解志勝

(晉煤集團(tuán) 胡底煤業(yè)，山西 沁水 048203)

胡底煤業(yè)屬于高瓦斯突出礦井，目前治理瓦斯最有效的途徑就是抽放瓦斯，要想取得良好的抽放效果，首先需要有先進(jìn)的打鉆工藝，在打鉆施工過程中經(jīng)常遇到鉆孔噴孔現(xiàn)象，大量瓦斯和煤粉顆粒高速噴出，傷害鉆孔施工人員，大量瓦斯涌入巷道，導(dǎo)致瓦斯傳感器報(bào)警，危害礦井安全生產(chǎn)，無法繼續(xù)施工鉆孔。2016年胡底煤業(yè)因打鉆噴孔導(dǎo)致瓦斯傳感器報(bào)警次數(shù)達(dá)6次。

1 鉆孔瓦斯噴孔及瓦斯超限的原因分析

1.1 施鉆孔瓦斯噴孔

1) 施工軟煤時(shí)，經(jīng)常因交接班、無故停水、停電導(dǎo)致停鉆。停鉆后，孔內(nèi)的瓦斯積聚，當(dāng)再次開啟鉆機(jī)向孔內(nèi)送水時(shí)，積聚在孔內(nèi)的瓦斯會(huì)瞬間被高壓水帶出，發(fā)生瓦斯與煤粉噴孔現(xiàn)象。

2) 普鉆施工鉆孔時(shí)，經(jīng)常因無計(jì)劃揭露報(bào)廢或停抽的千米鉆孔，導(dǎo)致千米鉆孔內(nèi)的瓦斯瞬間通過普鉆鉆孔通道涌入巷道，造成噴孔現(xiàn)象。

3) 施工鉆孔時(shí)，因未及時(shí)掌握前方地質(zhì)構(gòu)造情況，導(dǎo)致鉆孔在施工該區(qū)域時(shí)，富積區(qū)域的瓦斯瞬間涌入巷道，造成瓦斯噴孔。

4) 鉆孔鉆進(jìn)速度過快，煤體加速粉碎，煤體內(nèi)的吸附瓦斯瞬間變?yōu)橛坞x瓦斯，由于排渣不暢，孔內(nèi)的瓦斯不能及時(shí)被帶出孔外，當(dāng)孔內(nèi)的瓦斯積聚到一定壓力后瞬間釋放，造成瓦斯噴孔。

5) 穿層鉆孔揭露原始煤體瓦斯，當(dāng)鉆頭不斷向煤層靠近時(shí)，鉆孔孔壁應(yīng)力重新分配，煤體內(nèi)的瓦斯受應(yīng)力影響，向鉆孔揭露煤體處積聚，導(dǎo)致鉆孔在揭露煤層瞬間瓦斯噴出。

1.2 鉆孔噴孔瓦斯超限報(bào)警

1) 鉆孔封孔時(shí)，孔口負(fù)壓裝置斷開，孔內(nèi)瓦斯噴出，造成瓦斯超限報(bào)警。

2) 施鉆過程中，瓦斯噴出時(shí)，孔口防噴孔裝置不起作用，導(dǎo)致瓦斯超限報(bào)警。

3) 鉆孔內(nèi)瓦斯噴出量大于孔口負(fù)壓抽出量導(dǎo)致瓦斯超限報(bào)警。

2 改造前孔口防噴孔裝置的缺陷分析

改造前孔口防噴裝置在施鉆期間出現(xiàn)鉆孔噴孔瓦斯超限現(xiàn)象，主要是由于防噴裝置存在不足導(dǎo)致的：1) 下排渣口沒有負(fù)壓裝置。2) 鉆桿穿過孔口四通處的4英寸口封閉不嚴(yán)。3) 孔口四通上抽口1趟4英寸軟管滿足不了大量瓦斯噴出時(shí)的負(fù)壓要求。4) 1 m長氣囊過小起不到瞬間瓦斯噴出緩沖的作用。

氣囊采用800 mm風(fēng)筒制作，長度不少于1 m；孔壁與孔口套管之間采用聚氨酯封堵，保證不漏水、不漏氣；孔口四通與鉆桿之間安裝皮墊，皮墊采用法蘭與螺絲固定；孔口氣囊單獨(dú)連接一趟負(fù)壓裝置；孔口排渣口連接水箱。改造前防噴孔裝置圖見圖1.

圖1 改造前防噴孔裝置圖

3 防噴孔裝置技術(shù)改造

1) 在下排渣口安裝汽水分離器裝置。

2) 加裝兩趟上抽孔口負(fù)壓裝置。

3) 對(duì)孔口皮墊及法蘭盤采用量身定制，并且每施工一個(gè)鉆孔進(jìn)行一次法蘭盤更換，確?？卓诘拿芊庑?。

4) 將孔口氣囊由1 m改為3 m，縮短瓦斯噴出的緩沖時(shí)間。

5) 下排渣口增加負(fù)壓裝置。

氣囊采用800 mm風(fēng)筒制作，長度不少于3 m；孔壁與孔口套管之間采用聚氨酯封堵，保證不漏水、不漏氣；孔口四通與鉆桿之間安裝皮墊，皮墊采用法蘭與螺絲固定；孔口氣囊單獨(dú)連接一趟負(fù)壓裝置，外在孔口多加一個(gè)四通，單獨(dú)連接負(fù)壓裝置；孔口排渣口水箱必須連接一趟負(fù)壓裝置。改造后防噴孔裝置圖見圖2.

圖2 改造后防噴孔裝置圖

6) 在打鉆過程，續(xù)接鉆桿時(shí)，經(jīng)常因水便卸掉后，瓦斯從鉆桿尾部噴出巷道，為杜絕鉆桿尾部瓦斯噴出，在鉆桿尾部安裝了汽水換向閥門。鉆桿尾抽裝置圖見圖3，當(dāng)鉆桿尾部瓦斯噴孔較大時(shí)，將水管閥門關(guān)閉，開啟2英寸負(fù)壓閥門連抽鉆孔內(nèi)的瓦斯。

圖3 鉆桿尾抽裝置圖

4 現(xiàn)場(chǎng)施鉆管理

1) 建立鉆孔視頻記錄臺(tái)賬，確保每個(gè)鉆孔從開孔到鉆孔結(jié)束不停鉆，并且對(duì)軟煤區(qū)域進(jìn)行多掏煤，不允許軟煤未掏完就繼續(xù)鉆進(jìn)。

2) 從鉆孔源頭抓起，在施工鉆孔時(shí)，提前確定鉆孔施工前方的地質(zhì)情況、煤層氣氣井及千米鉆孔情況，確保在施工時(shí)，遇到瓦斯異常及時(shí)采取措施。

3) 在鉆孔退鉆封孔時(shí)，確保封孔的每個(gè)環(huán)節(jié)負(fù)壓裝置不斷開，杜絕瓦斯超限。

5 瓦斯治理效果

通過加強(qiáng)管理，改進(jìn)技術(shù)設(shè)備，瓦斯噴孔次數(shù)明顯減少，半年內(nèi)未發(fā)生瓦斯傳感器報(bào)警。改造前后瓦斯噴孔及瓦斯超限情況見表1，表2.

表1 改造前半年內(nèi)瓦斯噴孔及瓦斯超限情況表

表2 改造后半年內(nèi)瓦斯噴孔及瓦斯超限情況表

6 結(jié) 語

抽放鉆孔孔口裝置的改造，有效地減少了瓦斯噴孔次數(shù)，杜絕了因鉆孔瓦斯噴孔導(dǎo)致的瓦斯傳感器報(bào)警，確保了抽放鉆孔的安全施工，提高了打鉆的效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)提前抽放，解放了原始煤體瓦斯，確保了工作面的正常回采。