煤層順層鉆孔施工工藝怎么完善

1、煤層順層鉆孔施工工藝怎么完善摘要關(guān)于松軟的代表煤層，運用螺紋或螺旋鉆桿施工時往往會產(chǎn)生排渣不暢情況，引起卡鉆、埋鉆等事故，鉆孔長度無法超過設(shè)計要求，導(dǎo)致順層鉆孔成孔率不高、鉆桿使用率小，導(dǎo)致消突效果不好、經(jīng)濟效益較低。為處理好此類問題，臨渙煤礦引進三棱鉆桿開展順層鉆孔施工，獲得了優(yōu)良的效果。關(guān)鍵詞順層鉆孔；三棱鉆桿；消突效果臨渙煤礦是煤與瓦斯代表礦井，其開采范圍內(nèi)的7、8、910主采煤層均為代表煤層。各煤層回采前均采用了愛護層開采和預(yù)抽是煤層瓦斯等區(qū)域瓦斯治理方法。其中順層鉆孔預(yù)抽是回采區(qū)段煤層瓦斯的關(guān)鍵治理方法，順層鉆孔設(shè)計孔深普通在80110m，9煤層厚度在1.84.5m，平均厚度在3.2

2、m，工作面傾向長度較長，順層鉆孔設(shè)計內(nèi)涵長、鉆孔數(shù)量多，只有確保順層鉆孔的成孔率，才可以切實提升消突效果。1鉆孔施工工藝完善的必要性1.1926工作面瓦斯情形926工作面上距8層平均25.2m，屬826與824愛護工作面。上煤層工作面開采后，測得本工作面殘余瓦斯含量仍在6.5m3/t，瓦斯含量依然不低，預(yù)計回采時期瓦斯涌出量為22m3/min。為確?；夭蓵r期平安，回采前開展順層鉆孔預(yù)抽。1.2原施工工藝情形926工作面對近924工作面，在回采前，順層預(yù)抽鉆孔施工運用ZDY3200S全液壓坑道鉆機，以覬94mm三翼刮刀鉆頭配覬73mm小螺紋或覬80mm大螺旋鉆桿開孔鉆進，風(fēng)壓在3MPa左右。工作

3、面傾斜長度為160m，設(shè)計鉆孔內(nèi)涵為90m，確保機風(fēng)巷鉆孔壓茬10m，共設(shè)計鉆孔527個。但在施工進程中，經(jīng)常產(chǎn)生排渣不暢，導(dǎo)致鉆孔施工難度過大，頻繁產(chǎn)生抱鉆、埋鉆情況。施工中共產(chǎn)生斷鉆事故17起，鉆桿損失42m，鉆孔施工內(nèi)涵最長90m，平均內(nèi)涵僅在52.4m，達標鉆孔僅308個，成孔率僅為58.4%，突出影響瓦斯治理項目及其治理效果。而且，埋入鉆桿給工作面的平安回采帶來重要隱患。工作面回采進程中瓦斯涌出量最大在22.8m3/min，數(shù)次產(chǎn)生瓦斯預(yù)警情況，突出影響工作面的平安回采。1.3原施工工藝問題剖析926工作面順層鉆孔運用覬94mm三翼刮刀鉆頭配覬73mm小螺紋或覬80mm大螺旋鉆桿開孔

4、鉆進時，雖在排渣進程中運用螺旋或螺紋鉆桿帶出一局部煤渣，能降低風(fēng)壓排渣的壓力，但總體于松軟代表煤層，因為煤質(zhì)松軟，在鉆進進程中容易吸附螺紋或螺旋內(nèi)側(cè)的粉塵，導(dǎo)致鉆桿周圍煤粉擁堵，壓風(fēng)不通、排渣不暢，導(dǎo)致鉆孔事故較多、鉆孔成孔率低。故而需要對施工工藝開展完善，選定利于排渣的施工裝備，才可以切實確保鉆孔施工效果，極大提升926工作面瓦斯治理水準。2順層鉆孔施工工藝完善及效果剖析2.1三棱鉆桿排渣原理三棱鉆桿在鉆進進程中，鉆桿與鉆孔壁之間建立三個半圓形的空間，擴大了減去粉塵與瓦斯的通道，使瓦斯和粉煤順利排出1-3。在鉆桿旋轉(zhuǎn)鉆進時，鉆桿的三棱把多余鉆渣不斷的向孔壁旋轉(zhuǎn)膩抹，超過固化鉆孔孔壁的作用，能

5、極大減少松軟煤層塌孔導(dǎo)致鉆具抱死卡鉆和鉆具損壞喪失的情況。三棱鉆桿排渣原理如圖1、2所示。2.2鉆孔施工效果剖析2.2.1三棱鉆桿實踐為切實比擬三棱鉆桿施工工藝的效果，在926工作面機巷方案2臺鉆機而且施工。1#鉆機運用ZDY3200S全液壓坑道鉆機，以覬94mm三翼刮刀鉆頭配覬73mm螺旋鉆桿開孔鉆進；2#鉆機運用ZDY3200S全液壓坑道鉆機，以覬94mm三翼刮刀鉆頭配覬73mm三棱鉆桿開孔鉆進；各臺鉆機共施工20個鉆孔，鉆孔設(shè)計內(nèi)涵90m。2臺鉆機施工鉆孔情形比擬如圖2示。由圖3能看到，覬73mm鉆孔施工的順層鉆孔，適應(yīng)設(shè)計內(nèi)涵90m要求的只有7個，成孔率僅35%，其它鉆孔均產(chǎn)生排渣不暢

6、，卡鉆情況突出；鉆孔內(nèi)涵平均在72.4m，最短的順層鉆孔內(nèi)涵只有39m，并發(fā)生埋鉆情況。而由三棱鉆桿施工的鉆孔適應(yīng)設(shè)計內(nèi)涵90m要求的高達15個，成孔率達75%，平均孔深88.5m，最短鉆孔內(nèi)涵亦有78m，大致上適應(yīng)設(shè)計孔深要求；在施工進程中大致上杜絕卡鉆情況，并且未產(chǎn)生埋鉆事故。2.2.2926工作面順層鉆孔施工效果剖析運用926工作面機巷前40個鉆孔各樣鉆桿施工情形，926工作面機風(fēng)巷順層鉆孔全部運用ZDY3200S全液壓坑道鉆機，以覬94mm三翼刮刀鉆頭配覬73mm三棱鉆桿鉆進，共施工順層鉆孔608個；設(shè)計孔深90m，其中適應(yīng)設(shè)計要求的鉆孔513個，成孔率高達84.4%；施工進程中鉆進日

7、期和排渣情形都有所提升，還沒有發(fā)生埋鉆情況，順層鉆孔成孔較好，有利于套管的下入，能切實提升瓦斯抽放效果。從工作面回采情形來看，926工作面瓦斯涌出量最大17.9m3/min，平均在11.4m3/min，未產(chǎn)生過瓦斯預(yù)警情況，表明順層鉆孔預(yù)抽效果優(yōu)良。順層鉆孔運用三棱鉆桿施工后，切實提升了鉆孔達標率，提升了瓦斯治理水準。2.2.3經(jīng)濟效益比擬剖析當(dāng)前臨渙礦瓦斯治理運用的覬73mm三棱鉆桿和覬73mm螺紋鉆桿采購價依次為360元/m、340元/m?？梢娙忏@桿比螺紋鉆桿價格偏高，然而螺紋鉆桿經(jīng)常產(chǎn)生埋鉆情況，鉆桿反復(fù)使用率僅為72%，而三棱鉆桿的反復(fù)使用率高達95%左右。按照同一個工作面運用220

8、m鉆桿計算，三棱鉆桿損耗3960元，螺紋鉆桿損耗20944元，是三棱鉆桿損耗本錢的5倍。而且，因為三棱鉆桿瓦斯治理效果好，工作面回采后可降低一路老塘埋管瓦斯抽放管路的運用，總計節(jié)約治理費用支出81000元。故而，運用三棱鉆桿施工順層預(yù)抽鉆孔，一個工作面瓦斯治理項目能降低裝備投資約10萬元，平安經(jīng)濟效益越來越是不能估量。3結(jié)語1關(guān)于松軟代表煤層，運用原有裝備施工時容易產(chǎn)生卡鉆、埋鉆事故，鉆孔成孔率不高，瓦斯治理效果不好，已無法適應(yīng)松軟代表煤層瓦斯治理的要求，需要開展施工工藝完善。2松軟代表煤層運用三棱鉆桿施工順層預(yù)抽鉆孔，鉆孔成孔率由原有的58.4%提升到84.4%，成孔率提升了26%，鉆孔施工速度亦極大提升，且大致不產(chǎn)生卡鉆埋鉆事故，明顯提升了瓦斯治理效果。3運用三棱鉆桿施工順層鉆孔后，同一個工作面能降低瓦斯治理項目裝備投資近10萬元，平安經(jīng)濟效益亦有很大提升，經(jīng)濟效益突出。參考文獻1