破碎岩层钻进技术研究

徐跃强

（开滦股份范各庄矿，河北 唐山 063000）

一、工程基本概况

3123N同层上方为2027采空区，上坡回采，经分析有积水空间16426m3，积水最大深度16.9m，积水上限标高-429.9m，积水下限标高-446.8m，对3123N工作面风道473.5m～817.5m范围内掘进施工构成水害威胁。为保证3123N风道安全施工，从3123N风道施工钻孔超前探放2027采空区积水。

图1 工程示意图

二、工程实施方案

钻机选用ZYJ420/200架柱式钻机钻进，注浆使用SDB-3手动注浆泵和BWD-320/12型煤矿用往复式泥浆泵。

施工中，根据破碎岩层的特性，先使用小径φ54-67小径钻头钻过去破碎层，再使用φ94mm扩孔钻具扩孔，φ94mm取芯钻头带管钻进，至无法继续进尺，将套管留在孔内破碎带中，起到护壁作用，使用φ54-65mm钻头穿过护壁套管继续钻进。

若岩层依然破碎，或无法再下套管护壁，则继续向孔内注浆。从孔内拉出钻杆是，先小水量冲净孔内岩粉，缓慢拉钻，最大限度保留已成钻孔和破碎岩层内空隙，增加存浆空间，提高注浆效果，如此反复，直至可以钻进。

三、工程实施情况

探2孔，位于3123N风道473.5m处，开孔倾角5.5°，开孔时间2017年9月12日六点班，终孔时间2017年9月18日两点班，终孔孔深32.6m。钻进至5米开始孔内落巷，13日注浆后效果不佳，9月15日下入8.3米护壁套管，使区域岩层趋于稳定，成功进尺至13-14米落巷位置，16日冲清孔内岩粉后，注入水泥5袋，并于18日成功钻透至采空区。

图2 探2钻孔护壁情况示意图

探3孔：位于3123N风道473.5m处，开孔倾角7.2°，开孔时间2017年9月9（10）日两点班，终孔时间2017年10月2日两点班，终孔孔深40.5m。受钻孔结构影响，探3孔无法再下入下一级套管护壁，只能进行多次注浆加固。22、26、28、30日四次注浆后，10月2日成功打入采空区内部。

四、结语

钻探队在火成岩区域及构造区煤岩层破碎钻进积攒了实战经验，在后续钻探工作中，涉及该类地质条件工程，可以提前做好针对性准备：（1）使用更大孔径钻头开孔，以多下入一级护壁套管；（2）使用更大扭矩钻机，将护壁套管下的更深，加强护壁效果，且受破碎层影响更小；（3）向破碎层内注浆时，延长等干时间，水泥上更高强度，提高注浆效果。