长钻孔精准消突技术在火烧铺矿的应用.docxVIP

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长钻孔精准消突技术在火烧铺矿的应用

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摘要：随着矿井开采深度的增加，煤层原始瓦斯含量增大，煤与瓦斯突出危险性加大，煤巷原始应力区掘进区域防突措施和瓦斯治理成了难点，原采取的各项防突措施的局限性日益突出。研究煤巷掘进防突技术和工艺是防突工作的重点，是突出矿井实现安全生产、高产高效的关键。为解决煤巷原始应力区安全快速掘进的问题，考虑到火烧铺矿工作面回风巷一般都采用沿空掘巷在卸压区内掘进，回风巷可以超前运输巷掘进，采取在回风巷施工下行顺层长钻孔对运输巷掘进工作面前方区域进行消突，同时对工作面回采区域进行瓦斯治理，提高运输巷的掘进速度，从而实现安全快速掘进。通过在回风巷施工长钻孔抽采运输巷瓦斯的精准消突技术，成功应用于2632工作面，解决瓦斯治理、防突难题。

关键词：区域措施；顺层长孔；精准消突

1火烧铺矿矿井简介

火烧铺矿井位于贵州省六盘水市盘州市胜镜街道办境内，行政区划属盘州市，隶属于贵州盘江精煤股份有限公司。矿井始建于1966年6月，为平峒和斜井分井开拓布置，矿井设计能力180万吨/a。南起羊场坡井田羊1地质剖面线与梓木嘎井田相邻，北至上纸厂村附近的纸12地质剖面线与松山井田接壤。井田略呈南北走向。其走向长18.7kM，倾斜宽1.1～2.0kM，面积26.7kM2。现共有三个生产采区，一个开拓区。火烧铺矿属于煤与瓦斯突出矿井。

2工作面简介

火烧铺矿2632工作面位于滥泥箐采区北翼，南至2632回风巷联络巷和262石门，北至2632切眼。2632回风巷走向长1260m，2632运输巷走向长为1368m，平均走向为1256m，切眼长141米。

3煤层赋存条件

火烧铺矿滥泥箐采区3#煤层厚度为2.10～2.25m，平均厚度为2.17m，半暗型，复杂结构，一般含一层夹矸，厚度较稳定，煤层倾角30～38°，平均34°，老顶为灰色粉砂岩，厚度6.0～8.0m，直接顶为灰色粉砂岩，厚度4.0～8.0m，灰色粉砂岩，水平层理，夹薄层或似层状菱铁矿。直接底为灰色泥岩，厚度0.1～0.3m，灰色泥岩无层理，遇水呈泥状，老底为浅灰色细砂岩，夹薄层状菱铁矿，厚度2.0m。3#煤层水分Mad=1.25%，灰分Aad=14.50%，挥发分Vdaf=31.2%，工业牌号QM.1/3JM，煤层坚固性系数f=0.93，煤层赋存较稳定，抽采半径为6m，原始瓦斯含量为8.9171m3/t，原始瓦斯压力为0.520Mpa。

4钻孔工程设计

工作面倾向长度平均为141m，钻孔终孔需要控制到2632运输巷下帮轮廓线外15m，因此2632工作面钻孔设计在2632回风巷下帮每隔10m沿3#煤层倾向施工一个顺层长钻孔，设计倾角34°，孔深156m。

图1：2632工作面下行顺层长钻孔（精准消突）设计

5长钻孔施工工序

5.1设备

由于普通的ZY-750型、ZY-1250型钻机施工钻孔的深度达不到156m的设计要求，根据3#煤层及其顶底板岩性特征选用CMS1-4200/55型（功率55KW）钻机施工，该钻车以电机为动力带动液压泵，液压马达驱动钻具，在软岩或煤层中钻探水、抽采瓦斯长钻孔。钻机动力头扭矩大，行程长，钻进效率高。钻杆采用Φ73大通径钻杆；钻头采用铰接式可开闭复合片钻头。

5.2钻孔施工深度

钻孔施工采用水排渣，施钻用水取自2632回风巷掘进工作面的供水管路，2632回风巷供水管路由北三164石门水池沿北三轨上、26采区一区段辅助巷铺设至2632回风巷，水压满足钻孔施工需求。但为了防止水压不足导致钻孔施工深度达不到要求，在钻孔施工地点增加了一台喷雾泵，在水压不够时使用，确保钻孔施工能够达到设计深度。历时5个月，2632回风巷施工的下行顺层长钻孔基本都能达到设计深度，共施工71个长钻孔，11000多米。

图2：2632回风巷下行顺层长钻孔施工台账

孔号

钻孔位置

钻孔方位（度）

钻孔倾角（度）

钻孔深度（米）

备注

1

M5-6.3m

0

-31

168

2

M5+1m

0

-32

170.1

3

M5+9.5m

0

-32

156.1

4

M5+17.5m

0

-33

170.1

5

M5+25m

0

-33

156.1

6

M5+36m

0

-30

156.1

7

M5+46m

0

-33

156.1

8

M6+20m

0

-30

156.1

9

M6+15m

0

-33

159.6

10

M6+30m

0

-34

156.8

5.3钻孔施工工艺

所有钻孔均采取全程下套管方法，从大通径钻杆内将Φ32筛管通过铰接式可开闭复合片钻头打开，将筛管下入孔底，抽全孔内瓦斯；一是可以主动抽深部钻孔内瓦斯，二是起到保护钻孔的作用。

由于煤层含有裂隙水，钻孔均是顺层下行孔，导致钻孔内积水，