[发明专利]一种煤矿井下水文钻孔施工系统及施工方法

权利要求书

1.一种煤矿井下水文钻孔施工方法，其特征在于，使用煤矿井下水文钻孔施工系统实施，所述煤矿井下水文钻孔施工系统包括：钻孔孔口管(1)以及底板加固结构(2)，其中所述钻孔孔口管(1)为三级套管，从上至下第二级和第三级均为无头喇叭套管(3)，所述底板加固结构(2)为加固锚杆；所述三级套管中每级孔径应比上一级套管孔径大30mm以上，最后一级无头套管的终孔直径不大于94mm，所述钻孔孔口管(1)竖直方向上的长度大于35m，所述钻孔孔口管(1)的三级套管厚度均不少于10mm；还包括反压防喷装置(7)，所述反压防喷装置(7)包括高压水闸阀(5)及钻孔反压防喷导流泄压装置(4)以及法兰盘(6)，所述钻孔反压防喷导流泄压装置(4)采用泄压阀、所述高压水闸阀(5)采用水门，其中所述泄压阀设于所述水门一侧面上，所述水门跨接在所述法兰盘(6)两侧，通过所述法兰盘(6)将反压防喷装置(7)与所述钻孔孔口管(1)连接；

所述煤矿井下水文钻孔施工方法包括如下步骤：

步骤1，选择钻场：将钻场选择在大巷附近且岩层稳定的完整地段，进行长期保留的钻孔底板加固工作；

步骤2，设计三级套管的钻孔孔口管(1)并实施固结套管；

步骤3，进行钻孔施工；

步骤4，进行揭露含水层的准备工作以及揭露含水层；

所述步骤1进行底板加固工作包括：加固范围钻孔周边8～10m，深度10～35m，施工完毕应进行验收；

所述步骤2的所述三级套管的钻孔孔口管(1)包括：每级孔径应比套管孔径大30mm以上，最后一级为无头套管，终孔不大于ф94mm；竖直方向钻孔孔口管(1)长度大于35m；钻孔孔口管(1)及无头喇叭口套管厚度不少于10mm，丝扣长度和丝距应符合规定；

所述步骤2的所述实施固结套管包括：按设计孔径及长度下入钻孔孔口管，下管前要检查孔口管与接箍质量，接箍丝扣要加生料带并拧紧，固结套管的水泥标号不低于PO425，浓度不高于0.8:1，凝固时间不少于48h，然后扫孔超过孔底0.3～0.5m时，进行耐压试验，试验压力不低于预揭露含水层的1.5-3倍且稳压时间不小于30min，钻孔四周不漏水，不符合要求，须重新固结直至符合设计要求，实施固结套管过程中使用300m以上的大功率钻机；

所述步骤3包括：

步骤31，将钻机摆放平整牢固，钻机底座采用地锚和液压点柱的方法固定在机台座上或水泥基础上，地锚采用φ20mm的螺纹钢长度1.6m的锚杆树脂药卷全锚，锚固力达到50KN，液压点柱为自注式，打设在坚固的岩石上且要有柱窝，并打设戗点柱；

步骤32，配备与设计相符的排水能力，排水系统完善，排水设备正常运转；

步骤33，设置复合要求的通风条件，包括：瓦斯监控设施齐全，防治措施已落实；

步骤34，在施工地点20m范围内安设专用电话，保证联络信号畅通；

步骤35，检查钻窝支护并确保完好；

步骤36，进行试压，试压合格后进行钻进，钻进过程中安装高压水闸阀(5)及钻孔反压防喷导流泄压装置(4)；

所述步骤4包括：

步骤41，揭露含水层之前，检查该区域以及服务该地段排水系统，确保所述排水系统可以正常运转；

步骤42，揭露含水层之前，检查钻窝支护完好情况以及钻机固定情况，安装反压防喷装置(7)；

步骤43，揭露含水层之前，采用小两级的不取芯肋骨小钻头揭露含水层，如果钻孔揭露含水层水量较大，则进行放水降压，待水压降到安全水压后，然后按设计孔径进行扩孔；

步骤44，扩孔过程中，一旦钻孔水量水压较大时，立即将反压防喷装置(7)上紧，放水一段时间，待含水层水压降低到安全水压后，再拔钻杆或者继续施工直至终孔；

所述步骤4还包括：

步骤45，开始揭露含水层时，应尽量安排在早、中班且安排有经验的操作人员，并通知防治水技术科、调度室和安监科等人员旁站，即开始揭见含水层和下套管时确保设计单位和监督管理部门进行现场旁站监督和验收；

步骤46，施工过程中每5m测一个漏水量，如不漏水，则进行压水，压力与套管试验压力相同，或者是最后揭露含水层之前5m，做一次全孔压水试验，若漏水必须进行注浆后才允许继续钻进。