武 昊

（潞安集團潞安金源煤層氣開發(fā)有限責(zé)任公司，山西 襄垣 046204）

1 工程概況

潞安集團常村煤礦1151（3）綜放工作面根據(jù)掘進(jìn)過程中突出危險性預(yù)測預(yù)報結(jié)果，明確指出該面具有突出危險性，如何消突已成為該面能否順利投產(chǎn)的關(guān)鍵。該工作面走向長1674m，傾斜長231.8m，煤層傾角12.8°，厚度約5.4m，于2016年1月16日貫通。煤炭研究院太原分院定的消突方案是在工作面上、下順槽相應(yīng)區(qū)域施工一定數(shù)量的順層長鉆孔，提前對煤層進(jìn)行預(yù)抽和卸壓（本煤層預(yù)抽率須大于30%）。為了提高鉆孔施工深度，推薦采用空壓機供風(fēng)排渣法從切眼向收作線位置依次施工，鉆孔深度：上順槽100m，下順槽120m。1151（3）工作面平面示意圖見圖1。

2 鉆孔施工方法技術(shù)革新

1151（3）工作面從掘進(jìn)至貫通這段時間內(nèi)，防突措施一直采用麻花鉆桿系統(tǒng)壓風(fēng)排渣法鉆進(jìn)，施工孔深多在17～80m，進(jìn)尺較為緩慢。由于消突任務(wù)重，增加上、下順槽鉆孔施工深度已成為消突工作的首要任務(wù)。經(jīng)過對SGZ-IB鉆機的性能和現(xiàn)場施工情況分析，決定仍采用Ф73mm麻花鉆桿、SGZ-IB型鉆機、井下系統(tǒng)壓風(fēng)排渣法鉆進(jìn)，通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)進(jìn)尺突破。

圖1 1151（3）工作面平面示意圖

2.1 選取合適的鉆頭

改用Ф91mm三翼合金片鉆頭，具有降低埋鉆次數(shù)的優(yōu)點，同時提高打鉆速度。不同規(guī)格鉆頭對鉆孔深度的影響見表1所示。

2.2 增加鉆機穩(wěn)固性

鉆機的穩(wěn)固性直接關(guān)系到成孔的質(zhì)量和施工的難易程度，安置鉆機前必須將鉆場浮煤雜物清理干凈，以見巷道實底為準(zhǔn)，并將穩(wěn)固鉆機的絲杠由4根增加到6根，在鉆機四角各打上1根，對角再垂直打上2根，各絲杠均要迎山有力，施工過程及時用牙鉗上緊，保證鉆機在施工過程中穩(wěn)固不動。

表1 不同規(guī)格鉆頭對鉆孔深度的影響

2.3 鉆機距開孔點距離適中

以前工人為了節(jié)約上鉆桿的時間，將鉆機與煤壁距離拉大到加兩根麻花鉆桿（約2m），但在實際開孔及進(jìn)尺過程中，由于鉆桿鉆頭擺動幅度大，鉆頭不能按照設(shè)計角度開孔，鉆進(jìn)過程中容易增加鉆機負(fù)荷，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。另外，外露鉆桿過長也容易造成孔口煤體破碎。應(yīng)嚴(yán)格控制鉆機與煤壁距離，使得孔口距立軸距離控制在1.5m以內(nèi)，有利于鉆孔施工。

2.4 加強規(guī)范操作管理

（1）加強鉆工操作技能培訓(xùn)和鉆機的維修保養(yǎng)工作，做到能合理熟練操作，各部分緊固件連接可靠，運轉(zhuǎn)靈敏。

（2）停鉆前鉆頭要退離孔口一個行程，做到先停機后停風(fēng)，先開風(fēng)后開機。

（3）操作人員要動作協(xié)調(diào)，停鉆卸鉆加尺動作要快，盡量減少停風(fēng)時間。另外為便于計尺，可一次拿10根鉆桿作為一組施工，易計算總進(jìn)尺。

（4）鉆進(jìn)時應(yīng)隨時注意孔口返風(fēng)情況，壓力表的指示有異常時要停止鉆進(jìn)，并且反復(fù)進(jìn)退旋轉(zhuǎn)排屑，待孔內(nèi)正常后方可繼續(xù)鉆進(jìn)，嚴(yán)禁在鉆孔堵塞或排屑不暢情況下盲目加壓進(jìn)尺。

（5）孔內(nèi)有鉆具時實行現(xiàn)場交接班作業(yè)，歇人不停機。

2.5 解決孔口降塵問題

孔口設(shè)兩個5芯噴霧頭解決粉塵問題，噴霧積水再被干鉆屑吸收，作業(yè)環(huán)境得到改善。但須防止噴霧降塵用水進(jìn)入鉆孔內(nèi)。

2.6 確定最佳鉆進(jìn)參數(shù)

轉(zhuǎn)速：開孔采用140r/min，開好孔后采用235r/min；鉆進(jìn)速度：0.5～0.7m/min；給進(jìn)壓力：1.0～1.5MPa；采用風(fēng)壓：0.31～0.48MPa；單孔需風(fēng)量：0.3～1.0m3/min。

2.7 改進(jìn)封孔工藝

順層孔成孔后下5cm套管8m，采用壓風(fēng)排聚氨酯法封孔工藝，即用井下壓風(fēng)將裝在特制容器內(nèi)的聚氨酯混合液，在沒有發(fā)泡前壓進(jìn)待封鉆孔內(nèi)，用這種方法封孔，長度可達(dá)6m以上，孔口負(fù)壓最大達(dá)50kPa。

3 效果評價

1153（3）工作面上、下順槽采用新的鉆孔施工方法和革新技術(shù)后，打鉆進(jìn)尺均取得了重大突破，上順槽單孔進(jìn)尺突破100m，下順槽單孔進(jìn)尺突破120m。用時9個月完成了該面消突鉆孔施工，評價區(qū)域內(nèi)煤層預(yù)抽率平均達(dá)到32.4%。太原分院對打鉆及預(yù)抽結(jié)果評價后，認(rèn)為預(yù)抽區(qū)域已經(jīng)達(dá)到了消突效果，可以采用放頂煤法回采?；夭善陂g，消突效果非常明顯，各項預(yù)測指標(biāo)無一超標(biāo)。