煤礦使用的烏蘭浩特污水井作用有哪些？我國深部煤炭資源儲量豐富，但隨著煤礦開采向深層發(fā)展，水害問題嚴重，為了煤礦的安全生產(chǎn)，煤炭資源深部開采迫切需要有效的排水方法，采用煤礦深井地面鉆孔排水井向地面直接排出井下積水就是一個有效的方法。煤礦深井地面鉆孔排水井設(shè)計要搞清復(fù)雜地質(zhì)條件下深大口徑鉆孔成井過程中各層套管的力學(xué)性能，而且煤礦深井地面鉆孔排水井的直徑比較大，有些深達千米，鉆探垂直度要求很高。煤礦建設(shè)行業(yè)目前還缺乏對煤礦深井地面鉆孔排水井的設(shè)計方法和施工技術(shù)的研究，只能借鑒其它行業(yè)小口徑鉆井(如石油鉆井工程)和煤礦立井的一 些經(jīng)驗。煤礦排水井結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)目前地面鉆孔施工機械條件，施工工藝和深厚表土層的地質(zhì)條件，煤礦深井地面鉆孔排水井井管可采用兩層套管結(jié)構(gòu)(如右圖)：技術(shù)套管和工作管，具體介紹如下：

（1）技術(shù)套管：煤礦深井地面鉆孔排水井的表土層技術(shù)套管穿越深厚表土層，主要承受來自外部的水、興安盟化糞池土壓力和不穩(wěn)定地層的側(cè)向擠壓力，表土層技術(shù)套管主要有兩個作用：一是支撐不穩(wěn)定的深厚表土層，防止井壁塌落；二是隔離表土層，防止鉆井液污染周圍的地下水。表土層技術(shù)套管固井時水泥漿應(yīng)返至地面。

（2）工作管：煤礦深井地面鉆孔排水井工作管下入基巖層，烏蘭浩特污水井承受圍壓壓力，為礦下積水排出提供通道。工作管固井時，水泥漿應(yīng)返至地面，加強工作管的穩(wěn)定性，增強套管焊縫密封性，防止煤礦積水滲到井下，還可以提高套管抗外壓能力。在設(shè)計煤礦深井地面鉆孔排水井井壁結(jié)構(gòu)時，擬選用鋼結(jié)構(gòu)中的鋼管作為煤礦深井地面鉆孔排水井的井壁，鋼管與常用的煤礦立井井筒結(jié)構(gòu)中的砌體結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有很多優(yōu)點，比如施工方便快捷、工廠制作效率高，套管壁薄質(zhì)量小、強度高、塑性好，符合保護環(huán)境的需要等。煤礦深井地面鉆孔排水井選用的鋼管結(jié)構(gòu)的幾何特征是截面尺寸遠大于套管壁厚(δ《d)，一般應(yīng)滿足δ/d≤0.1，同時長度遠大于直徑。所以說，煤礦深井地面鉆孔排水井各層套管(鋼管)屬于薄壁結(jié)構(gòu)。

施工工藝：煤礦深井地面鉆孔排水井施工工藝主要包括鉆孔、套管下沉、固井三項工作，煤礦深井地面鉆孔排水井鉆孔防斜、套管下沉和固井施工是工程成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，煤礦深井地面鉆孔排水井，技術(shù)套管采用提吊法下沉技術(shù)套管，工作管采用提吊加浮力法下沉套管，兩層套管均采用井口密封內(nèi)插法固井工藝?？山柚旱V鉆井工程和石油鉆井工程等小口徑鉆井的施工經(jīng)驗。

發(fā)展現(xiàn)狀：煤礦深井地面鉆孔排水井各層套管承受水壓力、土壓力或基巖壓力，烏蘭浩特污水井選用鋼管作為承壓結(jié)構(gòu)，擬采用光滑的焊接鋼管作為煤礦井下積水排出的工作管。承受壓力的鋼管在石油鉆井、水電站建設(shè)中涉及較多，設(shè)計煤礦深井地面鉆孔排水井時可以借鑒。

在石油鉆井工程中工作管內(nèi)的液體是原油，煤礦深井地面鉆孔排水井工作管內(nèi)的液體是積水，興安盟水泥制品石油鉆井深度大，套管外徑小。經(jīng)常發(fā)生的事故是套管彈性失穩(wěn)，這些和煤礦深井地面鉆孔排水井相似，在煤礦深井地面鉆孔井的設(shè)計過程中可以借鑒一些石油鉆井行業(yè)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，石油鉆井行業(yè)2008年新頒布了套管柱結(jié)構(gòu)與強度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5724-2008)。石油行業(yè)失穩(wěn)臨界壓力稱為擠毀壓力，采用彈性失穩(wěn)公式確定。石油鉆井工程中的套管多為鋼制圓筒，長度尺寸遠遠大于截面尺寸，可以忽略套管兩端的端面影響，看成無限長的小直徑管，擠毀壓力公式中忽略長度對臨界壓力的影響，大量實踐證明這種簡化是可靠的，煤礦深井地面鉆孔排水井也可以借鑒。

煤礦深井地面鉆孔排水井表土層厚，鉆孔直徑大，開挖深度大，孔身垂直度要求高，烏蘭浩特污水井井下受力復(fù)雜。煤礦深井地面鉆孔排水井施工過程中，鉆孔防斜，鉆井液護壁，套管下沉，固井等工序均是施工中的難點。