孟津礦1軌道順槽順層抽放鉆孔施工調(diào)研報(bào)告

1、孟津礦 12011 軌道順槽順層條帶預(yù)抽鉆孔施工 調(diào)研報(bào)告-0一一年六月九日孟津礦 12011 軌道順槽順層條帶預(yù)抽鉆孔施工調(diào)研報(bào)告義煤集團(tuán)孟津礦為突出礦井，煤層瓦斯壓力高達(dá) 3.1MPa，突出危險(xiǎn)性較大。目前該礦12011軌道順槽采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進(jìn)行煤巷掘進(jìn)， 針對(duì)在采取該區(qū)域防突措施過程中施工鉆孔深度達(dá)不到設(shè) 計(jì)要求、 “夾、頂、噴”現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，集團(tuán)公司于 2011 年 5 月 27 日由通風(fēng)處、瓦斯研究所、安全健康環(huán)保部抽調(diào) 專門人員對(duì)孟津礦 12011 軌道順槽煤巷掘進(jìn)工作面采用順層 鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施鉆孔施工情況進(jìn) 行了現(xiàn)場(chǎng)跟班調(diào)研，

2、現(xiàn)就調(diào)研情況匯報(bào)如下：一、工作面概況12011 工作面軌道順槽位于礦井西區(qū)， 設(shè)計(jì)全長 1001m， 其中外段 489m 為巖巷（工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱） ，里段 512m 為 煤巷，現(xiàn)巖巷已施工結(jié)束，煤巷已施工43m （含揭煤段）。工作面沿二!煤層頂板掘進(jìn)，掘進(jìn)斷面為20.79川，凈斷面18川，巷道支護(hù)采用錨、網(wǎng)、梁綜合支護(hù)，頂部掛金屬網(wǎng)。 工 作 面 采 用 兩 組 局 部 通 風(fēng) 機(jī) 供 風(fēng) ， 工 作 面 風(fēng) 量 為 970m3/min 。根據(jù)勘探鉆孔資料和已揭露地質(zhì)資料，該工作面煤層厚 度較為穩(wěn)定，煤厚為 08.92 m,平均為2.2m,受褶皺控制煤 層產(chǎn)狀及厚度變化較大，預(yù)計(jì)該掘進(jìn)工作面

3、煤層傾角平均為 5，煤層呈粉末狀，少量塊狀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部含夾矸一層。 該工作面未進(jìn)行瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)試，根據(jù)河南理工大學(xué)在義 安礦所做同一煤層測(cè)定二 1 煤層瓦斯含量平均為 11.26 m3/t 。根據(jù)中國礦大在該礦所測(cè)的煤層瓦斯含量最大為13.79 m3/t，該煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性較大。二、區(qū)域防突措施鉆孔設(shè)計(jì)12011 軌道順槽在揭開煤層執(zhí)行第一次區(qū)域防突措施過 程中，由于使用鉆機(jī)及施工要求的不同，先后進(jìn)行了五次區(qū) 域防突措施鉆孔的設(shè)計(jì)， 其中在五次設(shè)計(jì)中， 采用 ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工設(shè)計(jì)了 31 個(gè)鉆孔（見附表 1），現(xiàn) 對(duì)五次設(shè)計(jì)中采用該鉆機(jī)施工鉆孔的設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)要介

4、紹：1、 第一次區(qū)域防突措施鉆孔共設(shè)計(jì)鉆孔50 個(gè)，當(dāng)時(shí)準(zhǔn) 備使用 ZYW-1200 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工，后來礦上開始 試驗(yàn) ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)，就將正頭設(shè)計(jì)的 8 個(gè) 鉆孔使用該鉆機(jī)施工， 8 個(gè)設(shè)計(jì)鉆孔編號(hào)分別為 22、23、24、 25、22 、23 、24 、25 ，見附圖 1。2、第二次區(qū)域防突措施鉆孔設(shè)計(jì)是在第一次正頭設(shè)計(jì)的 8 個(gè)鉆孔施工完后，在該工作面正頭設(shè)計(jì)了 7 個(gè)防突措施 孔使用 ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)試驗(yàn)， 7 個(gè)鉆孔編號(hào) 分別為 1 、 2、 3、 4、 5、 6、 7，見附圖 2。3、第三次區(qū)域防突措施鉆孔設(shè)計(jì)是在前兩次設(shè)計(jì)的鉆

5、孔使用 ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工完后，考慮到對(duì)前方煤體卸壓，設(shè)計(jì)補(bǔ) 14和補(bǔ)14兩個(gè)鉆孔，見附圖三。4、第四次區(qū)域防突措施鉆孔設(shè)計(jì)是在工作面正頭左幫 采用 ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工設(shè)計(jì)了 10 個(gè)鉆孔， 其鉆孔編號(hào)從補(bǔ) 1 到補(bǔ) 10，見附圖四。5、第五次區(qū)域防突措施鉆孔設(shè)計(jì)是由于右?guī)豌@場(chǎng)的 ZYW-1200 型煤礦用全液壓鉆機(jī)控制深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求， 在工作面正頭右?guī)筒捎?ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工 設(shè)計(jì)了 4 個(gè)鉆孔，其鉆孔編號(hào)分別為補(bǔ) 1 、補(bǔ)2、補(bǔ)3、補(bǔ) 4，見附圖五。三、順層抽放鉆孔施工情況本次順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯是該工作面揭開煤

6、 層之后執(zhí)行 的第一次區(qū) 域防突措 施。 部分鉆孔 使用 ZYW-1200 型 煤 礦 用 全 液 壓 鉆 機(jī) 施 工， 部 分 鉆 孔 使用 ZYW-4000 型煤礦用全液壓鉆機(jī)施工?，F(xiàn)僅對(duì) ZYW-4000 型 煤礦用全液壓鉆機(jī)的施工調(diào)研情況做如下分析：1、前時(shí)間段鉆孔施工情況據(jù)孟津礦介紹， 5 月 20 日 4 點(diǎn)班開始使用 ZYW-4000 型 煤礦用全液壓鉆機(jī)施工本地區(qū)順層抽放鉆孔，截止 5 月 27 日 8 點(diǎn)班共施工順層抽放鉆孔 15 個(gè)（見附表 1），共計(jì)孔深 797m,平均每個(gè)鉆孔53m。其中深度70m以上1個(gè)，60m 70m鉆孔4個(gè)，50m60m鉆孔7個(gè)，50m以下鉆孔3個(gè)

7、，分別占施工鉆孔總數(shù)的 6.7%、26.7%、 46.7%、20%在施工的 15 個(gè)抽放鉆孔過程中均出現(xiàn)不同程度的“夾、 頂、噴”現(xiàn)象，特別是在施工前三個(gè)鉆孔時(shí)， “夾、頂、噴”現(xiàn) 象較為嚴(yán)重，第一個(gè)鉆孔和第二個(gè)鉆孔施工時(shí)由于夾鉆、噴 孔嚴(yán)重，分別掉鉆桿 13 根、 44 根和鉆頭各一個(gè)；第三個(gè)鉆 孔施工時(shí)頂鉆嚴(yán)重，特別是施工到 30m 以后瓦斯噴出較大， 是采用二次套打，并用兩班時(shí)間才施工56m 。2、后時(shí)間段鉆孔施工情況從 5 月 27 日 4 點(diǎn)班開始，集團(tuán)公司調(diào)研組分三班對(duì)井 下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟班調(diào)研，至 6 月 8 日 8 點(diǎn)班， ZYW-4000 型煤 礦用全液壓鉆機(jī)共施工鉆孔 21 個(gè)

8、（見附表 1）?，F(xiàn)針對(duì)鉆孔 施工情況做如下分析：施工的21個(gè)鉆孔，共計(jì)孔深 1139.5m,平均每個(gè)鉆孔 54.3m。其中深度70m以上2個(gè)，60m70m鉆孔2個(gè),50m 60m 鉆孔 11 個(gè)， 50m 以下鉆孔 6 個(gè)，分別占施工鉆孔總數(shù) 的 10%、10% 、52%、28%。施工的 21 個(gè)抽放鉆孔雖然比前段時(shí)間施工的鉆孔深度 有所提高， 但鉆孔在施工過程中也伴有不同程度“夾、 頂、噴” 現(xiàn)象和瓦斯異常現(xiàn)象，特別是掉鉆桿情況嚴(yán)重，施工的21個(gè)鉆孔，共掉鉆桿 104 根，鉆頭 4 個(gè)。四、ZYW-4000 鉆機(jī)在鉆孔施工過程中存在的問題1 、鉆孔施工難度較大，耗時(shí)較長，在鉆孔施工到應(yīng)力集中

9、帶時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同程度的 “夾、頂、噴 ”現(xiàn)象和鉆孔瓦斯大量涌出，嚴(yán)重時(shí)鉆場(chǎng)內(nèi)局部瓦斯?jié)舛饶苓_(dá)4%以上，易造成壓鉆或其他鉆進(jìn)事故。2、該地區(qū)煤質(zhì)松軟，煤層瓦斯壓力較大，鉆孔孔口成 型差，開孔段極易形成傘檐狀、臺(tái)階狀、彎曲狀等，對(duì)鉆孔 封孔及二次套打造成困難。3、鉆孔施工過程中防噴裝置及除塵設(shè)備使用效果不佳。4、抽探隊(duì)伍人員較少，鉆機(jī)操作人員素質(zhì)高低不一， 現(xiàn)場(chǎng)個(gè)別施工人員在遇 “夾、頂、噴 ”現(xiàn)象和鉆孔瓦斯大量涌 出時(shí)有畏懼心理，怕丟失鉆頭、鉆桿及造成瓦斯超限事故。5、ZYW-4000 煤礦用全液壓鉆機(jī)尺寸較大，移動(dòng)不便， 配套三棱鉆桿接頭強(qiáng)度不夠易折斷。6、由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件限制，鉆孔開口位置及鉆

10、孔施工 參數(shù)與設(shè)計(jì)存有一定的誤差。五、結(jié)論及建議1、結(jié)論通過對(duì)孟津礦 12011 軌道順槽使用 ZYW-4000 煤礦用全 液壓鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)施工情況的調(diào)研，鉆孔施工難度較大，耗時(shí)較 長，在鉆孔施工到應(yīng)力集中帶時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同程度的 “夾、頂、 噴”現(xiàn)象和鉆孔瓦斯大量涌出， 特別是前幾個(gè)鉆孔施工時(shí) “夾、 頂、噴”較為嚴(yán)重， 但只要采取 “逐個(gè)套打、 逐段套打 ”的施工 工藝，且現(xiàn)場(chǎng)施工人員能盡力操作， 施工 60m 深的順層條帶預(yù)抽鉆孔是能夠?qū)崿F(xiàn)的。2、建議 通過對(duì)孟津礦 12011 軌道順槽區(qū)域順層抽放鉆孔施工的 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，建議如下：每次區(qū)域措施實(shí)施前要先進(jìn)行煤體壓裂、然后再施工 抽放鉆孔。區(qū)域順層

11、抽放鉆孔實(shí)施前，工作面迎頭及巷幫鉆場(chǎng)內(nèi) 要噴漿固化，以保證鉆孔的施工質(zhì)量，且鉆場(chǎng)斷面要滿足現(xiàn) 場(chǎng)施工的需要。由于工作面正頭施工的區(qū)域順層條帶預(yù)抽鉆孔在掘 進(jìn)過程中不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)抽放，工作面在掘進(jìn)過程中必須采取 局部防突措施。鉆孔施工期間加強(qiáng)防噴裝置和防塵裝置現(xiàn)場(chǎng)使用管 理，并要保證其使用可靠有效。 進(jìn)一步加強(qiáng)鉆孔驗(yàn)收制度現(xiàn)場(chǎng)管理和執(zhí)行力度，制定 相應(yīng)的深孔鉆孔施工獎(jiǎng)罰制度，提高鉆孔施工人員的積極 性，保證抽放鉆孔的施工質(zhì)量。 增大抽放隊(duì)伍，提高鉆工業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)，培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)施 工人員解決問題能力。 積極推廣鉆孔施工的新設(shè)備，摸索尋找適合孟津礦鉆 孔施工的新工藝。附表1 孟津礦12011軌道順槽ZYW

12、-400(型鉆機(jī)施工鉆孔設(shè)計(jì)及實(shí)際打鉆情況明細(xì)設(shè)計(jì)順序孔號(hào)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì) 煤孔 長度 (m)鉆孔實(shí)際參數(shù)實(shí)際 孔深(m)備注偏角()仰角()偏角()傾角()第一次設(shè)計(jì)220.005600460斷鉆桿掉13根，鉆頭一個(gè)230.00360042727時(shí)噴孔嚴(yán)重，退鉆240.001600344夾死鉆桿44根，鉆頭1個(gè)250.00-134.30-15636m時(shí)有頂鉆現(xiàn)象，52m時(shí)有噴孔現(xiàn)象220.00560046039m時(shí)有頂鉆嚴(yán)重，停5min后又從新施工230.003600358有噴孔，頂鉆，夾鉆現(xiàn)象240.001600173有不同程度的夾、頂、噴現(xiàn)象250.00-134.30-239有頂鉆現(xiàn)象第

13、二次設(shè)計(jì)1左 15.18460.1左15556無異常現(xiàn)象左15450有夾鉆現(xiàn)象，掉鉆桿 10根及鉆頭一個(gè)左154502左 10.77459左1145140m后又頂鉆現(xiàn)象3左 6.23458.3左646149m時(shí)有頂鉆現(xiàn)象40.00458左2443見巖5右 6.23458.3右656046m后又夾、頂、噴現(xiàn)象6右 10.77459右11450無異?，F(xiàn)象7右 15.18460.1右1545241m時(shí)有噴孔現(xiàn)象，且之后有夾鉆現(xiàn)象第三 次設(shè) 計(jì)補(bǔ)14左205.0045.04左20557見巖左20647見巖補(bǔ)14右205.0045.04右20560井下鉆桿用完退鉆第四 次設(shè) 計(jì)補(bǔ)1左 14.225.00

14、62.13左14455使用麻花鉆桿打鉆補(bǔ)2左 10.645.0061.28左1055630m后頂鉆、噴孔現(xiàn)象，退鉆時(shí)鉆桿折斷， 掉14根鉆桿、1個(gè)鉆頭補(bǔ)3左7.45.0060.73左7555本班施工55m后鉆桿壓死，鉆機(jī)停止施工補(bǔ)4左 5.145.0060.47左9360.550m后有不同程度的夾、頂、噴現(xiàn)象補(bǔ)5左 2.865.0060.3左2443見巖補(bǔ)6左 20.813.5042.87左20444使用麻花鉆桿打鉆補(bǔ)7左 17.433.5052.5左1735650m時(shí)有頂、夾鉆現(xiàn)象，鉆桿用完退鉆補(bǔ)8左 13.122.0061.65左1325640m時(shí)有噴孔現(xiàn)象，退鉆時(shí)鉆桿折斷，掉 鉆桿30根

15、，鉆頭1個(gè)左1325750m后時(shí)有頂、夾鉆現(xiàn)象補(bǔ)9左 9.722.0060.91左10486終孔86m；掉鉆桿34根；50m后有不同程 度的夾、頂、噴現(xiàn)象補(bǔ)10左 6.982.0060.48左7273終孔73m；掉鉆桿20根，鉆頭一個(gè)；50m 后有不同程度的夾、頂、噴現(xiàn)象第五 次設(shè) 計(jì)補(bǔ)1 右 14.22562.13右15552使用麻花鉆桿打鉆補(bǔ)2右7.4560.73右7450使用麻花鉆桿打鉆右5453使用麻花鉆桿打鉆補(bǔ)3右 2.86560.3右7642掉6根麻花鉆桿和1個(gè)鉆頭補(bǔ)4右 17.433.552.5右17244使用麻花鉆桿打鉆2219 239 11 13 15 17 20 2410 12