松軟煤層順層鉆孔分析

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1、松軟煤層順層鉆孔分析1、穿層鉆孔抽放煤層瓦斯的防突作川機(jī)理煤層抽放鉆孔的施工，造成了鉆孔周圍煤層的局部卸圧；通過(guò)抽排煤層屮的瓦斯，可以使具冇突出危險(xiǎn)的煤層中的瓦斯壓力和瓦斯含量大幅度降低，使煤體內(nèi)的瓦斯?jié)撃艿玫结尫挪⒔档?；瓦斯的排放可以引起煤層的收縮變形，使煤體的應(yīng)力降低，煤體的透氣性增大，即煤體應(yīng)力的下降也使煤層中的潛能得到釋放。這些都在不同程度上降低了導(dǎo)致突出發(fā)生的主動(dòng)力和能量；同時(shí)，煤體中的瓦斯樣放后，煤體堅(jiān)固性系數(shù)捉高，使得煤體的強(qiáng)度增大，這樣就增強(qiáng)了煤體的機(jī)械強(qiáng)度和煤體的穩(wěn)定性，使得發(fā)生煤與瓦斯突出的阻力增大。鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，可以從減弱煤層突出的主動(dòng)力和

2、增強(qiáng)抵抗突出的能力兩個(gè)方面起到消除或消弱煤層突出危險(xiǎn)性的效果,,O采用穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯是突出煤層冋采工作面一種重要的區(qū)域防突措施。對(duì)于松軟高瓦斯煤層，由于受煤層起伏、地質(zhì)構(gòu)造、煤層瓦斯、煤層力學(xué)性質(zhì)、煤層厚度、鉆機(jī)具能力、施工工藝等因素影響，在順層鉆孔施工中，鉆孔深度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)深度，致使采煤工作而經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)抽“空白區(qū)”，給回采帶來(lái)極大的突出威脅；另外，采用常規(guī)的封孔技術(shù)，由于封孔質(zhì)量難以保證，瓦斯抽放濃度一般偏低，影響瓦斯抽放和防突效果。因此，如何捉高鉆孔施工深度和成孔率，消除冋采工作面順層預(yù)抽“空白區(qū)”，如何提高封孔質(zhì)量、抽放效果，是松軟突出煤層

3、亟待解決的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。筆者根據(jù)礦井瓦斯抽放實(shí)踐，介紹了捉高鉆孔施工和抽放效果的新裝備、新工藝和新方法。順層鉆孔預(yù)抽或自然排放煤層瓦斯，能夠降低突出危險(xiǎn)煤層的瓦斯圧力和瓦斯含量，并由此引起煤層收縮變形，地應(yīng)力下降，煤層透氣系數(shù)增加和煤的強(qiáng)度捉高等效應(yīng)，使被抽采瓦斯的煤體消除或減弱突出危險(xiǎn)性。施工采用杭州煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的SGz—EA150型鉆機(jī)，淮南煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的73型麻花鉆桿和“一”字型鉆頭，系統(tǒng)壓縮風(fēng)配合鉆桿排屑，孔內(nèi)水霧滅塵——在鉆桿尾部用“三通管”將壓縮風(fēng)和帶壓水導(dǎo)入鉆桿，解決輔助排屑和滅塵問(wèn)題。采川這種設(shè)備和方法施工時(shí)，對(duì)于破度大、地應(yīng)力較小的煤層施工效果

4、較好；而對(duì)丁?煤層破度小、地應(yīng)力大的煤層施工相當(dāng)困難。一般鉆孔深度超過(guò)10m就會(huì)出現(xiàn)噴孔、夾鉆、頂鉆、丟失鉆桿等現(xiàn)彖，經(jīng)常造成瓦斯超限、鉆孔報(bào)廢等事故。2、順層長(zhǎng)煤孔施工困難的原因順層長(zhǎng)煤孔施工困難主要是由于以下兒方面的原因造成的:(1)系統(tǒng)風(fēng)壓不穩(wěn)。壓縮風(fēng)主干管到各采區(qū)后，分成采區(qū)支于管，支干管又被分成許多分支進(jìn)入各采掘工作而。這樣，一個(gè)工作而的風(fēng)壓就會(huì)受到其他采區(qū)或工作而用風(fēng)量的影響。施工順層煤孔過(guò)程中，當(dāng)風(fēng)壓大時(shí)，鉆孔排屑止常；當(dāng)風(fēng)壓突然減少時(shí)，鉆孔排屑不暢，造成堵孔。當(dāng)孔底風(fēng)壓達(dá)到一定高度后，會(huì)突然沖破堵塞鉆孔的煤粉，形成噴孔現(xiàn)象，將積聚在孔底的瓦斯在很短的

5、吋間內(nèi)帶出鉆孔，可能造成瓦斯超限。(2)孔內(nèi)滅塵水量控制不準(zhǔn)。采用孔口捕塵或巷道內(nèi)捕塵技術(shù)，一方面會(huì)影響鉆場(chǎng)環(huán)境，另一方而捕塵效果不好，對(duì)人體健康有較人危害。采用孔內(nèi)滅塵技術(shù)，存在一個(gè)水量控制的問(wèn)題，水量小時(shí)，會(huì)排岀粉塵；水量人時(shí)，鉆孔排屑不暢，造成堵孔。當(dāng)孔底風(fēng)壓達(dá)到一定高度后，同樣會(huì)出現(xiàn)噴孔，造成瓦斯超限。(1)對(duì)鉆孔前方的應(yīng)力集屮區(qū)認(rèn)識(shí)不清。巷道胸側(cè)及掘進(jìn)工作面在一定范南內(nèi)存在一個(gè)應(yīng)力集中區(qū)域，鉆孔進(jìn)人該區(qū)域后，排屑量、瓦斯涌出量明顯增大，鉆孔甚至?xí)蚰硞€(gè)方向漂移或錯(cuò)動(dòng)。如杲對(duì)鉆孔前方的應(yīng)力集中區(qū)沒(méi)有認(rèn)識(shí)或認(rèn)識(shí)不清，鉆進(jìn)時(shí)仍按卸壓區(qū)的工藝進(jìn)行鉆進(jìn)，勢(shì)必會(huì)造成夾

6、鉆、噴孔、丟失鉆桿等問(wèn)題。(2)如果鉆機(jī)固定不牢，鉆孔施工到一定深度后，會(huì)使鉆機(jī)軸線與鉆孔屮心線不在一條線上。如杲開(kāi)孔質(zhì)量不高，剛打出的鉆孔中心線就不在鉆機(jī)軸線上，造成鉆孔扭力增大，影響鉆孔質(zhì)量、鉆進(jìn)深度和速度，其至?xí)斐蓙G失鉆桿、報(bào)廢鉆孔等問(wèn)題。(3)鉆桿質(zhì)量不好，在加上鉆孔進(jìn)入應(yīng)力集中區(qū)后變形或漂移，會(huì)造成鉆孔變彎，鉆桿扭力增大。一套鉆桿用2—3次后，接頭處變形嚴(yán)重，螺母直徑變?nèi)?，起鉆時(shí)，易拉脫節(jié)，丟失鉆桿。3、解決方法(1)在壓風(fēng)支管上安設(shè)風(fēng)包。在施工順層煤孔的工作面壓風(fēng)管路上，安設(shè)裝冇壓力表的風(fēng)包，可以基本解決短時(shí)間風(fēng)壓忽大忽小的問(wèn)題，如果風(fēng)壓下降時(shí)間較長(zhǎng)，

7、可以暫停鉆進(jìn)，但要保持鉆桿旋轉(zhuǎn)，以免夾鉆。待風(fēng)壓恢復(fù)后，再進(jìn)行鉆進(jìn)。(2)孔內(nèi)滅塵水量要調(diào)校準(zhǔn)確。既保證孔內(nèi)滅塵效呆，乂不會(huì)因水量過(guò)大造成鉆屑堵孔，水量的人小，主要是根據(jù)多次觀察的經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定。要在孔外調(diào)校水量，因?yàn)榭變?nèi)調(diào)節(jié)水量存在很大的盲冃性，原則上要予以杜絕。(3)通過(guò)觀察札斯涌出量、鉆屑量和鉆桿扭力的大小來(lái)確定應(yīng)力集中區(qū)的范圍。當(dāng)孔內(nèi)瓦斯涌出量、鉆屑量和鉆桿扭力增大時(shí)，可以確定鉆孔進(jìn)入了應(yīng)力集中區(qū)。在應(yīng)力集中區(qū)鉆進(jìn)時(shí)要放慢鉆進(jìn)速度，保持瓦斯涌出量、鉆屑量和鉆桿扭力與卸壓區(qū)的數(shù)值基木相等，必要時(shí)前后拉動(dòng)鉆桿，直到鉆孔周圍應(yīng)力基本釋放完畢、孔壁成型為止。鉆孔穿過(guò)