[发明专利]采空区处理注浆孔造孔工艺

权利要求书

1.一种采空区处理注浆孔造孔工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、钻孔前施工准备；

步骤二、对采空区进行钻孔，具体如下：

S1、钻孔定位：钻孔孔位按照设计布孔原则，采用全站仪和钢尺放样，确保孔位偏差不大于10cm，做好孔位标记；

S2、确保孔斜：采用厚壁地质管焊接四角架，将四角架与钻机安装连接，然后对立轴钻杆前后左右四个方向采用水平尺校核控制，确保终孔孔斜不超过2°；

S3、钻孔孔距、排距与孔序：主体工程充填灌浆孔的孔距、排距采用18m×18m，排内分二序孔进行施工，按照先Ⅰ序后Ⅱ序的顺序灌浆施工；

主体工程帷幕灌浆为单排孔施工，帷幕灌浆孔孔距采用2.5m，排内分三序孔施工，按照先Ⅰ序后Ⅱ序再Ⅲ序的顺序灌浆施工；

S4、钻孔孔径及孔深：钻孔开孔孔径宜大于终孔孔径两个级差，常采用φ130mm或φ110mm，钻至入基岩5m后，然后变径为φ89mm继续钻进，直至达到终孔深度；

钻孔孔深达到设计孔深要求，具体以钻孔过程中出现明显的掉钻现象后，继续钻进至穿过煤层底板1～1.5m，以确保受灌段充分揭露；

S5、固壁方法：钻孔开孔至深入基岩5m后，埋入φ108～127mm的护壁套管，定量注入0.5:1的纯水泥浆液嵌固管脚，嵌固长度不得超过该基岩段长；

S6、钻进方法：钻孔作业时，所有钻孔统一编号，并注明各孔的施工次序，钻机安装平整稳固垂直后，钻孔施工应按灌浆程序，分序进行；

钻进方法选择为：

（1）壤土层钻进采用合金钻头，以膨润土泥浆作为循环液护壁，中低转速钻进；

（2）卵石层钻进采用金刚石薄壁钻头，以膨润土泥浆作为循环液护壁，低转速钻进；

（3）基岩段一般采用全断面钻头、长钻杆、中高速钻进，采用清水作为循环液，中途不用提钻取芯，减少了钻进过程中的加钻杆次数，可大大提高钻进效率；遇强度较高的石英砂岩地层时，应提钻换用金刚石薄壁钻头钻进；

步骤三、对采空区的钻孔进行冲洗。

2.根据权利要求1所述的一种采空区处理注浆孔造孔工艺，其特征在于：步骤一的准备工作如下：

S1、搭建施工平台：采用槽钢或工字钢焊接形成支撑面较大的施工平台，将钻机与施工平台安装连接，钻机就位后施工平台底部垫平垫实进行稳固；

S2、钻孔设备选择：煤矿采空区的埋深一般较大，且煤系体层复杂，工程中投入地质钻机，履带式跟管钻机，潜孔钻机及便携式浅孔钻机，进行现场生产性试验，以选择适宜本工程地层的钻孔设备，并根据不同地层条件选择合适的组合方式；

S3、钻孔机具选择：针对采空区煤系体层的特点，配置合金钻头、金刚石钻头、全断面合金；钻杆按实际钻孔需要选用φ42mm、φ50mm等不同规格，采用锁丝接头。

3.根据权利要求1所述的一种采空区处理注浆孔造孔工艺，其特征在于：步骤三的冲洗过程如下：壤土层、卵石层的钻渣，通过膨润土泥浆的悬浮作用带出孔外，进入泥浆回浆池中沉淀排出；基岩段采用全断面钻头钻进，钻孔过程中可加大清水冲洗液的流量，将岩粉冲出孔外；钻孔终孔后，不提钻继续用压力清水冲洗不少于10min，将岩石裂隙、空隙中的充填物带走，以使注浆时浆液扩散范围加大。

4.根据权利要求1所述的一种采空区处理注浆孔造孔工艺，其特征在于：步骤一的S5中，注入纯水泥浆液的同时，加入水泥重量1%～3%的速凝剂，加速套管嵌固水泥浆液的凝固。

5.根据权利要求1所述的一种采空区处理注浆孔造孔工艺，其特征在于：步骤一的S2中，还包括确保孔斜的质量控制措施，具体如下，

（1）稳固钻机，采取镶铸地锚紧固钻机底盘的措施，使钻机在正常运转过程中始终处于平稳状态；

（2）采用合理的钻进方法和工艺技术参数，包括准确定向、控制机械转速、不使用弯曲、瘪陷的钻杆；

（3）根据钻孔情况，每5m进行一次斜孔测量，及时了解钻孔轨迹。