筛管在探放落山采空积水中的应用

张玉恒

（西山煤电集团有限公司西铭矿， 山西 太原 030052）

引言

在煤矿探放水过程中，往往存在一种情况，就是探放落山采空区积水，所谓落山采空区就是采用自然全垮落法采煤后不再进行维护所形成的空腔，然而这个空腔内并不是空无一物的，而是其间充满了上覆岩层垮落下来的岩块，岩块大小不一，形状复杂，没有规律，如果用V 表示回采前的煤体空间，则回采后形成的空腔的空隙体积与V 的比值为0.2～0.3，剩余的（0.7～0.8）V 的空间则为充满采空区岩石的体积（如图1）。

图1 垮塌后的落山采空区

在探放水过程中，当钻孔打通后，钻头进入采空区时，导水通道形成，采空区积水会通过钻孔流出来，然而采空区落山石块对钻头及钻杆有应力作用（挤压），由于钻孔打通时破坏了采空区原有的应力平衡，在退钻过程中，会重新形成新的应力平衡，这是一个动态缓慢过程，采空区石块会向钻孔方向塌落，会造成堵钻孔现象，整个过程类似单向阀门原理，进钻时，钻头挤开石块，钻孔导通；退钻时，落山石块反向压回来，钻孔堵塞。设想在钻孔打通后，在钻头的带动下，在落山采空区安装一根带孔的钢管（俗称筛管，就是在钢管壁上留有导水小孔，如图2所示），依靠落山石块挤压作用，把筛管紧紧“卡死”，可防止筛管从钻孔内掉出来，同时还可保证钻孔导水通道的形成[1]。

图2 工程常用的筛管

1 工作原理

在探放水过程中，先施工大孔径钻孔10 m，然后安装孔口套管，待孔口套管、水门、水压表等设备安装完毕后，进行耐压试验达到要求后，开始用大钻头正常钻进，直到打通采空区后，退钻；……