井下仰孔鉆頭纏繞鐵絲網(wǎng)的處理措施
兗州礦業(yè)(集團)公司濟寧三號煤礦在淄博礦業(yè)集團公司岱莊煤礦鉆透積水體時,鉆頭纏繞了鐵絲導(dǎo)致鉆機卡鉆。帶壓退鉆后,纏繞的鐵絲又損壞、松動了套管,采取重新定鉆、塞堵等措施,對鉆孔進行了安全、成功的處理。
岱莊礦32301工作面正上方為31301工作面采空區(qū),該區(qū)域內(nèi)3上和3下層間距33m,根據(jù)資料預(yù)計區(qū)內(nèi)自-206.0m標高以下為老塘水積水區(qū),積水體高度約30m,最大積水量約89929m3。在回采32301工作面前須完全放出上覆的老塘水,以確保工作面的安全生產(chǎn)。
⑴纏網(wǎng)卡鉆。①鉆透積水體后,孔下流量206m3/h;出現(xiàn)鉆機不旋轉(zhuǎn)異常情況時,水流清澈穩(wěn)定,一旦旋轉(zhuǎn)就有大量煤屑物隨水沖出;鉆機旋轉(zhuǎn)壓力增加1.6MPa,鉆桿向后縮退0.5m,鉆孔馬上被堵。②根據(jù)陡然上升的旋轉(zhuǎn)壓力,結(jié)合水流變化情況,參照預(yù)透點煤層較厚鋪雙網(wǎng)的資料,推斷鉆頭可能纏繞老塘內(nèi)鐵絲網(wǎng)。③隨著鉆機旋轉(zhuǎn),鐵絲網(wǎng)越纏越多,帶動大量碎屑物,造成水流不暢或堵孔。旋轉(zhuǎn)壓力達5.9MPa時,鉆桿只能原地轉(zhuǎn)動,形成卡鉆。
⑵卡鉆應(yīng)急處理。對固定套管的支柱進行固定,清理MYZ-150鉆機立柱周邊雜物,重新升緊立柱和拉桿;旋轉(zhuǎn)壓力達6.9MPa時,開啟鉆機低速旋轉(zhuǎn)后退,對纏繞的鐵絲網(wǎng)進行拉撕破壞,同時利用鉆孔壁砂巖將鐵絲拉斷、磨?。?6min后后退壓力降至4.6MPa,鉆機可后退。但仍較正常的2.7MPa后退壓力高,分析認為鉆頭上仍殘留不少鐵絲網(wǎng)。
⑶套管損壞及應(yīng)急處理。①準89mm套管端頭距準108mm孔底有0.2m返漿空隙,鉆頭上纏繞的殘留鐵絲網(wǎng)在該處受擠壓,掃掉了封孔的水泥砂漿,膨脹后的鐵絲網(wǎng)受套管的阻擋,形成第二次卡鉆,此時鉆孔流量達312m3/h,臨時水倉已灌滿,水位上升速度很快。為確保不造成淹頭淹面事故,將旋轉(zhuǎn)后退壓力增到8.3MPa,強行將鉆頭退出。②改進后套管,增加后端防拉鋼筋圈、防旋肋條和前端升緊鋼筋圈。在8.3MPa后退旋轉(zhuǎn)壓力下,套管沒有旋轉(zhuǎn),但出現(xiàn)前后50mm位移,套管穩(wěn)定性被破壞。退出鉆頭關(guān)閉高壓閘閥,大量老塘水從孔口周邊頂板流出,起不到應(yīng)有止水作用。此時水位距抽水大泵僅0.5m,情況異常緊急。③重新開啟套管閘閥,使老塘水均從套管下泄,快速割開2段氣筒,升緊4棵支柱,支柱上端用備板護住氣筒并連鎖支柱。④關(guān)閉閘閥,使套管內(nèi)不跑水,老塘水均從頂板流出,鉆孔下方操作環(huán)境得到改善。撕下一段棉襖團成球狀,塞入閘閥閥芯外段空隙,開動鉆機,在不旋轉(zhuǎn)的情況下將堵塞物頂緊頂牢。⑤開啟閘閥,將堵塞物推入鉆孔內(nèi),超過套管0.7m后,水量驟減到不足10m3/h,此時水位即將淹到電機開關(guān),避免了開關(guān)被淹停電后幾萬立方米的老塘水泄下造成的重大水災(zāi)事故。
(兗州礦業(yè)集團設(shè)計研究院李劍峰報道)