煤层瓦斯压力观测已降到0.9MPa，最后用震动爆破方法揭天煤层，效果很好。

（2）钻孔数量较多，工程量大，排放时间长，经济略超出预算。

6、结论

（1）煤层瓦斯压力释放较为缓慢，是煤层透气性差的原因。煤层透气性越低，钻孔的有效排放半径越小，排放时间就越长。今后应采用综合防突技术，如除采用钻孔技术外，还应采用不力冲孔，松动爆破等到措施增加煤体裂隙。

（2）钻眼工程量大，眼孔直径较小也是使瓦斯压力释放较慢的原因。今后可以采用加大钻孔直径，减少钻眼个数，加大钻孔有效排放半径，加快瓦斯压力降低。

（3）通过超前钻孔处理石门揭穿突出煤层的措施是可行的。

参考文献

[1]本矿多年来多处石门揭煤设计。

[2]赵帅，季淮君，盛真可，煤巷超前钻孔防突技术的研究，山西焦煤科技，2009（11）

作者：陈兆玉

煤田钻孔技术分析论文 篇3：

浅析土木工程中钻孔桩技术的应用

摘 要：土木工程和人们的生产生活息息相关，涵盖了与水、土以及文化等相关的基础建设，随着人类社会的发展，土木工程逐渐朝着大型化、多样化、智能化方向发展，在这个过程中，工程安全一直是重点解决问题，而钻孔灌注桩施工技术的出现以及优化极大地提高了土木工程的质量以及整体水平。本文笔者结合广东省某建筑工程中钻孔桩技术的具体应用，对钻孔桩技术在当前土木工程的施工当中的实际应用进行了重点的介绍和分析。

关键词：土木工程;钻孔桩技术;应用

一、引言

随着社会的发展，人们对土木工程的要求越来越高，工程不仅要满足人们的物质需求，还需具有一定的文化含义，土木工程的发展面临着难题，但在先进施工技术的支持下也面临着发展机遇。目前，钻孔灌注桩施工技术在土木工程中的运用范围逐渐扩大，这不仅有效地保证了工程的建筑质量，也保障了人们的生命财产安全，因此，优化与促进钻孔灌注桩施工技术在土木工程中的运用，能够有效促使我国土木工程快速发展。

二、钻孔灌注桩施工技术的特点

钻孔灌注桩施工技术是采用不同的钻孔方法，在地层中钻出一个固定形状的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，并灌注混凝土形成桩基础的一种工艺，同于以往的锤击法施工技术，具有施工噪音小、灌注直径大、施工速度快等特点。目前，钻孔灌注桩施工技术已经在土木工程中得到越来越广泛的使用，可以适应于多种类型的工程，适应力很强，对施工条件的要求不是特别高。运用钻孔灌注桩施工技术施工时，桩的承载力直接影响着工程的质量，因此灌注的沉淀时间等因素是施工中重点控制的因素。钻孔灌注桩施工技术会受到工程施工地的地质条件、现场管理、桩的承载力等因素的影响，施工进度以及造价等比较难以控制，此外，由于钻孔灌注桩施工技术要在泥水中进行灌注，因此水下施工的难度比较大，施工质量难以保证。

三、钻孔灌注桩的施工工艺

3.1、场地平整，孔位测定

在施工之前，施工单位要组织专门的技术人员和施工人员熟悉施工现场的情况，并参照设计图纸，标注出钻孔的位置、钻孔的深度、标志桩和防护桩四周的绑点位置等。要对施工材料和施工设备进行清点，水泥、砂石、钢筋等材料的数量和质量都要经过多次查验，不合格的材料不能进入施工现场，还要保证钻孔机械能够处于正常的工作状态。要对施工现场的状况进行整理，场地周围的杂物、垃圾等要进行清理，同时要调查施工现场的土质状况，如果土质比较松软，可以进行局部夯实，如果软土面积过大，就要及时更换施工场地。

3.2、护筒埋设，钻机就位

钻孔灌注桩技术中的第一步就是护筒的埋置，首先要用全站仪进行坐标放样从而确定桩中心平面的位置，桩的直径比护筒直径要小，检查好桩的正确位置后要将护筒的中心线与桩的中心线对齐埋置护筒。护筒顶部埋置的高度要要高出地面0.3米左右，埋置深度要大于1.5米，埋置的过程中要保证护筒保持垂直状态，埋置位置准确以及埋置后保持稳固，最后要用粘质土填塞护筒的四周和底部。进行护筒埋设时，如果施工现场的土质比较松软或者是在含水量比较多的土层进行施工，施工人员要先夯实粘土层，以保证护筒的尺寸高于地面，而在土质比较坚硬的地点可以直接采取钻孔的方式来埋设护筒。

3.3、制浆和钻孔

在钻孔的过程中，注入泥浆是为了使土层湿润，达到钻孔的要求，降低钻孔的难度，从而保证钻孔质量。制浆时先将粘土打碎，将其放入护筒中，再用冲击椎对其进行打击，当粘土变成泥浆的时候可以立即进行钻孔，泥浆的制备和调配要根据施工现场的实际情况进行，控制好粘稠度。进行钻孔之前，要检查各项准备工作是否已经到位，之后将钻机稳定地安装在钻孔的一侧，钻杆保持垂直，控制好钻孔速度，当钻孔达到地层并且泥浆已经充分灌入的时候可以提高钻孔速度。

3.4、提钻，第一次清孔

钻孔完成之后提钻，检验孔径、孔深是否符合要求，檢验合格之后要使用抽浆法、掏渣法、换浆法及时对钻孔进行清理，清除钻孔之内的沉淀物，降低钻孔内的沉淀厚度，同时要注意使钻孔之内的水位高于地下水位。钻孔的清理时钻孔灌注桩施工的关键，如果不能够及时并全面地清理钻孔，就会直接影响整个钻孔灌注桩施工质量，也难以提高桩孔的强度和预防吊脚桩的发生。清理钻孔时，施工人员要明确钻孔的清洁标准，清洁后钻孔内的泥浆指标粘度应为17-20Pas，含沙率必须小于4%，相对密度范围控制在1.05—1.2之间，孔内沉积厚度要小于0.3厘米。

3.5、钢筋笼吊放

钢筋笼的制作与安放工艺是钻孔灌注桩施工的关键技术之一。制作钢筋笼时要严把材料的质量关，并严格按照设计图纸的要求控制钢筋的直径、长度和钢筋质量，控制钢筋笼的大小，一般使用的钢筋笼，其直径和长度都控制在5cm-9cm之间。钢筋笼制作完成之后要将现场清理干净，以保证钢筋笼堆放的场地干净、整洁，并要使钢筋笼保持平卧状态进行堆放，堆放高度不宜过高，一般在两层以内。制作好的钢筋笼要进行验收，只有实际标高和设计图纸的设计标高保持一致的钢筋笼才能够投入使用。在钢筋笼的安放过程中，如果需要对钢筋笼的绑扎方式进行改变，需要按照相关规范与流程来进行，绑扎好的钢筋笼要使用专业的运输车辆运输到施工现场，运输前要保证钢筋笼的完整性，运输过程中也要保证其完整性，钢筋笼的卸载场地也要保持干净与整洁。

3.6、下导管施工技术

进行下导管施工之前，要对导管进行水密承压以及接头抗拉试验，在这个过程中不能使用压气试压，试验的水压必须要高于孔内水深1.3倍的压力，也要高于导管壁以及焊接缝能够承受的最大压力的1.3倍。

3.7、第二次清孔，水下混凝土灌注

进行水下混凝土浇注之前要进行第二次清孔，清理桩底沉淀的泥沙、垃圾等，当孔底沉淀厚度符合要求之后可以马上采用搅拌车配合漏斗的方式进行水下混凝土灌注。在水下混凝土灌注的过程中要对终孔进行仔细检查，以确保终孔的质量以及施工环节都符合钻孔灌注桩施工的相关要求，还要拆除导管，拆除后的导管需要保持在混凝土下方两米的位置。水下混凝土浇注要在规定的时间内进行，对搅拌机械的运转效率和搅拌功能要求较高，一般情况下，水下混凝土浇注的第一次浇注控制在8-10分钟，也可以根据施工现场的实际情况进行调整，如果需要延长混凝土的初凝时间可以添加少量的施工添加剂。进行后续的灌注作业时，间隔时间一般保持在30分钟，如果施工环境较为寒冷，还需要添加适当的保温措施。出现泥浆时要及时处理，以减少对房屋建筑施工等的损害。施工人员要多次检查灌注完成后的混凝土的均匀性和坍落度，以保证混凝土灌注工程的质量，混凝土灌注的检测数值和标准数值相符即为合格，如果混凝土出现不合格的情况，要立即重翻搅拌。

四、结束语

钻孔灌注桩施工技术的发展和在土木工程中的广泛利用能够有效保证工程质量和工程安全，但是目前，钻孔灌注桩施工技术还存在一些问题。只有真正意识到钻孔灌注桩施工技术在土木工程中的重要性，对工程中出现的问题进行仔细分析与进一步讨论，才能够有效提升与优化钻孔灌注桩施工技术水平，才能够使房屋建筑工程，市政工程以及桥梁工程的整体施工水平有所提升，促进我国土木工程的快速良好发展。

参考文献

[1] 胡海燕.建筑施工中的钻孔灌注桩技术[J].城市建筑.2014（17）

[2] 马莉莉.钻孔灌注桩质量控制的几个问题[J].西部探矿工程.2014（S1）

[3] 吴浩丽.汕头市钻孔灌注桩施工应注意的若干问题[J].西部探矿工程.2013（S1）

[4] 李贺.提高钻孔灌注桩施工质量优良率的方法[J].中国煤田地质.2014（04）

作者：潘宏超