摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)在發(fā)展過程中對于煤炭資源的需求量也在不斷增加，這就為煤炭企業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，煤礦開采企業(yè)在改革發(fā)展的過程中，同樣面臨著一系列的問題。本文將結(jié)合某煤礦的開采實例，通過對煤層開采過程中的打鉆難點進(jìn)行分析研究，從煤炭開采過程中的施工效果、鉆進(jìn)速度、給進(jìn)壓力、工程排渣、以及施工前的穩(wěn)鉆等方面的內(nèi)容，對突出煤層深鉆孔的施工技術(shù)進(jìn)行簡單的分析、探討。

關(guān)鍵詞：開采實例 煤層 鉆孔 施工技術(shù)

一、開采實例的概況

1520工作面位于某煤礦的21開采區(qū)南面，該工作面的西南部為F210斷層的保護(hù)煤柱，北面為該采區(qū)的3條上山路，東面為另一個工作面的采空區(qū)。該工作面的長度為220米、標(biāo)高為負(fù)140米到150米、其傾斜長度為106米。此工作面的煤源為優(yōu)質(zhì)無煙煤，它的質(zhì)地較脆，具有玻璃光澤，一般以黑色塊狀出現(xiàn)，其主要供應(yīng)對象為工業(yè)生產(chǎn)，該工作面的斷口為貝殼狀，且在煤層的下方含有一層夾矸。

二、突出煤層在打鉆過程中的主要難點

所謂的突出煤層其實就是松軟煤層，在對其進(jìn)行打鉆的過程中，主要的施工難點就是卡鉆、堵孔、塌孔、噴孔，這些情況經(jīng)常出現(xiàn)在對松軟煤層進(jìn)行打鉆的過程中。情況嚴(yán)重的就會頻繁的出現(xiàn)這些問題，最終導(dǎo)致煤層的打鉆無法深入，甚至出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象。在對煤層進(jìn)行鉆孔的過程中，如果出現(xiàn)卡鉆的現(xiàn)象，就不能對其進(jìn)行繼續(xù)鉆進(jìn)否則就有可能失去鉆桿，造成難以打撈或無法打撈的情況出現(xiàn)，給煤炭的開采工作造成巨大的負(fù)面影響。

（一）卡鉆與噴孔的原因

鉆孔噴孔是在對煤層進(jìn)行鉆孔時最常見的動力現(xiàn)象之一，此類現(xiàn)象與瓦斯突出或煤突出相類似。產(chǎn)生此類現(xiàn)象的主要原因就是軟煤、應(yīng)力集中、高壓瓦斯等因素結(jié)合在一起綜合作用的結(jié)果。

當(dāng)鉆孔的深度進(jìn)入到軟煤分層時，鉆頭的旋轉(zhuǎn)與切削都會對軟煤層產(chǎn)生一定的破碎力和沖擊力，這種力量會讓煤體粉碎、破碎，粉碎以及破碎后的煤體就會立即出現(xiàn)瓦斯解吸。當(dāng)鉆孔附近的煤體出現(xiàn)快速的瓦斯解吸時，進(jìn)入到鉆孔中的瓦斯量就會比鉆孔中瓦斯的正常值高出幾倍，甚至幾十倍，這就會增加鉆孔前、后方的瓦斯梯度，最終導(dǎo)致鉆孔中出現(xiàn)較為明顯的瓦斯激流。煤層在承受瓦斯激流對煤激流沖擊時，煤粒會一邊運(yùn)動一邊發(fā)生粉化作用，同時還會鉆孔的附近蔓延，增加其影響范圍。由于鉆孔的孔徑較小以及堵孔現(xiàn)象的出現(xiàn)，被粉化后的煤粒以及瓦斯激流不能順利的從鉆孔中向外流出，最后就會形成噴孔。

還有一種噴孔的形成是因為煤層中有水，鉆頭在向煤層進(jìn)行切削時，產(chǎn)生的煤粉不能順利的排出孔外，最后形成孔內(nèi)堵塞。在鉆孔的淺部（即10到20厘米之間）出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象，一般都是由于鉆孔的排渣不力、風(fēng)壓不夠或打鉆風(fēng)量不足所造成的。堵孔現(xiàn)象會使鉆孔前、后方及其附近的瓦斯不能得到及時的排出，當(dāng)孔內(nèi)的瓦斯不斷涌出時，孔內(nèi)外就會形成較大的壓力梯度，當(dāng)這種壓力差達(dá)到一定的極限時，就會出現(xiàn)噴孔的現(xiàn)象。

噴孔與卡鉆幾乎是聯(lián)系在一起同時發(fā)生的現(xiàn)象，當(dāng)煤層發(fā)生噴孔時，如果沒有及時退出鉆桿，破碎的煤體就會將鉆頭和鉆桿箍緊。還有一些情況就是鉆孔內(nèi)出現(xiàn)堵孔或塌孔時，就容易出現(xiàn)孔內(nèi)的積塵增多或排渣不力的現(xiàn)象，此時如果繼續(xù)對其進(jìn)行鉆進(jìn)，那么堵孔或塌孔的范圍就會不斷擴(kuò)大，最終就會導(dǎo)致鉆頭與鉆機(jī)被箍緊，使得鉆頭不能進(jìn)退。

（二）對突出煤層進(jìn)行深孔鉆施工的技術(shù)

1、穩(wěn)固鉆機(jī)

為了在鉆孔的過程中保持鉆機(jī)的穩(wěn)固，首先就必須根據(jù)施工設(shè)計的要求，將鉆機(jī)固定在相應(yīng)的位置，并用墊木墊在其底部的實底上，同時還必須用立柱將鉆機(jī)牢固的控制在相應(yīng)的位置，避免鉆機(jī)在鉆孔的過程中出現(xiàn)震動的情況。如果鉆機(jī)在鉆進(jìn)的過程中出現(xiàn)閃動或擺動，那么就會使鉆孔偏離中心，削減其前進(jìn)的能力、增加鉆桿前進(jìn)時的阻力，造成孔壁的不平整。此外，這種情況的出現(xiàn)還會為堵孔以及塌孔的形成提供有利的條件。由此可見，在施工前對鉆機(jī)進(jìn)行穩(wěn)固是確保煤層鉆孔順利進(jìn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、鉆孔過程中的充分排渣

在對突出煤層進(jìn)行鉆孔的過程中，排渣是否通暢對煤層的鉆孔是否成功有著直接的影響。如果煤孔的排渣不通暢，在鉆孔的過程中就會出現(xiàn)卡鉆以及堵孔的現(xiàn)象，且在鉆孔時由于摩擦生熱所產(chǎn)生的高溫會給煤礦的開采工作帶來極大的安全隱患。在對煤層進(jìn)行鉆孔排渣時，滿足其排渣的條件主要有兩個方面：一方面是對鉆孔的過程進(jìn)行規(guī)范操作。另一方面就是對鉆孔過程中的風(fēng)量以及風(fēng)壓進(jìn)行控制。

3、鉆進(jìn)速度以及給進(jìn)壓力的掌握

每臺鉆機(jī)在被制造出來時，其給進(jìn)壓力的范圍就已經(jīng)被固定了，因此，在對不同的煤層段進(jìn)行施工時，一定要對其給進(jìn)壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。?dāng)鉆機(jī)的給進(jìn)壓力突然升高時，就必須對其采取以下兩種措施：一種是停止鉆進(jìn)工作，并對鉆孔進(jìn)行壓風(fēng)、排渣；另一種就是立即撤鉆或退鉆。

在對煤層進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中，務(wù)必要對其鉆進(jìn)的速度進(jìn)行合理的控制，在對突出煤層進(jìn)行鉆進(jìn)時，對于鉆進(jìn)速度的控制主要是減速。利用減速可以將鉆孔中的殘渣充分排出，這樣做不僅可以降低鉆孔中的沉渣量，而且還可以降低鉆孔過程中的給進(jìn)壓力。所以，在對突出煤層進(jìn)行鉆進(jìn)時，一定要使其鉆進(jìn)的速度小于硬煤的鉆進(jìn)速度，在對鉆進(jìn)速度進(jìn)行記錄時，可以根據(jù)各條鉆桿的鉆進(jìn)時間來對其進(jìn)行計算。

（作者單位：義馬煤業(yè)集團(tuán)孟津煤礦有限責(zé)任公司）

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