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【摘 要】 随着我国经济的不断发展和进步，以及科学技术的不断创新，矿区钻探技术也在不断发展，尤其是在地质比较复杂的矿区，进行钻孔注浆的过程中比较容易出现卡钻、漏失等事故。本文主要就地质钻孔注浆事故处理技术进行了分析研究。
【关键词】 地质钻孔注浆；事故；处理技术
引言：
近年来，随着经济的不断发展，社会生产对于能源的需求也越来越大，我国矿业也就得到了进一步的发展。随着矿资源需求的增加，使得开采矿区逐渐稀少，人们不得不向地质环境比较复杂的山区进行，在地质复杂的矿区施工，就会遇到诸多困难，其中，在进行地质钻孔注浆的过程中就会经常出现漏失、埋钻、卡钻的事故，这样不仅影响到施工进度，还会威胁施工人员的生命安全。因此，我们必须加强地质钻孔注浆事故处理，针对其出现事故的原因，采取相应的处理技术，从而确保矿区安全，促进矿业的发展。
一、工程概况
本工程是某矿区扩储勘察钻探施工区域，设计孔深200m，钻孔施工为75°倾斜角，孔径技术要求为66mm终孔。该矿区由于处于山区，地质条件比较复杂，所以在进行地质钻孔注浆的过程中容易造成事故的发生，影响矿区安全，本文主要就该矿区地质钻孔注浆事故处理技术进行了具体分析。
二、地质钻孔注浆事故分析
本矿区地层构造较复杂，断裂带，破碎带较多。由于地层破碎松散，裂隙多，造成严重漏浆，钻井液漏失严重护壁比较困难，经济损失较严重，坍塌、漏失、掉块现象也非常严重，在钻进中极易发生埋钻、烧钻、卡钻等事故[1]。本文主要是以在钻孔钻至241m时，出现大裂隙孔底严重漏失地层的具体情况为例，在泥浆护壁堵漏无效的情况下，经技术人员研究决定，采用水泥堵漏。采用水灰比1∶1的425型号普通硅酸盐水泥，用钻杆将水泥送入孔底，采用清水替浆，预计水泥封孔至220m处，封孔段长度为21m。有效地解决了在坍塌、漏浆、掉块等复杂地层钻探中遇到的施工难题，确保了在厚大破碎岩层中钻探施工的顺利进行。此方法施工简便、易行，利用机台原有的设备即可完成，无需特殊设备和工具。
三、注浆原理和注浆参数
1、注浆原理
用水泵把按配方配好的水泥浆通过钻杆注入钻孔内，再用适量的替浆水将水泥浆液压入受注孔段，使其进入坍塌、漏失孔段，膠结破碎岩块、充填裂隙。利用水泥浆的凝固、硬化作用，堵塞裂隙，把碎裂岩块与岩层胶结为一体，最终达到护壁堵漏的目的。
2、注浆参数
2.1注浆替水量计算
Q替=K（L-h）q+Q地
□71mm钻杆每米容量：
q=πD2/4=3.14×0.712÷4≈4（L/m）
钻孔静水水位h为40m：
Q替=0.9×（241-40）×4+70=724（L）
式中：K——压水系数，通常取值为0.9；
L——钻孔孔深；
h——孔内静水位；
Q地——地面管线及泵容量，此工地约为70L。
2.2确定注浆量
根据岩层破碎坍塌程度、孔隙度、含水层特征、需注浆孔段长度等因素确定注浆量。注浆量可用以下公式来表示。
Q浆=3.14r2·L·K.（1）
式（1）中：Q浆——所需水泥浆液量，m3；
r——需灌注孔段的半经，m；
L——需灌注孔段的长度，m；
K——系数，根据孔隙度、坍塌程度和经验确定，一般取1.5～4.0，孔隙越大，坍塌程度越高，取值越大。
2.3确定配方
根据需灌注孔段的长度、孔深、注浆量等因素，确定初、终凝时间，通过室内试验确定浆液配方。
水泥选用普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥，水灰比一般取0.5～1.5，选取水玻璃、食盐、三乙醇胺为速凝剂，根据实际情况可选取一种或多种进行添加。速凝剂添加总量为水泥质量的1%～3%，其添加量应根据室内试验配方严格控制。添加量过小，浆液初凝时间长，扩散比较远，造成浪费；添加量过大，浆液初凝时间短，可能会造成堵管。
四、地质钻孔注浆事故发生的原因
由于施工现场泥浆池设置不规范，根据泥浆池水位无法准确判断吸入替水量的多少，施工人员只能凭感觉送水，由于判断失误，通入的替水量过少，水泥没有下入孔底，造成水泥浮面，因此，下钻具扫孔时，在没有通水的情况下钻孔捅入水泥封孔段，φ75mm绳取钻杆外径71mm，与孔壁间隙2mm多，间隙很小，开车回转产生热量，致使环状间隙处水泥加速凝固，钻杆被水泥糊住，钻杆在孔口处扭断，大部分钻杆被凝固在孔底。根据下入钻具时遇阻情况判断，水泥封孔段上水面约在160m处。
五、地质钻孔注浆事故处理技术分析
1、加强注浆技术处理
1.1注浆作业
在注浆前将钻杆下至距孔底0.5m左右处，泵入清水检查注浆管路是否畅通。注浆过程中时刻监控水泵压力表。如果压力表升压缓慢、匀速，说明注浆管路畅通，注浆正常；如果压力表出现指针突升情况，说明可能是堵管或受注层裂隙小或孔壁坍塌，立即判断原因，采取处理措施后，才可继续注浆。注浆结束前，按事先计算好的替浆量压入清水。替浆完成后立即提钻，同时清洗钻杆、水泵和注浆管路。
1.2注浆技术要求
注浆过程中，有以下一些技术要求：一是如果受注段裂隙较大，为防止浆液漏失严重，可在注浆前预先投入惰性材料进行充填，下钻挤压后再注浆。二是注浆必须一次完成，以防水泥浆断开或被稀释。三是在注浆过程中，应慢速回转钻具，防止卡钻或浆液与钻具粘连。四是提钻时，速度要慢，防止因过快而发生抽吸作用造成注浆失败。五是在提钻过程中，为保证孔内压力平衡，应及时在孔内灌注清水。 2、打捞方法及措施
因钻杆底部被水泥凝固包裹约15m，硬拉是肯定不行的，如果采用反丝钻杆将全部约170m绳取钻杆全部反上来，需耗费大量人力、物力和时间，鉴于矿区钻探项目工程的进度要求，需尽快解决孔内事故，且尽可能减少经济损失。经技术人员研究决定，采用φ42mm钻杆带圆盘割刀进入绳取钻杆底部，在水泥凝固的上表面处将绳取钻杆割断，然后将钻杆锥上来。
φ71mm绳取钻杆内径为61mm，φ42mm钻杆与其内壁的环状间隙约为9.5mm，即圆盘割刀与φ42mm钻杆的同心圆半径之差最大为9.5mm而φ75mm绳取钻杆的壁厚为5mm，因此，圆盘割刀与φ42mm钻杆的连接为偏心连结（如图1所示），以能更好地对钻杆进行切割。第一次下入孔底切割绳取钻杆，可能是φ42mm钻杆与φ75mm绳取钻杆内壁孔壁间隙小的缘故，没有达到切割效果[2]。第二次，我们将距割刀20cm处的φ50mm钻杆弄弯一点，以使切割效果更好一点，经第二次切割后，孔内钻杆锥住后仍无法起拔，但根据圆盘割刀的摩擦痕迹，可以断定钻杆已被割断，经过技术人员分析认定，钻杆切割处以浅的部分绳取钻杆外部仍被水泥凝固包裹，故决定在原切割处以上5m处重新切割，这次终于将被凝固在孔底的钻杆割断，用公锥锥了上来。
3、扫孔
应掌握合适的养护时间。时间过短难以达到水泥浆初凝强度，护壁堵漏效果不理想；时间过长，水泥浆初凝强度高，扫孔时容易跑偏。一般在24h后扫孔。扫孔时，操作人员应合理选择钻进参数，轻压、慢钻、勤提动，防止堵钻。扫孔后应做压水试验，检查护壁堵漏效果。
六、地质钻孔注浆事故处理技术需要注意的事项
每根检查注浆管的制作质量都要进行检查，避免注浆管有异物或破裂；下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼，注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的磕碰而不引起注浆阀损坏，阀体具有止逆作用，在压浆管埋设时要严密组织，精心施工，尽量不要使压浆管堵塞，压浆管放入桩孔时操作需谨慎，避免破坏；压浆前要检查设备是否正常运转，检查拌制的水泥浆的稠度及初凝时间，配制的水泥量是否滿足压浆需要；压浆应低档慢压，先稀后浓。低档慢压既能有效防止压力突然增大无法压浆的情况，也能防止浆液顺着桩身上窜或从其他的地方冒出，使桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充，随着压浆量的增加，压力自然形成逐渐增加的状况；为防止水泥浆从空孔部分的压浆管接头处压出，空孔部分的压浆管接头应采用生料带进行密封，并且空孔部分的钢管均应采用整根长钢管连接[3]；同根桩的压浆管，如其中一根确实无法压浆或压浆量不够，另一根压浆管压浆时应补足相应的压浆量，邻近桩的相邻压浆管也应补足相应的压浆量；终止注浆条件以注浆量控制为主，注浆压力为辅。注浆量应根据静荷载试验结果作相应调整；按要求认真做好注浆记录，记清楚注浆时间、注浆压力、注浆量。
七、结束语
综上所述，在进行地质钻孔注浆的过程中，如若遇到破碎、坍塌、漏失、掉块等复杂地层，要注重钻进方法的选择，确保其可靠、有效、经济。所以，在具体的施工过程中，要注重对其矿区地质进行勘察，在此基础上对于钻孔注浆过程中出现的事故进行调查，获取其真正的原因，从而采取有效措施，加强对地质钻孔注浆事故的处理，只有如此，才能确保施工的正常进行，才能更好的促进矿业的发展和进步。
参考文献：
[1]田新元，孟宪中.浅谈钻孔灌注桩后注浆技术[J].西部探矿工程，2013，09：7-8.
[2]岳春宏.智能钻杆——将引发一场井下信号传输技术革命[J].石油科技论坛，2008，04：34-36.
[3]黎贤华.浅谈钻孔灌注桩后注浆技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013（03）.
【关键词】 地质钻孔注浆；事故；处理技术
引言：
近年来，随着经济的不断发展，社会生产对于能源的需求也越来越大，我国矿业也就得到了进一步的发展。随着矿资源需求的增加，使得开采矿区逐渐稀少，人们不得不向地质环境比较复杂的山区进行，在地质复杂的矿区施工，就会遇到诸多困难，其中，在进行地质钻孔注浆的过程中就会经常出现漏失、埋钻、卡钻的事故，这样不仅影响到施工进度，还会威胁施工人员的生命安全。因此，我们必须加强地质钻孔注浆事故处理，针对其出现事故的原因，采取相应的处理技术，从而确保矿区安全，促进矿业的发展。
一、工程概况
本工程是某矿区扩储勘察钻探施工区域，设计孔深200m，钻孔施工为75°倾斜角，孔径技术要求为66mm终孔。该矿区由于处于山区，地质条件比较复杂，所以在进行地质钻孔注浆的过程中容易造成事故的发生，影响矿区安全，本文主要就该矿区地质钻孔注浆事故处理技术进行了具体分析。
二、地质钻孔注浆事故分析
本矿区地层构造较复杂，断裂带，破碎带较多。由于地层破碎松散，裂隙多，造成严重漏浆，钻井液漏失严重护壁比较困难，经济损失较严重，坍塌、漏失、掉块现象也非常严重，在钻进中极易发生埋钻、烧钻、卡钻等事故[1]。本文主要是以在钻孔钻至241m时，出现大裂隙孔底严重漏失地层的具体情况为例，在泥浆护壁堵漏无效的情况下，经技术人员研究决定，采用水泥堵漏。采用水灰比1∶1的425型号普通硅酸盐水泥，用钻杆将水泥送入孔底，采用清水替浆，预计水泥封孔至220m处，封孔段长度为21m。有效地解决了在坍塌、漏浆、掉块等复杂地层钻探中遇到的施工难题，确保了在厚大破碎岩层中钻探施工的顺利进行。此方法施工简便、易行，利用机台原有的设备即可完成，无需特殊设备和工具。
三、注浆原理和注浆参数
1、注浆原理
用水泵把按配方配好的水泥浆通过钻杆注入钻孔内，再用适量的替浆水将水泥浆液压入受注孔段，使其进入坍塌、漏失孔段，膠结破碎岩块、充填裂隙。利用水泥浆的凝固、硬化作用，堵塞裂隙，把碎裂岩块与岩层胶结为一体，最终达到护壁堵漏的目的。
2、注浆参数
2.1注浆替水量计算
Q替=K（L-h）q+Q地
□71mm钻杆每米容量：
q=πD2/4=3.14×0.712÷4≈4（L/m）
钻孔静水水位h为40m：
Q替=0.9×（241-40）×4+70=724（L）
式中：K——压水系数，通常取值为0.9；
L——钻孔孔深；
h——孔内静水位；
Q地——地面管线及泵容量，此工地约为70L。
2.2确定注浆量
根据岩层破碎坍塌程度、孔隙度、含水层特征、需注浆孔段长度等因素确定注浆量。注浆量可用以下公式来表示。
Q浆=3.14r2·L·K.（1）
式（1）中：Q浆——所需水泥浆液量，m3；
r——需灌注孔段的半经，m；
L——需灌注孔段的长度，m；
K——系数，根据孔隙度、坍塌程度和经验确定，一般取1.5～4.0，孔隙越大，坍塌程度越高，取值越大。
2.3确定配方
根据需灌注孔段的长度、孔深、注浆量等因素，确定初、终凝时间，通过室内试验确定浆液配方。
水泥选用普通硅酸盐或复合硅酸盐水泥，水灰比一般取0.5～1.5，选取水玻璃、食盐、三乙醇胺为速凝剂，根据实际情况可选取一种或多种进行添加。速凝剂添加总量为水泥质量的1%～3%，其添加量应根据室内试验配方严格控制。添加量过小，浆液初凝时间长，扩散比较远，造成浪费；添加量过大，浆液初凝时间短，可能会造成堵管。
四、地质钻孔注浆事故发生的原因
由于施工现场泥浆池设置不规范，根据泥浆池水位无法准确判断吸入替水量的多少，施工人员只能凭感觉送水，由于判断失误，通入的替水量过少，水泥没有下入孔底，造成水泥浮面，因此，下钻具扫孔时，在没有通水的情况下钻孔捅入水泥封孔段，φ75mm绳取钻杆外径71mm，与孔壁间隙2mm多，间隙很小，开车回转产生热量，致使环状间隙处水泥加速凝固，钻杆被水泥糊住，钻杆在孔口处扭断，大部分钻杆被凝固在孔底。根据下入钻具时遇阻情况判断，水泥封孔段上水面约在160m处。
五、地质钻孔注浆事故处理技术分析
1、加强注浆技术处理
1.1注浆作业
在注浆前将钻杆下至距孔底0.5m左右处，泵入清水检查注浆管路是否畅通。注浆过程中时刻监控水泵压力表。如果压力表升压缓慢、匀速，说明注浆管路畅通，注浆正常；如果压力表出现指针突升情况，说明可能是堵管或受注层裂隙小或孔壁坍塌，立即判断原因，采取处理措施后，才可继续注浆。注浆结束前，按事先计算好的替浆量压入清水。替浆完成后立即提钻，同时清洗钻杆、水泵和注浆管路。
1.2注浆技术要求
注浆过程中，有以下一些技术要求：一是如果受注段裂隙较大，为防止浆液漏失严重，可在注浆前预先投入惰性材料进行充填，下钻挤压后再注浆。二是注浆必须一次完成，以防水泥浆断开或被稀释。三是在注浆过程中，应慢速回转钻具，防止卡钻或浆液与钻具粘连。四是提钻时，速度要慢，防止因过快而发生抽吸作用造成注浆失败。五是在提钻过程中，为保证孔内压力平衡，应及时在孔内灌注清水。 2、打捞方法及措施
因钻杆底部被水泥凝固包裹约15m，硬拉是肯定不行的，如果采用反丝钻杆将全部约170m绳取钻杆全部反上来，需耗费大量人力、物力和时间，鉴于矿区钻探项目工程的进度要求，需尽快解决孔内事故，且尽可能减少经济损失。经技术人员研究决定，采用φ42mm钻杆带圆盘割刀进入绳取钻杆底部，在水泥凝固的上表面处将绳取钻杆割断，然后将钻杆锥上来。
φ71mm绳取钻杆内径为61mm，φ42mm钻杆与其内壁的环状间隙约为9.5mm，即圆盘割刀与φ42mm钻杆的同心圆半径之差最大为9.5mm而φ75mm绳取钻杆的壁厚为5mm，因此，圆盘割刀与φ42mm钻杆的连接为偏心连结（如图1所示），以能更好地对钻杆进行切割。第一次下入孔底切割绳取钻杆，可能是φ42mm钻杆与φ75mm绳取钻杆内壁孔壁间隙小的缘故，没有达到切割效果[2]。第二次，我们将距割刀20cm处的φ50mm钻杆弄弯一点，以使切割效果更好一点，经第二次切割后，孔内钻杆锥住后仍无法起拔，但根据圆盘割刀的摩擦痕迹，可以断定钻杆已被割断，经过技术人员分析认定，钻杆切割处以浅的部分绳取钻杆外部仍被水泥凝固包裹，故决定在原切割处以上5m处重新切割，这次终于将被凝固在孔底的钻杆割断，用公锥锥了上来。
3、扫孔
应掌握合适的养护时间。时间过短难以达到水泥浆初凝强度，护壁堵漏效果不理想；时间过长，水泥浆初凝强度高，扫孔时容易跑偏。一般在24h后扫孔。扫孔时，操作人员应合理选择钻进参数，轻压、慢钻、勤提动，防止堵钻。扫孔后应做压水试验，检查护壁堵漏效果。
六、地质钻孔注浆事故处理技术需要注意的事项
每根检查注浆管的制作质量都要进行检查，避免注浆管有异物或破裂；下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼，注浆阀外部保护层应能抵抗砂石等硬物的磕碰而不引起注浆阀损坏，阀体具有止逆作用，在压浆管埋设时要严密组织，精心施工，尽量不要使压浆管堵塞，压浆管放入桩孔时操作需谨慎，避免破坏；压浆前要检查设备是否正常运转，检查拌制的水泥浆的稠度及初凝时间，配制的水泥量是否滿足压浆需要；压浆应低档慢压，先稀后浓。低档慢压既能有效防止压力突然增大无法压浆的情况，也能防止浆液顺着桩身上窜或从其他的地方冒出，使桩端或桩周土体被水泥浆液逐步填充，随着压浆量的增加，压力自然形成逐渐增加的状况；为防止水泥浆从空孔部分的压浆管接头处压出，空孔部分的压浆管接头应采用生料带进行密封，并且空孔部分的钢管均应采用整根长钢管连接[3]；同根桩的压浆管，如其中一根确实无法压浆或压浆量不够，另一根压浆管压浆时应补足相应的压浆量，邻近桩的相邻压浆管也应补足相应的压浆量；终止注浆条件以注浆量控制为主，注浆压力为辅。注浆量应根据静荷载试验结果作相应调整；按要求认真做好注浆记录，记清楚注浆时间、注浆压力、注浆量。
七、结束语
综上所述，在进行地质钻孔注浆的过程中，如若遇到破碎、坍塌、漏失、掉块等复杂地层，要注重钻进方法的选择，确保其可靠、有效、经济。所以，在具体的施工过程中，要注重对其矿区地质进行勘察，在此基础上对于钻孔注浆过程中出现的事故进行调查，获取其真正的原因，从而采取有效措施，加强对地质钻孔注浆事故的处理，只有如此，才能确保施工的正常进行，才能更好的促进矿业的发展和进步。
参考文献：
[1]田新元，孟宪中.浅谈钻孔灌注桩后注浆技术[J].西部探矿工程，2013，09：7-8.
[2]岳春宏.智能钻杆——将引发一场井下信号传输技术革命[J].石油科技论坛，2008，04：34-36.
[3]黎贤华.浅谈钻孔灌注桩后注浆技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013（03）.