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；通過抽排煤層屮的瓦斯，可以使具冇突出危險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)生的主動力和能量；同時，煤體中的瓦斯樣放后，煤體堅固性系數(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力和

2、增強(qiáng)抵抗突出的能力兩個方面起到消除或消弱煤層突出危險性的效果,,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、亟待解決的兩個關(guān)鍵問題。筆者根據(jù)礦井瓦斯抽放實踐，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題。采川這種設(shè)備和方法施工時，對于破度大、地應(yīng)力較小的煤層施工效果

4、較好；而對丁?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10m就會出現(xiàn)噴孔、夾鉆、頂鉆、丟失鉆桿等現(xiàn)彖，經(jīng)常造成瓦斯超限、鉆孔報廢等事故。2、順層長煤孔施工困難的原因順層長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，一個工作而的風(fēng)壓就會受到其他采區(qū)或工作而用風(fēng)量的影響。施工順層煤孔過程中，當(dāng)風(fēng)壓大時，鉆孔排屑止常；當(dāng)風(fēng)壓突然減少時，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)，一方面會影響鉆場環(huán)境，另一方而捕塵效果不好，對人體健康有較人危害。采用孔內(nèi)滅塵技術(shù)，存在一個水量控制的問題，水量小時，會排岀粉塵；水量人時，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，同樣會出現(xiàn)噴孔，造成瓦斯超限。(1)對鉆孔前方的應(yīng)力集屮區(qū)認(rèn)識不清。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€方向漂移或錯動。如杲對鉆孔前方的應(yīng)力集中區(qū)沒有認(rèn)識或認(rèn)識不清，鉆進(jìn)時仍按卸壓區(qū)的工藝進(jìn)行鉆進(jìn)，勢必會造成夾

6、鉆、噴孔、丟失鉆桿等問題。(2)如果鉆機(jī)固定不牢，鉆孔施工到一定深度后，會使鉆機(jī)軸線與鉆孔屮心線不在一條線上。如杲開孔質(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、報廢鉆孔等問題。(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，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，可以基本解決短時間風(fēng)壓忽大忽小的問題，如果風(fēng)壓下降時間較長，

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，乂不會因水量過大造成鉆屑堵孔，水量的人小，主要是根據(jù)多次觀察的經(jīng)驗來決定。要在孔外調(diào)校水量，因為孔內(nèi)調(diào)節(jié)水量存在很大的盲冃性，原則上要予以杜絕。(3)通過觀察札斯涌出量、鉆屑量和鉆桿扭力的大小來確定應(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，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，必要時前后拉動鉆桿，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