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摘要:在进行煤炭地质勘查时,为了保证勘查质量,避免地下水通过开采过程中的钻孔通道进入矿体周围,影响矿体质量,都会进行钻孔封闭工作。钻孔封闭施工质量对矿体质量有着直接影响,施工单位一定要控制好封孔施工的各环节施工质量,才可以保证钻探工程的整体质量,进而,本文对煤炭地质钻孔封闭质量控制与评价方法进行了探究。
关键词:煤炭地质;钻孔封闭;质量控制;评价方法
一、煤炭地质钻孔封闭质量控制
1、封孔设计
(1)基本要求
首先根据施工情况进行封孔方案的设计,想要保证钻孔封闭施工质量,一定要进行科学性的分析,并制定合理的封孔设计,是实际施工质量的保障。相关工作人员需要在施工前熟悉封孔设计,并在施工中严格按照封孔设计执行,这是施工人员基础的施工要求。制定的封孔设计在施工完成后还会编入到施工建设资料中,为后续施工提供经验。
(2)封闭层段的划分
钻孔封闭的核心工作是逐层封闭每个封闭段首先要科学合理地划分每个封闭段,解决封哪里、封多少的问题。划分封闭层段要坚持隔断煤层与含水层、隔断不同的煤层、隔断不同的含水层、具有可实现的预期效果、符合施工作业条件等几个原则。在划分封闭层段时,正确识别含水层、含水构造及隔水层也是十分重要的,封孔的主要目的虽然是预防水害,但也需要通过封孔保护地下水资源不被污染。封闭层段无论是在煤层顶板或底板中,均应选择在隔水层内,否则起不到隔离作用。
(3)材料配比和替浆水量
封孔材料配比的选择是封孔设计的重点,关系到封闭材料的用量和封孔效果。科学合理的配比有利保证封孔质量,也可以避免材料浪费或不够用。当前较适用的封孔材料主要是水泥浆,水和水泥配比一般为≤0.5,如果太小无法泵送,太大则不能固结。因此设计人员要根据所用水泥的品种、灌注量大小、气温、孔内条件等综合分析,慎重选择和调整水灰比。
2、封孔施工
(1)施工前的准备
各项工程的施工前期工作都是非常重要的,是后去施工顺利开展的基础。在施工之前需要根据实际情况进行施工方案的设计,并将设计的方案提交到技术管理部门,通过审核后才可以应用到实际施工中,在实际施工中必须要严格按照施工设计执行才可以保证施工质量。同时还需要对施工现场进行全面检查和清理,加强对场地的管理,保证施工环境符合要求、另外,还需要准备好钻孔封闭施工时使用的设备和材料,提前确定好钻孔的位置,保证使用的机械设备可以正常运行,这样才可以保证每个环节的施工质量。
(2)施工作业的基本要求
在进行实际煤炭地质钻孔封闭技术施工时,一定要按照之前设计好的施工方案进行施工,使用的封孔设备需要根据钻孔的实际情况来进行施工作业;施工人员需要提前进行专业技术的学习,保证在施工过程中可以将所掌握的技术知识应用在钻孔中,即使发生突发性的问题,也可以根据掌握的知识技能进行有效的处理和解决;施工单位中的技术管理人员和质检人员需要在施工人员工作时进行实时的监督和指导,确保施工人员施工操作的规范性和有效性。钻孔封闭的每一个环节都是非常重要的,需要有专门监理人员共同工作,提高每个环节的施工质量。在进行封孔操作时,使用的封孔材料也需要按照一定比例进行配比,符合要求后将其应用在封孔工作中。在进行每一个层段的封孔操作时,首先要把钻孔清理干净,并把每段中不同比例含量水泥浆准备好,将其与一定比例的清楚混合搅拌均匀,装入指定的施工箱内。在实际注浆时,要把注浆时间控制在合理的范围内。
(3)封孔注浆的技术要求
开始注浆时,钻具下端水泥浆出口处与隔离塞上端面的距离应合理确定,这是保证封孔质量的重要环节,过大下部就会出现水浆混合液,这样既浪费了材料也影响封孔质量,如果距离过小,虽然下部不会出现混合液但会增加注浆时的阻力,经试验测试0.5~1.00 m比较合适,这样原始状态的水泥浆液有利于产生向上的堆积,并把周围的液体顶到上面,形成单一水泥砂浆层,达到封孔的目的。
3、取样检查
取样检查是验证封孔质量的基本手段,取样检查的目的是验证水泥浆凝结性能,判断封孔效果,为封孔质量评价提供依据。以往一般采取选择几个完工钻孔重新透孔和专门打坑的办法,抽查的钻孔占的比例很小,不能足以代表所有钻孔,且消耗大量的费用、人力和时间。20世纪80年代以来,多采用“逐层取样”和“透孔取心”相结合的方法,前者为主,可以说是第一轮检验,后者为辅,等于是第二轮检验。采用两种方法相结合,由原来的单一有限的抽查,变为孔孔都要进行的全面检查。
二、封孔质量的评价方法
1、质量评价指标
(1)制定指标的原则和基本要素
《煤炭地质勘查钻孔质量标准》将钻孔封闭列为钻孔质量的八项评价指标之一,提出完工钻孔要按钻孔封闭设计书设计要求进行封闭,每个封闭段均需经取样检查合格,孔口埋设暗标或明标,并提出封孔报告。标准中对钻孔封闭项的具体要求没有量化,仅对钻孔封闭的主要内容和质量原则作了概要阐述。从中可以看出,评价钻孔封闭质量的原则是是否按钻孔封闭设计书要求进行封闭,制定评价指标也应遵循这一原则,其基本要素包括三个方面,即每个封闭段的质量情况、孔口处理情况、封孔档案资料情况。
(2)评价指标的分类和应用
从封孔工作实施的各个环节上筛选,影响封闭段质量的指标有封闭段位置误差、封闭段厚度误差、水泥标号差别、材料配比差别、隔离塞负重差别、替浆水量误差、封闭方法差别、取样初步检查结果、样品复检结果等,这些指标可分为两类,前七项属于封孔设计执行情况指标,后两者属于取样检查结果指标。
2、质量评价标准
钻孔封闭质量划分为甲、乙、丙三个等级,对甲级和乙级质量要求的标准是相同的,但标准内容过于笼统,不便于统计和区分,应当对每个评级项目进一步制定量化标准,特别是封闭段质量项目,建议规提供方便依据。这样现场初步验收和室内正式验收均可与钻孔质量验收同步进行,封孔質量验收成果可以直接做为钻孔完工质量验收的依据。
结语:
钻孔封闭在煤田钻探施工整个过程中,是最后一道关键工序环节。钻孔封闭质量的好坏,直接关系着今后矿井的安全生产,必须认真进行钻孔封闭,严把封孔质量关。加强钻孔封闭质量控制应重点从封孔设计、现场施工和质量验收三个阶段进行,将钻孔封闭过程实现程序化管理,使封闭结果达到可预见和可控制程度,从而保证钻孔封闭的质量,为煤矿开采过程的防治水工作创造有利条件。
参考文献:
[1]丁玉明,张世千.煤田地质钻探过程的质量控制[J].工业c:00306-00306.
[2]李佳骏.封闭不良钻孔导水及安全性评价方法研究[D].中国矿业大学,2016.
关键词:煤炭地质;钻孔封闭;质量控制;评价方法
一、煤炭地质钻孔封闭质量控制
1、封孔设计
(1)基本要求
首先根据施工情况进行封孔方案的设计,想要保证钻孔封闭施工质量,一定要进行科学性的分析,并制定合理的封孔设计,是实际施工质量的保障。相关工作人员需要在施工前熟悉封孔设计,并在施工中严格按照封孔设计执行,这是施工人员基础的施工要求。制定的封孔设计在施工完成后还会编入到施工建设资料中,为后续施工提供经验。
(2)封闭层段的划分
钻孔封闭的核心工作是逐层封闭每个封闭段首先要科学合理地划分每个封闭段,解决封哪里、封多少的问题。划分封闭层段要坚持隔断煤层与含水层、隔断不同的煤层、隔断不同的含水层、具有可实现的预期效果、符合施工作业条件等几个原则。在划分封闭层段时,正确识别含水层、含水构造及隔水层也是十分重要的,封孔的主要目的虽然是预防水害,但也需要通过封孔保护地下水资源不被污染。封闭层段无论是在煤层顶板或底板中,均应选择在隔水层内,否则起不到隔离作用。
(3)材料配比和替浆水量
封孔材料配比的选择是封孔设计的重点,关系到封闭材料的用量和封孔效果。科学合理的配比有利保证封孔质量,也可以避免材料浪费或不够用。当前较适用的封孔材料主要是水泥浆,水和水泥配比一般为≤0.5,如果太小无法泵送,太大则不能固结。因此设计人员要根据所用水泥的品种、灌注量大小、气温、孔内条件等综合分析,慎重选择和调整水灰比。
2、封孔施工
(1)施工前的准备
各项工程的施工前期工作都是非常重要的,是后去施工顺利开展的基础。在施工之前需要根据实际情况进行施工方案的设计,并将设计的方案提交到技术管理部门,通过审核后才可以应用到实际施工中,在实际施工中必须要严格按照施工设计执行才可以保证施工质量。同时还需要对施工现场进行全面检查和清理,加强对场地的管理,保证施工环境符合要求、另外,还需要准备好钻孔封闭施工时使用的设备和材料,提前确定好钻孔的位置,保证使用的机械设备可以正常运行,这样才可以保证每个环节的施工质量。
(2)施工作业的基本要求
在进行实际煤炭地质钻孔封闭技术施工时,一定要按照之前设计好的施工方案进行施工,使用的封孔设备需要根据钻孔的实际情况来进行施工作业;施工人员需要提前进行专业技术的学习,保证在施工过程中可以将所掌握的技术知识应用在钻孔中,即使发生突发性的问题,也可以根据掌握的知识技能进行有效的处理和解决;施工单位中的技术管理人员和质检人员需要在施工人员工作时进行实时的监督和指导,确保施工人员施工操作的规范性和有效性。钻孔封闭的每一个环节都是非常重要的,需要有专门监理人员共同工作,提高每个环节的施工质量。在进行封孔操作时,使用的封孔材料也需要按照一定比例进行配比,符合要求后将其应用在封孔工作中。在进行每一个层段的封孔操作时,首先要把钻孔清理干净,并把每段中不同比例含量水泥浆准备好,将其与一定比例的清楚混合搅拌均匀,装入指定的施工箱内。在实际注浆时,要把注浆时间控制在合理的范围内。
(3)封孔注浆的技术要求
开始注浆时,钻具下端水泥浆出口处与隔离塞上端面的距离应合理确定,这是保证封孔质量的重要环节,过大下部就会出现水浆混合液,这样既浪费了材料也影响封孔质量,如果距离过小,虽然下部不会出现混合液但会增加注浆时的阻力,经试验测试0.5~1.00 m比较合适,这样原始状态的水泥浆液有利于产生向上的堆积,并把周围的液体顶到上面,形成单一水泥砂浆层,达到封孔的目的。
3、取样检查
取样检查是验证封孔质量的基本手段,取样检查的目的是验证水泥浆凝结性能,判断封孔效果,为封孔质量评价提供依据。以往一般采取选择几个完工钻孔重新透孔和专门打坑的办法,抽查的钻孔占的比例很小,不能足以代表所有钻孔,且消耗大量的费用、人力和时间。20世纪80年代以来,多采用“逐层取样”和“透孔取心”相结合的方法,前者为主,可以说是第一轮检验,后者为辅,等于是第二轮检验。采用两种方法相结合,由原来的单一有限的抽查,变为孔孔都要进行的全面检查。
二、封孔质量的评价方法
1、质量评价指标
(1)制定指标的原则和基本要素
《煤炭地质勘查钻孔质量标准》将钻孔封闭列为钻孔质量的八项评价指标之一,提出完工钻孔要按钻孔封闭设计书设计要求进行封闭,每个封闭段均需经取样检查合格,孔口埋设暗标或明标,并提出封孔报告。标准中对钻孔封闭项的具体要求没有量化,仅对钻孔封闭的主要内容和质量原则作了概要阐述。从中可以看出,评价钻孔封闭质量的原则是是否按钻孔封闭设计书要求进行封闭,制定评价指标也应遵循这一原则,其基本要素包括三个方面,即每个封闭段的质量情况、孔口处理情况、封孔档案资料情况。
(2)评价指标的分类和应用
从封孔工作实施的各个环节上筛选,影响封闭段质量的指标有封闭段位置误差、封闭段厚度误差、水泥标号差别、材料配比差别、隔离塞负重差别、替浆水量误差、封闭方法差别、取样初步检查结果、样品复检结果等,这些指标可分为两类,前七项属于封孔设计执行情况指标,后两者属于取样检查结果指标。
2、质量评价标准
钻孔封闭质量划分为甲、乙、丙三个等级,对甲级和乙级质量要求的标准是相同的,但标准内容过于笼统,不便于统计和区分,应当对每个评级项目进一步制定量化标准,特别是封闭段质量项目,建议规提供方便依据。这样现场初步验收和室内正式验收均可与钻孔质量验收同步进行,封孔質量验收成果可以直接做为钻孔完工质量验收的依据。
结语:
钻孔封闭在煤田钻探施工整个过程中,是最后一道关键工序环节。钻孔封闭质量的好坏,直接关系着今后矿井的安全生产,必须认真进行钻孔封闭,严把封孔质量关。加强钻孔封闭质量控制应重点从封孔设计、现场施工和质量验收三个阶段进行,将钻孔封闭过程实现程序化管理,使封闭结果达到可预见和可控制程度,从而保证钻孔封闭的质量,为煤矿开采过程的防治水工作创造有利条件。
参考文献:
[1]丁玉明,张世千.煤田地质钻探过程的质量控制[J].工业c:00306-00306.
[2]李佳骏.封闭不良钻孔导水及安全性评价方法研究[D].中国矿业大学,2016.