程瑞 王立峰 魚朋

摘 要：我礦屬煤與瓦斯突出礦井，瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，目前治理瓦斯災(zāi)害的最有效手段就是瓦斯抽放，通過鉆孔施工、封孔、管路連接抽放，將煤層中賦存的瓦斯由瓦斯抽放泵抽出，降低或減少煤層的瓦斯壓力及瓦斯含量，為后期回采期間杜絕瓦斯事故發(fā)生。本論文主要介紹了下峪口煤礦21310進(jìn)順本煤層地質(zhì)構(gòu)造段施工鉆孔過程中遇到的技術(shù)問題及改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：鉆孔施工；瓦斯抽放；技術(shù)改進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.073

1 地質(zhì)概況

21310工作面位于二水平2-1采區(qū)上山翼中部，21210采空區(qū)下方，+300北翼回風(fēng)大巷到泗州廟村莊保護(hù)煤柱之間。工作面為傾斜條帶布置，21310運(yùn)順側(cè)靠近已回采的21308工作面（原21308進(jìn)順），21310進(jìn)順位于21212運(yùn)順下方附近，四周除南部的21306、21308工作面開采以外，其它區(qū)域3#煤層均未開采。

該工作面范圍內(nèi)地面高程755—945m，3#煤底板高程340-372m，蓋山厚度388-594m，蓋山厚度向深部逐漸增大。3#煤層頂板距上部2#煤層底板間距為18—23m之間。3#煤距下部5#煤2.5—4.5m左右，3#煤厚4.5-6.5m，一般厚度為5.5m，煤層中部局部含有一層0.1—0.2m的泥巖夾矸。

2 通風(fēng)、瓦斯及鉆孔設(shè)計

（1）通風(fēng)。21310采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)為“U”型通風(fēng)，即21310進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)，21310回風(fēng)順槽回風(fēng)；21310采面配風(fēng)量定為1000m3/min。

（2）瓦斯情況。21310工作面所采3#煤層為煤與瓦斯突出煤層，掘進(jìn)施工中瓦斯涌出量：進(jìn)風(fēng)順槽最大4.32m?/min，最小1.6m?/min，回風(fēng)順槽最大4.53m?/min，最小1.56m?/min。

預(yù)計21310工作面回采時總瓦斯涌出量為：17m3/min，風(fēng)排量為4.9m3/min，抽放量為12.1m3/min。

（3）鉆孔設(shè)計。本煤層鉆孔在進(jìn)順巷道正幫施工，施工兩排鉆孔，鉆孔呈三花布置。第一排本煤層鉆孔距巷道地板1m開孔，進(jìn)順距停采線3.75m處開始施工，孔間距5m，鉆孔俯角1°，偏角0°，設(shè)計鉆孔深度120m，施工鉆孔87個；第二排本煤層鉆孔距巷道底板1.5m處開孔，進(jìn)順距停采線6.25m處開始施工，孔間距5m鉆孔俯角0°，偏角0°，長度120m施工鉆孔87個。

3 原施工鉆孔工藝

在21310進(jìn)順3號煤施工掘進(jìn)期間，工作面后方采用ZDY4300LF型履帶鉆機(jī)，φ94mm鉆頭配合φ73mm淺螺旋鉆桿進(jìn)行本煤層鉆孔施工，鉆孔施工采用風(fēng)力排粉，并安裝孔口除塵裝置。

缺點：在鉆機(jī)正常施工過程中當(dāng)鉆孔施工到80米左右時，由于ZDY4300LF型履帶鉆機(jī)配合使用的φ73mm淺螺旋鉆桿，經(jīng)常發(fā)生排粉不暢、夾鉆等現(xiàn)象，在地質(zhì)構(gòu)造段出現(xiàn)煤層變軟鉆孔成型不好塌孔排粉量突然增大，瓦斯涌出量增大等現(xiàn)象時使鉆孔無法施工到設(shè)計孔深。

4 改進(jìn)后施工鉆孔工藝

后經(jīng)多次實驗將原φ73mm淺螺旋鉆桿改為三棱螺旋鉆桿在地質(zhì)構(gòu)造段進(jìn)行反復(fù)試驗施工。根據(jù)施工現(xiàn)場觀察，在施工過程中由于制造工藝不同，三棱螺旋槽鉆桿排粉優(yōu)于淺螺旋鉆桿，特別在松散煤層或破碎帶地質(zhì)構(gòu)造段施工時，三個棱邊可以將沉積在鉆孔底部的鉆渣攪起并排出鉆孔以外，避免了鉆渣在鉆孔底部出現(xiàn)堵塞，使鉆機(jī)鉆壓穩(wěn)定排粉順暢。在施工過程中出現(xiàn)噴孔夾鉆現(xiàn)象時經(jīng)過短時間反復(fù)排粉壓力釋放，三棱螺旋鉆桿最深可達(dá)到130米以上。從而得出三棱螺旋鉆桿在煤層較為松散或破碎帶地質(zhì)構(gòu)造段施工時排粉情況優(yōu)越于淺螺旋鉆桿。

5 各個方面的經(jīng)濟(jì)對比

原鉆孔施工采用ZDY4300LF型履帶鉆機(jī)，φ94mm鉆頭配合φ73mm淺螺旋鉆桿采用風(fēng)力排粉施工鉆孔時，經(jīng)常出現(xiàn)排粉不暢、夾鉆等情況，造成在21310進(jìn)順鉆孔施工過程中，因鉆孔排粉不暢、夾鉆等現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆桿掉入孔內(nèi)并無法取出，按照損失鉆桿最多的單孔計算30根/孔，按每根鉆桿966元計算，共造成經(jīng)濟(jì)損失28980余元。

由于夾鉆造成鉆孔報廢，按鉆孔每米40元計算，共造成經(jīng)濟(jì)損失3200余元。經(jīng)改進(jìn)后采用三棱螺旋鉆桿在地質(zhì)構(gòu)造帶進(jìn)行鉆孔施工過程中，截止目前為止還未出現(xiàn)過夾鉆掉鉆等現(xiàn)象。

6 結(jié)論

在地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造段使用三棱螺旋鉆桿施工鉆孔時，排粉順暢、鉆壓穩(wěn)定避免鉆渣在鉆孔底部出現(xiàn)堵塞，將孔深從 80米左右提升到130m以上，并大大減少了夾鉆等現(xiàn)象挽回了不必要的經(jīng)濟(jì)損失，從而節(jié)約了資金的成本投入也提高鉆孔的施工效率及成孔率。

作者簡介：程瑞（1980-），男，山東魚臺人，本科，助理工程師，中共黨員，技術(shù)員。