改善施钻环境提高抽采效率研究

1、1 项目类别：项目类别：抽采专业抽采专业 项目编号：项目编号：增补项目增补项目科 学 技 术 报 告改善施钻环境提高抽采效率研究 承担单位：松藻煤电公司石壕煤矿承担单位：松藻煤电公司石壕煤矿 协作单位：公司通瓦部协作单位：公司通瓦部 报告撰写：胡光胜报告撰写：胡光胜 完成时间：完成时间：2015 年年 11 月月 4 日日2目目 录录1 1 前言前言 .2 22 2 施钻作业环境状况及存在问题施钻作业环境状况及存在问题 .3 33 3 改善施钻作业环境研究内容及实施情况改善施钻作业环境研究内容及实施情况 .4 43.13.1 改善施钻作业环境巷道基本情况改善施钻作业环境巷道基本情况 .43.2

2、3.2 成立专业清沙队伍成立专业清沙队伍 .43.33.3 研制水渣分离矿车研制水渣分离矿车.43.43.4 优化钻屑清收方案及实施情况优化钻屑清收方案及实施情况.54 4 改善施钻作业环境提高抽采效率效果考察改善施钻作业环境提高抽采效率效果考察 .6 64.14.1 抽采进尺台机效率的考察抽采进尺台机效率的考察 .64.24.2 瓦斯巷搬家安全效果考察瓦斯巷搬家安全效果考察 .74.34.3 边界瓦斯巷积沙现状效果考察边界瓦斯巷积沙现状效果考察 .85 5 结论结论 .8 831 1 前言前言 石壕煤矿为煤与瓦斯突出矿井，煤层透气性系数低，煤质松软，煤层瓦斯含量大，抽放钻孔施工过程中垮孔严重

3、，瓦斯预抽困难，严重威胁矿井采掘安全。随着矿井开拓向深部延伸，瓦斯治理已成为矿井发展的瓶颈，面对矿井瓦斯治理严峻形势，根据“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针；树立“确保打孔质量，严封闭，高效抽采”等瓦斯治理观念；完善立体综合抽采格局，把“先抽后掘、先抽后采、以抽定产”的瓦斯治理方针贯穿于瓦斯综合治理的全过程中，依靠先进科技，强化瓦斯抽采技术、严格现场管理，以矿井瓦斯抽采达标为目标，确保矿井安全生产，为使矿井达到抽采超前，石壕煤矿 2015年在 2014 年实施“三定打钻”的基础上，积极改善钻孔施工作业环境，提高钻进效率。2 2 施钻作业环境状况及存在问题施钻作业环境状况及存在问题2

4、.12.1 施钻作业环境现状施钻作业环境现状2014 年以来，石壕煤矿实施“三定打钻”后，钻机台机进尺大幅提高，但是随之而来的出现的就是巷道积沙严重问题，施钻环境不容直视。石壕煤矿瓦斯巷施钻一直沿用的清沙方式是在施钻点下方 1020m 的斜坡上按照 610m的斜距拦两处挡沙墙，形成积沙池。为防止钻屑积满沙池溢出流到边界瓦斯巷，还要在瓦斯巷末端斜坡上按照 610m 的斜距拦三处处挡沙墙。只要积沙池满了，当班钻工就得清理池中的钻屑。钻工使用铁锹将钻屑清理到编织袋内，捆绑后堆积在巷道两侧，等到堆积到一定程度后才用一吨矿车装车运出。2.22.2 存在问题存在问题（1）瓦斯巷实施拦沙挡墙后，钻机搬家困难

5、，阻碍通道，需要将沙墙清理移开后才能搬到下一个施钻点，沉淀池里的沙积满了，钻工兼做清沙工，费时费工，导致钻机台机效率不高，台机效率保持在 48006000m。（2）石壕煤矿瓦斯巷一直是 2.6m 宽的巷道，巷道两侧堆积沙袋后，阻碍施钻地点安全通道，特别是在搬家的时候，由于巷道内堆积物太多，易造成钻4工在搬家中受伤。（3）要施工尾排联络巷的瓦斯巷，掘进队进场前必须先要清理整条瓦斯巷钻渣钻屑，费时费工，拖延工期。边界瓦斯巷积沙严重，给边界瓦斯巷的通风、人行及材料运输造成困扰（如图一示） 。（4）清沙工具落后，全靠人工用铁锹一铲一铲的清理。钻工要打钻又要清沙，不能形成一个专业的施钻队伍，就不能进一步

6、确保矿井的抽采进尺任务。图一图一 边界瓦斯巷积沙严重边界瓦斯巷积沙严重3 3 改善施钻作业环境改善施钻作业环境研究内容及实施情况研究内容及实施情况3.13.1 改善施钻作业环境巷道基本情况改善施钻作业环境巷道基本情况石壕煤矿2015年在矿井各条瓦斯巷展开改善施钻作业环境项目研究，主要分为南、北区域。南区有南四区1#瓦斯巷、南四区3#瓦斯巷、南五区2#瓦斯巷、南五区3#瓦斯巷，风向为上行风。北区有北四区3#集中回风巷、北三区9#瓦斯巷，风向为上行风。南、北区域瓦斯巷巷道长度在10001200米，坡度在915，平均12。3.23.2 成立专业清沙队伍成立专业清沙队伍石壕煤矿2015年年初在抽采队成

7、立了以专门清沙为目的的清沙小组，小组5成员14人，并指派一名副队长专门管理清沙小组。3.33.3 研制水渣分离矿车研制水渣分离矿车石壕煤矿从以往清沙的经验中发现采用一吨矿车装运钻屑，钻屑粘稠，渣水不能分离。一吨矿车里面一半的沙，一半的水。导致清沙现场钻屑来不及清理，阻塞巷道，清沙效率低下。为解决这一问题，石壕煤矿对翻斗车进行小改小革。在翻斗车两侧钻眼处先用5mm的铁皮焊接加固，然后钻三排直径10mm的排水眼（详见附图二） 。图二图二 水渣分离矿车水渣分离矿车3.43.4 优化钻屑清收方案及实施情况优化钻屑清收方案及实施情况3.4.13.4.1 清沙方式的优化及实施清沙方式的优化及实施石壕煤矿以

8、往清沙都是采用人工用铁锹一铲一铲的清理，清沙方式原始。为解决原始的清沙方式，石壕煤矿抽采专业在南四区、南五区瓦斯巷的下车场安装17KW型耙矸机。采用耙矸机清沙，降低劳动力，提高清沙量。63.4.23.4.2 清沙运输路线的优化及实施清沙运输路线的优化及实施清沙运输路线较远，特别是南四区、南五区清沙区域。南区的清沙运输路线是从各瓦斯巷下落平清沙点+50m总回风巷南五区1#瓦斯巷+280m运输大巷副立井地面。运输环节多且复杂，主要是斜坡运输较多，清沙工又要清沙又要搞运输，导致一天的清沙量低下。为减少运输环节，优化清沙运输路线，在+50m总回风巷施工翻矸立眼和排水立眼（详见附图三） 。届时清沙运输路

9、线将从各瓦斯巷下落平清沙点+50m总回风巷翻矸立眼+25m运输大巷2#副立井地面，清沙工只需要将沥干的沙翻进立眼，+25m运输大巷全是平巷运输，运输环节简单，省时省力。附图三附图三 翻矸立眼设计图翻矸立眼设计图4 4 改善施钻作业环境提高抽采效率效果考察改善施钻作业环境提高抽采效率效果考察4.14.1 抽采进尺台机效率的考察抽采进尺台机效率的考察石壕煤矿 2015 年年初成立专业清沙小组后，钻工及清沙工各司其职。钻工不再清理瓦斯巷的钻屑积沙，逐渐形成一个相对专业的抽采钻工队伍。2015 年1 月10 月的抽采钻尺台机效率做了分析，在实施专业清沙和“三定”打钻期间，钻机台机效率从 2014 年

10、48006349m 提高到今年的 50707763m（详见附表一）7附表一附表一 20152015年钻机台机效率分析表年钻机台机效率分析表抽采钻孔台机效率分析表抽采钻孔台机效率分析表一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月进尺（m）66840617156941450706543455901555639535775181151908平均钻机台数1211121079101098台机效率(台/m)55705610.45 5784.50 5070.60 7763.57 6557.22 5563.90 5357.70 5756.78 6488.50 备注三八制三八制三八制停工 7天四六制四六制三八制三八

11、制三八制三八制在实施了“三定”打钻后，石壕煤矿的钻尺台机效率发生了量的变化，从2013 年的最大台机效率 4474m 提高到 2014 年的最大台机效率 6439m。在“三定”打钻的基础上，石壕煤矿 2015 年成立专业清沙小组后，清沙工专门清沙，钻工专职打钻，可以直观的看到 2015 年的钻尺最大台机效率明显提高到 7763m（详见附图四） 。附图四附图四 2013201320152015 年钻机最大台机效率分析年钻机最大台机效率分析4474643977630100020003000400050006000700080002013年（未三定）2014年（三定）2015年（三定+清沙）台机效率

12、(台/m，max)4.24.2 瓦斯巷搬家安全效果考察瓦斯巷搬家安全效果考察改善施钻环境，成立专业清沙小组后，瓦斯巷的钻屑自流到边界瓦斯巷，由清沙工专职清沙。瓦斯巷巷道两侧不再堆积沙袋，较以前施钻地点安全通道明显畅通多了，在搬家的时候，由于巷道内没有堆积沙袋，钻机、操作台、泵站及其附属用品都能整齐的定制化摆放。由于巷道内杂物少，钻工在搬家中受8伤的次数明显降低。在搬家过程中受伤的从 2014 年的 5 人次下降到 2015 年的1 人次（详见附图五） 。附图五附图五 2014201420152015 搬家过程中受伤人次分析搬家过程中受伤人次分析510123452014年（三定）2015年（三定+清沙）搬家过程中受伤人数搬家过程中受伤人数4.34.3 边界瓦斯巷积沙现状效果考察边界瓦斯巷积沙现状效果考察改善施钻环境，成立专业清沙小组后，施工尾排联络巷的瓦斯巷，掘进队进场前不需要清理整条瓦斯巷钻渣钻屑，可以直接进场。边界瓦斯巷不再积沙，边界瓦斯巷的通风正常，边界瓦斯巷人行及运输都能正常通行。5 5 结论结论（1）改善施钻环境后，钻屑积沙自流到瓦斯巷下落平，钻机搬家较以前