丁6-32050机巷瓦斯抽放钻孔高效施工技术的研究与应用

1、丁 632050 机巷瓦斯抽放钻孔高效施工技术的研究与应用王要伟内容摘要：如何提高施工软煤层钻孔效率，一直是困扰我矿瓦斯抽采打钻作业的技术难题。通过对软煤层瓦斯抽放钻孔高效施工技术的研究与应用，提高施工钻孔的效率，对瓦斯抽采具有重要作用。最终达到防突效果，不但提高了原煤产量，更重要的是确保了矿井的长治久安，具有很大的推广应用价值。关键词：软煤层；钻机应用与改造；瓦斯抽放钻孔矿井瓦斯是煤矿安全生产严重灾害之一，也是矿井安全生产的重大隐患，因 此，防治矿井瓦斯是煤矿安全生产的首要任务，瓦斯抽放钻孔的施工是矿井瓦斯抽采治理瓦斯的重要手段，研究与掌握矿井瓦斯抽放钻孔的施工技术，对保障煤矿安全生产具有重

2、要意义。我矿是煤与瓦斯突出矿井，且煤层赋存条件，煤层属于低透性煤层，煤层透气性较差，煤层较软，如何提高施工软煤层钻孔效率，一直是困扰我矿瓦斯抽采的技术难题。本论文简要介绍在我矿丁6-32050 机巷软煤层中高效施工瓦斯抽放钻孔技术的研究与应用，具有很大的推广应用价值。一、工作面概况丁 6-32050 工作面位于三水平丁二采区东翼中部，西起三水平丁二皮带下山，向东至丁 6 煤层薄煤带，南邻丁6-32030 采空区，向北未采掘。西段位于滑角山北坡，中段位于竹园水库下部，东段位于张寨山西北坡。其地面标高为+170+220m，工作面标高为 -608 -685m。工作面机、风巷及瓦斯治理巷呈平 行布置，

3、风巷与丁6-32030 机巷沿空送巷（中对中9m，净煤柱 4m），瓦斯治理巷与丁 6-32050 风巷中对中 70m，净煤柱 65m。瓦斯治理巷与丁6-32050 机巷中对中 80m，净煤柱 75m。该工作面沿丁 6 煤层顶板施工，工作面地层为一北东倾斜的单斜构造，地层倾角 1322/15 。丁 6 煤层上有丁 4、丁 5 两个邻近层，丁 4、丁 5 煤层厚度分别为 0.5 0.8/0.65m 、0.7 1.1/0.85m 。丁 4 与丁 5 煤层相距 1.0 3.5/2.8m ，丁 5 与丁 6 煤层相距 5.0 9.7/6.5m 。该工作面总工程量： 7637.6m，其中：机巷 2627m

4、，机片 151.8 ，机巷回风川32.0m，风巷 2395.4m，风巷联络川12.2m，机巷高抽巷 1920m，机巷高抽巷联络巷 94m，切眼高抽巷 161.6m，切眼 143.6m。可采走向长度2422m，采长143.6m，采高 2.4m。可采储量 121.33 万 t 。二、瓦斯抽放钻孔设计根据中国矿业大学对三水平丁二采区丁6 煤层瓦斯突出危险性区域划分，该工作面位于突出危险区，为突出危险工作面。该工作面首先执行区域防突措施且 瓦斯抽采达标后方可施工。因此，丁6-32050 机巷需要施工本煤层瓦斯抽放钻孔，并布置在软煤层中，根据河南理工大学测得我矿丁 6 煤层 89mm钻孔瓦斯抽放半径 2

5、.6m，丁 6-32050 采面区域防突措施按 89mm钻孔孔间距 4m进行布孔，孔深 80m，孔径 89mm，方位 90，倾角平均 15（ 13 22，实际倾角平行巷道施工点煤层倾向）。施工完毕及时封孔、联网抽放。三、使用新型煤矿用履带式液压钻机施工瓦斯抽放钻孔原先在丁 6-32050 机巷施工本煤层钻孔主要使用 ZDY2000、 ZDY4000 型液压钻机施工本煤层钻孔，钻机采用分组式布置，整机分主机、泵站、操纵台三大部分，各部分之间用软管连接，搬迁运输非常不方便，施工一个 80m的钻孔，从移钻机、油泵、操作台、开关、沙箱、黄土箱等，到打钻结束，需要约 8 个小时，若施工过程中遇到夹矸或岩

6、石，则施工时间更长，造成施工劳动强度大，成孔效率低，影响丁 6-32050 机巷的消突工作。通过对打钻现场条件、煤层情况的资料收集研究，我队组织人员和钻机厂家联 系沟通，查看各种钻机参数、资料，研究各种钻机特性。采用新型履带式液压 钻机施工软煤层钻孔，并积极组织专业人员进行现场盯岗写实。新型钻机工作 机构与动力系统合为一体，该钻机宽度小于1m，并经改造后将开关、沙箱、黄土箱等物品也能放置在钻机上同时移动，达到结构紧凑、全液压控制、操作方 便灵活、履带行走、移位方便、机动性好、省时、省力。且新型履带式液压钻 机，给进、起拔能力大，能够有效提高瓦斯抽放钻孔深度，保证抽放效果。四、优化瓦斯抽放钻孔施

7、工技术在丁 6-32050 机巷本煤层瓦斯抽放钻孔施工期间，由于煤层较软，新型煤矿用履带式液压钻机也会出现钻孔排粉不畅、钻不进、卡钻、钻杆断裂、钻具损坏 等情况，为了解决问题，积极组织专业人员进行现场盯岗写实，采用新型三棱钻杆，直径 73mm，长 1m，扩大了排出煤粉和瓦斯的通道，结果表明，三棱钻杆在软煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工中能够高效成孔，排粉顺畅，解决传统钻杆在 软煤层顺层瓦斯抽放钻孔施工时的卡钻、埋钻、排渣效率低等问题，保证瓦斯 抽放效果。为了不断优化钻孔施工功效，我队专业人员和钻机厂家沟通联系，对钻机施工期间容易损坏出故障、不方便操作的部位进行了改进：新型煤矿用履带式液压钻机原动力头卡

8、盘内胶桶容易损坏，造成动力头漏油，影响打钻施工，为解决此难题，采用无胶桶液压卡盘代替现有卡盘，更换后3 个月内施工将近 200 个本煤层深孔，没有出现卡盘漏油情况，效果明显。另外新型煤矿用履带式液压钻机导轨进行调整，可实现水平180旋转，俯仰 - 50 +90调角，垂直900mm升降距离，所有功能全部实现液压控制，稳钻调整快速灵活。为了不断优化钻孔施工功效，也要不断提高钻机司机的操作水平，钻孔施工过程中，要密切注意打钻过程中钻机操作台上压力表读数变化情况，当压力表读数发生急剧变化，或者出现排粉量急剧减少，钻进困难，出现钻孔出风、排粉不畅时，必须将钻杆退出两根以上，然后送风查看排粉情况，应充分排

9、粉，如果排粉仍不正常，需继续退、卸钻杆，严禁在不排粉的情况下钻进，防止孔五、效果分析在丁 6-32050 机巷本煤层钻孔施工期间，从原来施工一个80m的钻孔需要约 8个小时，到现在，施工一个同样深度的钻孔仅需要4 个小时，大大缩短了施工时间，提高了功效，特别是皮带机头及皮带机头以里30m处，由于施工单位需要安设皮带机头，就需要我队先施工此处瓦斯抽放钻孔，提前预抽，而其它钻 机无法施工，所以我队就利用新型履带式液压钻机体积小、移动方便、施工高 效的特点，采用此钻机3 天时间将该处瓦斯抽放钻孔施工完毕，为生产提供有利条件。采用新型钻进技术后，钻孔全部采用“两堵一注”带压封孔并联网抽放，单孔瓦斯浓度

10、由原来的10%40%变为 25% 55%，抽放系统浓度由原来的平均21%变为 39%，系统流量由原来的44m?/min 提高到 110 m?/min ，抽放效果大幅提高， 有效的预抽了煤层中的瓦斯，保证了高突工作面的安全生产。六、结束语通过对我矿打钻施工工作面丁6-32050 机巷的现场条件、煤层情况的资料收集研究，不断改进钻机性能，使钻机更符合我矿软煤层瓦斯抽放钻孔的施工，并 不断优化施工工艺，提高操作技能，实现了软煤层深孔钻孔的高效施工，钻孔 成型好，质量高，抽放效果明显，符合抽放規范要求，又能够解决采面煤层中 瓦斯制约生产的目的，达到防瓦斯、防突效果，不但提高了原煤产量，更重要 的是确保了矿井的长治久安。现已在我矿丁6-32050 机巷工作面得到很好的应用，下一步准备在其它施工本煤层瓦斯抽放钻孔的工作面推广使用，对提高矿 井产能意义重大，具有很大的推广应用价值。参考文献煤矿安全规程北京：中国法制出版社.2016.姬光喜. 矿井瓦斯抽采 M. 徐州：中国矿业