淮南矿业集团勘探工程处，安徽淮南232001
摘要：潘二煤矿潘四东井属新生界松散砂层空隙水与地板岩溶水复合含水层充水类型矿井，受底板岩溶水威胁的A组煤过去一直因为水灾隐患较大，制约着开采。为解放A组煤，提高矿井生产能力，施工井下探放水钻孔尤为重要，而探放水钻孔的设计是做好探放水工作的基础，因此必须要A组煤的灰岩探放水设计工作。
关键词：灰岩探放水；钻孔设计；工程量
根据《-650mA组煤开采底板灰岩水文地质条件勘探及水害防治》及《11613底抽巷掘进防治水安全技术措施》设计及批复意见要求，在11613底抽巷E0钻窝内（GD23点前55.5m）施工4个灰岩探放水钻孔，查明C3Ⅰ、C3Ⅱ组灰岩岩性组合及岩溶发育情况，查清各灰岩含水层的水量、水压及水位动态变化情况。
1目的及任务
主要目的之一即是查明C31－C36各层灰岩的厚度、岩层赋存情况；查明C31－C36各层灰岩的岩溶溶洞及裂隙发育特征和富水性，同时对C3Ⅰ、C3Ⅱ组灰岩进行疏水降压。
2孔位及工程量
钻场位置及钻孔参数表
3钻孔结构及止水检查
3.1钻孔设计
一开孔径φ190mm，下置8mφ168mm地质套管，二开孔径φ152mm，下置21mφ108mm套管，三开段裸孔孔径φ91mm。
3.2套管
套管上方下入一路返浆管2m，使用单囊袋将地质套管固定，管口安设闷盘，然后用水泥浆通过闷盘的注浆口进行注浆，返浆管返浆后，关闭返浆管，带压注浆，将套管及孔壁封牢固实。
3.3耐压试验
封孔凝固48小时后，采用φ91mm钻具启封水泥，并钻进到管底0.5m，作封堵承压止水质量检查，以水压表达10.1Mpa稳定30分钟，套管外壁与周边岩体无跑水为合格。如有跑水处，重新封堵直至合格。第二路套管止水检查合格后，及时将放水高压控制闸阀及防喷装置安装好。
3.4清洗钻孔
钻孔施工完后，增大水压反复清洗钻孔，直至孔口返清水为止方可停止洗孔。
4钻孔施工技术要求
4.1取芯要求
1）3#钻孔要求全程取芯，取芯率大于70%，破碎带岩芯取芯率大于50%。岩芯按先倒后排的顺序放入岩芯箱，不得倒置，认真填写岩芯票，不得缺失，同时要在原始记录深度一栏内标注清楚。
2）钻孔施工过程中要求对岩芯进行岩性鉴定，钻孔取芯后，钻孔施工单位的地质技术人员要及时到现场进行岩性鉴定。
4.2测斜要求
所有钻孔必须及时进行测斜，测斜深度不少于孔深的80%。
4.3简易水文观测
所有钻孔进行简易水文观测，认真记录出水层位，同时记录水色、水温、水量变化情况，并及时向调度所及有关业务单位汇报。灰岩岩溶水要分层观测水压、水量并有详细记录。
4.4钻具校测
下套管（地质管）前、换径、每钻进50m，见溶洞、见灰岩出水后、终孔后，均要校测钻具全长，进行合理平差，并认真记录在原始记录本上，记录本要填写规范、整洁，不得随意涂改。
4.5气体观测
现场必须携带瓦斯便携仪，悬挂在钻孔上方500mm处，并保证灵敏可靠。
4.6其它要求
开孔方位及倾角误差≤1°；两路地质管封堵时，水泥浆要搅拌均匀呈糊状，分别用高压泥浆泵由管口向里高压注入，直到管口返浆为止。两路地质管外口不得用水泥裱糊；每路地质管外端要焊接法兰盘。每根地质管丝扣完好无损，根据孔深预先配好每路地质管，按先短后长的顺序依次下入孔内并将管口衔接处拧紧。
两路地质管外焊接的法兰盘眼中要一致，第二路地质管封固前要用螺丝同第一路地质管眼中固定；第二路地质管管外变头上要焊接测压装置，测压管要用元钢加工，不得使用6分管或其它管材代替。
5钻孔施工孔口安全装置要求
高压含水层探水钻探所需的孔口装置包括孔口套管、高压阀门、孔口防喷帽、钻孔控制器、三通阀门等。
孔口套管应选用无缝耐压地质钢管。套管的长度和层数根据钻孔地层情况及水文地质条件而定，本区设计采用两级套管结构，一级套管长8m，直径φ168mm，要求隔离巷道掘进松动带与浅部裂隙带；二级套管长21m，直径φ108mm，各级套管应牢固的连为一体，外层管孔口位置应预留返浆口，第一层套管应在返浆口安装截止阀。
孔口套管应采用注浆固结法进行固定，确保固结质量，严防漏水和套管鼓出；套管孔口处应用棉纱或白麻缠绕后加适量聚安脂再下入孔内，孔口法兰盘距离孔口平面不小于0.1m；
注浆用水泥标号不低于325号，浆液水灰比应控制在0.6～0.7：1之间；封闭注浆时注浆压力不小于最大静水压力的1.5倍，持续保压时间不小于10min。孔口套管注浆固结后，待凝48小时进行扫孔，扫孔深度应超过孔口管0.5～1m，然后用清水进行打压试验，试验压力不小于最大静水压力的1.5倍，持续保压时间不小于30min，确保孔口套管不松动、不漏水后方可继续钻进，否则重复注浆固结，直到达到要求为止。
孔口套管孔口端3～5m，应根据水质情况进行防腐处理，并将外露套管及孔口盘用油泥膏埋藏防腐。内层套管的固管方法、检验程序与孔口管相同，内层套管下好后，钻进前应安装好高压阀门、孔口防喷帽和钻杆控制器等装置后方可钻进，高压阀门和套管法兰的粘口应经耐压试验，不得渗漏。安全闸阀的抗压能力必须大于预计的最大水压。当孔口返水压力超过正常循环水压力进行钻进或起下钻时，应采用钻杆控制器控制钻杆，防止因卡盘松开，高压水顶钻造成钻杆外射事故。
钻探结束后，根据需要安装孔口三通及阀门。下部高压阀门保留，上部三通阀门可经常启闭，观测水压、水量，以防单阀门失效而难以更换。