孟津矿12011轨道顺槽顺层抽放钻孔施工调研报告(修改后定稿)

1、.孟津矿12011轨道顺槽顺层条带预抽钻孔施工 调 研 报 告二一一年六月九日.;孟津矿12011轨道顺槽顺层条带预抽钻孔施工 调 研 报 告义煤集团孟津矿为突出矿井，煤层瓦斯压力高达3.1MPa，突出危险性较大。目前该矿12011轨道顺槽采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行煤巷掘进，针对在采取该区域防突措施过程中施工钻孔深度达不到设计要求、 “夹、顶、喷”现象严重等问题，集团公司于2011年5月27日由通风处、瓦斯研究所、安全健康环保部抽调专门人员对孟津矿12011轨道顺槽煤巷掘进工作面采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施钻孔施工情况进行了现场跟班调研，现就调研情况汇报如

2、下：一、工作面概况12011工作面轨道顺槽位于矿井西区，设计全长1001m，其中外段489m为岩巷（工业广场保护煤柱），里段512m为煤巷，现岩巷已施工结束，煤巷已施工43m（含揭煤段）。工作面沿二1煤层顶板掘进，掘进断面为20.79，净断面18，巷道支护采用锚、网、梁综合支护，顶部挂金属网。工作面采用两组局部通风机供风，工作面风量为 970m3/min。根据勘探钻孔资料和已揭露地质资料，该工作面煤层厚度较为稳定，煤厚为08.92 m,平均为2.2m，受褶皱控制煤层产状及厚度变化较大，预计该掘进工作面煤层倾角平均为 5，煤层呈粉末状，少量块状，结构简单，局部含夹矸一层。该工作面未进行瓦斯基础参

3、数测试，根据河南理工大学在义安矿所做同一煤层测定二1煤层瓦斯含量平均为 11.26 m3/t。根据中国矿大在该矿所测的煤层瓦斯含量最大为 13.79 m3/t，该煤层煤与瓦斯突出危险性较大。二、区域防突措施钻孔设计12011轨道顺槽在揭开煤层执行第一次区域防突措施过程中，由于使用钻机及施工要求的不同，先后进行了五次区域防突措施钻孔的设计，其中在五次设计中，采用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工设计了31个钻孔（见附表1），现对五次设计中采用该钻机施工钻孔的设计作简要介绍：1、第一次区域防突措施钻孔共设计钻孔50个，当时准备使用ZYW-1200型煤矿用全液压钻机施工，后来矿上开始试验ZYW-

4、4000型煤矿用全液压钻机，就将正头设计的8个钻孔使用该钻机施工，8个设计钻孔编号分别为22、23、24、25、22、23、24、25，见附图1。2、第二次区域防突措施钻孔设计是在第一次正头设计的8个钻孔施工完后，在该工作面正头设计了7个防突措施孔使用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机试验，7个钻孔编号分别为1、2、3、4、5、6、7，见附图2。3、第三次区域防突措施钻孔设计是在前两次设计的钻孔使用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工完后，考虑到对前方煤体卸压，设计补14和补14两个钻孔，见附图三。4、第四次区域防突措施钻孔设计是在工作面正头左帮采用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工设计

5、了10个钻孔，其钻孔编号从补1到补10，见附图四。5、第五次区域防突措施钻孔设计是由于右帮钻场的ZYW-1200型煤矿用全液压钻机控制深度达不到设计要求，在工作面正头右帮采用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工设计了4个钻孔，其钻孔编号分别为补1、补2、补3、补4，见附图五。三、顺层抽放钻孔施工情况本次顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯是该工作面揭开煤层之后执行的第一次区域防突措施。部分钻孔使用ZYW-1200型煤矿用全液压钻机施工，部分钻孔使用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工。现仅对ZYW-4000型煤矿用全液压钻机的施工调研情况做如下分析：1、前时间段钻孔施工情况据孟津矿介绍，5月20日

6、4点班开始使用ZYW-4000型煤矿用全液压钻机施工本地区顺层抽放钻孔，截止5月27日8点班共施工顺层抽放钻孔15个（见附表1），共计孔深797m，平均每个钻孔53m。其中深度70m以上1个，60m70m钻孔4个，50m60m钻孔7个，50m以下钻孔3个，分别占施工钻孔总数的6.7%、26.7%、46.7%、20%。在施工的15个抽放钻孔过程中均出现不同程度的“夹、顶、喷”现象，特别是在施工前三个钻孔时，“夹、顶、喷”现象较为严重，第一个钻孔和第二个钻孔施工时由于夹钻、喷孔严重，分别掉钻杆13根、44根和钻头各一个；第三个钻孔施工时顶钻严重，特别是施工到30m以后瓦斯喷出较大，是采用二次套打，

7、并用两班时间才施工56m。2、后时间段钻孔施工情况从5月27日4点班开始，集团公司调研组分三班对井下进行现场跟班调研，至6月8日8点班，ZYW-4000型煤矿用全液压钻机共施工钻孔21个（见附表1）。现针对钻孔施工情况做如下分析：施工的21个钻孔，共计孔深1139.5m，平均每个钻孔54.3m。其中深度70m以上2个，60m70m钻孔2个，50m60m钻孔11个，50m以下钻孔6个，分别占施工钻孔总数的10%、10%、52%、28%。施工的21个抽放钻孔虽然比前段时间施工的钻孔深度有所提高，但钻孔在施工过程中也伴有不同程度“夹、顶、喷”现象和瓦斯异常现象，特别是掉钻杆情况严重，施工的21个钻孔

8、，共掉钻杆104根，钻头4个。四、ZYW-4000钻机在钻孔施工过程中存在的问题1、钻孔施工难度较大，耗时较长，在钻孔施工到应力集中带时会出现不同程度的“夹、顶、喷”现象和钻孔瓦斯大量涌出，严重时钻场内局部瓦斯浓度能达4%以上，易造成压钻或其他钻进事故。2、该地区煤质松软，煤层瓦斯压力较大，钻孔孔口成型差，开孔段极易形成伞檐状、台阶状、弯曲状等，对钻孔封孔及二次套打造成困难。3、钻孔施工过程中防喷装置及除尘设备使用效果不佳。4、抽探队伍人员较少，钻机操作人员素质高低不一，现场个别施工人员在遇“夹、顶、喷”现象和钻孔瓦斯大量涌出时有畏惧心理，怕丢失钻头、钻杆及造成瓦斯超限事故。5、ZYW-400

9、0煤矿用全液压钻机尺寸较大，移动不便，配套三棱钻杆接头强度不够易折断。6、由于现场施工条件限制，钻孔开口位置及钻孔施工参数与设计存有一定的误差。五、结论及建议1、结论通过对孟津矿12011轨道顺槽使用ZYW-4000煤矿用全液压钻机现场施工情况的调研，钻孔施工难度较大，耗时较长，在钻孔施工到应力集中带时会出现不同程度的“夹、顶、喷”现象和钻孔瓦斯大量涌出，特别是前几个钻孔施工时“夹、顶、喷”较为严重，但只要采取“逐个套打、逐段套打”的施工工艺，且现场施工人员能尽力操作，施工60m深的顺层条带预抽钻孔是能够实现的。2、建议通过对孟津矿12011轨道顺槽区域顺层抽放钻孔施工的现场调研，建议如下：每

10、次区域措施实施前要先进行煤体压裂、然后再施工抽放钻孔。区域顺层抽放钻孔实施前，工作面迎头及巷帮钻场内要喷浆固化，以保证钻孔的施工质量，且钻场断面要满足现场施工的需要。由于工作面正头施工的区域顺层条带预抽钻孔在掘进过程中不能实现连续抽放，工作面在掘进过程中必须采取局部防突措施。钻孔施工期间加强防喷装置和防尘装置现场使用管理，并要保证其使用可靠有效。进一步加强钻孔验收制度现场管理和执行力度，制定相应的深孔钻孔施工奖罚制度，提高钻孔施工人员的积极性，保证抽放钻孔的施工质量。增大抽放队伍，提高钻工业务技术素质，培养现场施工人员解决问题能力。积极推广钻孔施工的新设备，摸索寻找适合孟津矿钻孔施工的新工艺。

11、6附表1 孟津矿12011轨道顺槽ZYW-4000型钻机施工钻孔设计及实际打钻情况明细设计顺序孔号钻孔设计参数设计煤孔长度（m）钻孔实际参数实际孔深（m）备注偏角（）仰角（）偏角（）倾角（）第一次设计220.00 5600460断钻杆掉13根，钻头一个230.00 360042727时喷孔严重，退钻240.00 1600344夹死钻杆44根，钻头1个250.00 -134.30-15636m时有顶钻现象，52m时有喷孔现象220.00 560046039m时有顶钻严重，停5min后又从新施工230.00 3600358有喷孔，顶钻，夹钻现象240.00 1600173有不同程度的夹、顶、喷现象

12、250.00 -134.30-239有顶钻现象第二次设计1左15.18460.1左15556无异常现象左15450有夹钻现象，掉钻杆10根及钻头一个左154502左10.77459左1145140m后又顶钻现象3左6.23458.3左646149m时有顶钻现象40.00 458左2443见岩5右6.23458.3右656046m后又夹、顶、喷现象6右10.77459右11450无异常现象7右15.18460.1右1545241m时有喷孔现象，且之后有夹钻现象第三次设计补14左205.00 45.04左20557见岩左20647见岩补14右205.00 45.04右20560井下钻杆用完退钻第四

13、次设计补1左14.225.00 62.13左14455使用麻花钻杆打钻补2左10.645.00 61.28左1055630m后顶钻、喷孔现象，退钻时钻杆折断，掉14根钻杆、1个钻头补3左7.45.00 60.73左7555本班施工55m后钻杆压死，钻机停止施工补4左5.145.00 60.47左9360.550m后有不同程度的夹、顶、喷现象补5左2.865.00 60.3左2443见岩补6左20.813.50 42.87左20444使用麻花钻杆打钻补7左17.433.50 52.5左1735650m时有顶、夹钻现象，钻杆用完退钻补8左13.122.00 61.65左132 5640m时有喷孔现象，退钻时钻杆折断，掉钻杆30根，钻头1个左1325750m后时有顶、夹钻现象补9左9.722.00 60.91左10486终孔86m；掉钻杆34根；50m后有不同程度的夹、顶、喷现象补10左6.982.00 60.48左7273终孔73m；掉钻杆20根，钻头一个；50m后有不同程度的夹、顶、喷现象第五次设计补1右14.22562.13右15552使用麻花钻杆打钻补2右7.4560.73右7450使用麻花钻杆打钻右5453使用麻花钻杆打钻补3右2.86560.3右7642掉6根麻花钻杆和1个钻头补4右17.433.552.5右1