刘万启
安徽神源煤化工有限公司，安徽淮北 235126
摘 要：煤层瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一，它对于确定煤层突出危险性、防突措施的选取均具有十分重要的指导意义。安徽神源煤化工有限公司邹庄矿受矿井开拓方式的影响，石门揭煤大部分为底板揭煤，在揭煤前测定煤层瓦斯压力全部为俯角钻孔，同时测压钻孔受煤层顶板砂岩裂隙水影响，瓦斯压力测定难度极大。为解决含水地层俯角测压钻孔测压不准的问题，我们通过帷幕预注浆封堵裂隙、双层套管高压堵水、两堵一注带压封孔、测压接头高压密封等方面做足功夫，努力实现含水地层俯角测压钻孔精准测压。
关键词：含水地层；俯角孔瓦斯压力测定；双层套管堵水
1.项目研究背景及目的
煤层瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一，它对于确定煤层突出危险性、防突措施的选取均具有十分重要的指导意义。安徽神源煤化工有限公司邹庄矿受矿井开拓方式的影响，石门揭煤大部分为底板揭煤，在揭煤前测定煤层瓦斯压力全部为俯角钻孔，同时测压钻孔受煤层顶板砂岩裂隙水影响，瓦斯压力测定难度极大。为解决含水地层俯角测压钻孔测压不准的问题，我们通过帷幕预注浆封堵裂隙、双层套管高压堵水、两堵一注带压封孔、测压接头高压密封等方面做足功夫，努力实现含水地层俯角测压钻孔精准测压。
2.思路与做法
本着侧准压力的目的，我们选择81采区胶带石门距63煤法距5m、距72煤法距15.7m位置，巷道左帮长×宽×高=4.5m×4m×3m的测压钻场内。该区域煤层比较稳定、地质构造相对简单。本次测压地点位于煤层顶板，测压钻孔全部为俯角钻孔。根据81采区综合柱状图分析，测压钻孔结构主要以泥岩为主，其中穿63煤和过细砂岩（平均厚度3.92m）堵水是本次测压钻孔的关键。
2.1 帷幕预注浆封堵裂隙
如图1所示（粉红色为注浆孔，大红色为测压钻孔），首先在预计测压钻孔周围5m施工四个帷幕预注浆钻孔，钻孔孔底距离注浆孔为5m。采用Φ94mm钻头带导向施工10m，使用Φ133mm钻头扩孔到位，下Φ108mm套管8-10m，套管上上闷盘，向孔内注浆。待浆液从套管与孔壁中向外返浆后方可停止。等待24小时浆液凝固后，使用Φ94mm钻头扫孔至72煤顶板，孔口上闷盘采用高压注浆，每孔记录注浆量。
2.2 测压孔双层套管堵水
待帷幕预注浆钻孔注浆凝固24小时后，施工测压钻孔。采用Φ94mm钻头带导向施工10m，使用Φ146mm钻头扩孔到位，下第一层Φ133mm套管8-10m。套管上上闷盘，向孔内注浆。待浆液从套管与孔壁中向外返浆后方可停止。等待24小时浆液凝固后，使用Φ113mm钻头扫孔至72煤顶板，下第二层Φ108mm套管至煤层顶板，孔口位置套管要低于Φ133mm套管，上Φ133mm的闷盘采用高压注浆的方式一次完成Φ108mm套管的固定和堵漏。
2.3 穿孔、封孔、测压
①穿孔。等待24小时浆液凝固后，使用Φ94mm钻头一次性施工到煤层底板2m位置终孔（穿孔全程用压风，穿孔期间发现注浆没有凝固，必须退出钻杆等待浆液凝固后方可穿孔）。钻孔终孔后，不得立即提出钻杆而是用压风将孔内残渣吹干净，吹不尽的钻渣可以储存在终孔的2m岩石内，保证气室通畅。
②封孔、注浆。封孔在钻杆提出后立即进行，使用整根测压管一直下至孔底。采用“两堵一注”带压封孔，第一道堵头位于72煤顶板位置（聚氨酯随注浆管下到位，采用拉线使A、B混合凝固）。第二道位于孔口，同时预留一根注浆管），两堵之间带压注浆封孔。
③测压。待测压孔浆液凝固24小时后上表，测压管采用整管尾部接头采用高压、密封、快插接头，联接严密。
2.4 几点注意事项
①钻孔施工必须高转速、低压力、带导向保直钻进；②注浆必须采用425高标号水泥；③高压注浆注浆压力不得小于10Mpa，采用高压力小流量注浆；扫孔工作必须在确认浆液凝固后进行，等待时间不得少于24小时；④测压钻孔下Φ108mm全程套管，套管之间用生胶带密封。
3.项目建设结果
通过严格按照设计方案施工，抓好过程控制，81胶带石门72煤测压效果良好，消除了水的影响，首次实现了含水地层俯角测压钻孔精准测压，实测瓦斯压力0.7Mpa。随着矿井“含水地层、俯角孔瓦斯压力双层套管测定技术”的推广应用，先后在87轨道石门、四采区轨运巷、四采区回风巷、四采区一中车场等多个地点实现了俯角孔的瓦斯压力准确测定。该技术的研发，有效解决了俯角测压困难、孔内出水影响等问题，大大提高了瓦斯压力测定结果的精度，实测结果能够真实、客观反映被测区域煤层瓦斯压力的赋存状况，为判定煤层突出危险性和防突措施的选择提供了有力依据，为矿井安全生产奠定了基础，安全效益显著。
4.项目建设价值应用前景
4.1 预计创造价值
本次测压虽然工序增加了，测压时间也将近原测压钻孔的两倍，但是它有效堵住了测压钻孔周围的裂隙和砂岩裂隙水，消除了钻孔漏气和砂岩裂隙水对测压的影响，减少了报废钻孔的发生，测压钻孔报废率由原来的30%降至5%以下，按照当前矿井瓦斯压力测定工程量计算，年可节约费用近30万元，经济效益极为可观。
4.2 应用前景
含水地层、俯角孔瓦斯压力双层套管测定技术的同时解决了俯角孔测压、含水层封堵的问题，对于复杂地层的瓦斯压力测定适应性极强，应用前景较为广泛。
参考文献：
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[4]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定读本[M].北京:煤炭工业出版社，2009
[5]AQ/T 1047-2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法.
作者简介：刘万启，男，汉族，本科学历，1984年出生，工程师，安徽省阜阳市，现任安徽神源煤化工有限公司防突区副书记。通讯地址：安徽省淮北市濉溪县南坪镇，安徽神源煤化工有限公司防突区；邮编：235126；联系电话：13855727247。