一种嵌套式破损充填钻孔修复方法

技术领域

本发明属于采矿充填技术领域，特别涉及一种嵌套式破损充填钻孔修复方法。

背景技术

充填钻孔是充填料浆从地表输送至井下采空区的必经之路，也是整个充填系统的“咽喉”工程。料浆输送是颗粒和管道碰撞、摩擦的过程，随着使用年限增加，很多矿山面临充填钻孔破损、失效的难题。充填钻孔失效的原因可分为堵塞和磨损，堵塞失效是由于充填结束洗管不到位或者充填料浆混合搅拌质量差导致充填体附着管壁造成。磨损则主要是由于料浆输送过程中尾矿颗粒与管道内壁摩擦以及非满管流段颗粒对管壁的冲击破坏，导致内衬破损甚至掉块堵塞钻孔。对于轻微堵管情况，使用钻具疏通后可以恢复使用，但对于内部破损严重的钻孔，简单的疏通并不能解决根本问题，更甚者需要选择点位重新打孔，这不仅浪费大量财力物力，对矿山的正常生产造成极大影响。现有技术中涉及的破损充填钻孔修复利用的方法，是对深钻孔破损后进行分段修复，利用偏心导向装置和置换法进行偏斜钻孔修复，利用矫正钻具对钻孔进行局部矫正后进行修复，其施工复杂，成本较高。

基于以上认识，本发明提供了一种嵌套式破损充填钻孔修复方法，旨在解决现有技术中破损充填钻孔修复难度大、成本高、工期长等问题。

发明内容

本发明提供一种嵌套式破损充填钻孔修复方法，将破损钻孔冲刷干净后，使用钻机在原破损钻孔内部嵌套一根新管道，达到将破损钻孔修复的目的，从根本上解决由于钻孔破损造成堵管事故问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

该方法包括步骤如下：

S1：校正孔位：为保证钻孔深度的准确性，疏通破损钻孔前，用测深仪测钻孔深度，然后校正孔位、组装机器；

S2：疏通破损钻孔：将钻孔底部缓冲桶割掉，疏通破损钻孔，使碎块落至井下；

S3：扫孔：采用高清摄像头进行孔内扫描，检查钻孔内壁破碎、堵塞情况，并记录破损段所在位置；拆下S2中所用钻头换上冲刷钻具针对破损、堵塞段反复冲刷；

S4：安装新管道：通过钻机提引器提起管道，采用旋转下管法将新管道下放到钻孔内，直到新管道超出钻孔底部法兰盘；

S5：注浆固管：将原管道与新下放管道缝隙使用密封铁板焊接形成封闭状态，密封铁板上留有注浆孔和排气孔；从注浆孔注入水泥浆，水泥浆从排气孔流出后停止注浆；达到养护期后在新管道下部焊接缓冲桶，完成施工。

其中，S1中测深仪测深的最大误差不超过1％，校正孔位后钻孔中心线与钻机提引器中心线重合。

S2中使用钻机和空压机结合施工，钻机钻头在破损钻孔内旋转、冲击，将堵塞的充填物冲击破碎，碎块落至井下；并利用空压机的快速高压气体将孔内细小破碎物带到地面。

S3中针对破损、堵塞段反复冲刷次数不少于3次，直至井壁光滑、钻具提拉顺畅无阻挡。

S4中安装新管道前采用长20m的管道连接钻杆下放到钻孔内，在下放的同时旋转钻杆，如无任何阻力、顺利下到井底，完成试孔。

S4中新管道采用无缝钢管，管道间采用丝扣连接，根据矿山实际需要选择壁厚和口径，新管道外径小于钻孔内径，且新管道外壁和钻孔内壁的缝隙不少于10mm。

S5中注浆孔内伸入注浆管，注浆管伸入注浆孔内长度为300～500mm，水泥浆中水质量与水泥质量比为1:1。

S5中注浆过程中，由于料浆沉降会影响固管效果，首次注浆后间隔8h进行第二次注浆，且注浆结束后养护时间不少于7天。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

(1)通过钻机疏通管道和多次扫孔等步骤，保证了顺利施工可行性，因此，适用于修复不同破损程度钻孔，节省了因破损严重无法修复需从新打孔花费的大量成本和工期。

(2)可以选择耐磨性、硬度等性能较好的材料作为新下放管道，进一步延长了充填钻孔使用寿命。

(3)相比于现有技术中分段修复，新套管具有较好的完整性，且采用丝扣连接的管道内壁和外壁表面较光滑，减少由于应力集中造成的磨损破坏，从根本上解决了由于钻孔破损造成堵管事故问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的嵌套式破损充填钻孔修复方法施工流程图；

图2为本发明的嵌套式破损充填钻孔修复方法下管施工示意图；

图3为图2的A-A剖面图。

其中，1-钻机；2-提引器；3-新管道；4-钻孔；5-法兰盘；6-密封铁板；7-注浆孔；8-排气孔。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种嵌套式破损充填钻孔修复方法。

如图1所示，该方法包括步骤如下：

S1：校正孔位：为保证钻孔深度的准确性，疏通破损钻孔前，用测深仪测深，然后校正孔位、组装好疏通钻孔所用的钻机；

S2：疏通破损钻孔：将钻孔底部缓冲桶割掉，疏通破损钻孔，使碎块落至井下；

S3：扫孔：采用高清摄像头进行孔内扫描，检查钻孔内壁破碎、堵塞情况，并记录破损段所在位置；拆下S2中所用钻头换上冲刷钻具针对破损、堵塞段反复冲刷；

S4：安装新管道：通过钻机提引器提起管道，采用旋转下管法将新管道下放到钻孔内，直到新管道超出钻孔底部法兰盘；

S5：注浆固管：将原管道与新下放管道缝隙使用密封铁板焊接形成封闭状态，密封铁板上留有注浆孔和排气孔；从注浆孔注入水泥浆，水泥浆从排气孔流出后停止注浆；达到养护期后在新管道下部焊接缓冲桶，完成施工。

下面结合具体实施例予以说明。

如图1、图2和图3所示，具体施工中按如下步骤进行：

S1：校正孔位：用测深仪测得孔深495m，然后校正孔位、组装疏通钻孔所用的钻机，校正孔位后使钻孔4中心线与钻机1的提引器2中心线重合；

S2：疏通破损钻孔：为使冲刷掉的碎块落至井下，疏通前将钻孔4底部的缓冲桶割掉。采用SL1000多功能动力头钻机1和阿特拉斯1200型空压机结合施工，已知破损钻孔4内径151mm，故选择外径110mm、长3.0m钻头配合外径90mm、长3.0m钻杆疏通。钻头在钻孔4内旋转冲击，将堵塞的充填物冲击破碎，并利用快速高压气体将孔内细小破碎物带到地面；

S3：扫孔：采用高清摄像头进行钻孔4内扫描，检查钻孔4内壁破碎、堵塞情况，发现80m～250m段为破损较严重段。拆下钻头后换上冲刷钻具针对破损、堵塞段反复冲刷4次；

S4：安装新管道：新管道3选择内径100m、外径127mm、壁厚13.5mm、单根长6.0m的贝氏体无缝钢管，新管道通过多根钢管采用丝扣连接而成，新管道3外径与钻孔内径缝隙12mm。安装新管道3前采用长20m的管道连接钻杆下入钻孔4内，在下钻的同时旋转钻杆，试孔完成后开始下放新管道3。通过钻机1的提引器2提起新管道3，采用旋转下管法将新管道3下放到钻孔4内，直到新管道3超出破损钻孔4底部法兰盘5；

S5：注浆固管：将破损钻孔4与下放的新管道3上部缝隙使用密封铁板6焊接形成封闭状态，在密封铁板6上留有注浆孔7和排气孔8。注浆管伸入注浆孔7内长度500mm，配制水与水泥质量比1:1的水泥浆。从注浆孔7注入水泥浆，水泥浆从排气孔8流出后停止注浆。由于水泥浆沉降会影响固管效果，首次注浆后间隔8h进行第二次注浆，注浆结束养护7天后焊接缓冲桶，完成施工。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。