高瓦斯矿井穿层钻孔施工防喷孔及防火技术实践.docx

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高瓦斯矿井穿层钻孔施工防喷孔及防火技术实践

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摘要：高瓦斯矿井瓦斯治理历年来都是突出矿井保证安全生产的重中之重，而底抽巷施工穿层钻孔治理瓦斯更是瓦斯治理的重点和难点，为了提高矿井穿层钻孔施工瓦斯及喷孔的治理工作，保证穿层钻孔施工期间回风侧巷道内瓦斯不超过规定，我们在实践中不断实践，穿层钻孔施工期间的瓦斯涌出及喷孔得到了初步的控制。而打钻期间的防火也很重要，为此，高瓦斯矿井必须加强防火技术研究，确保安全施工。

关键词：穿层钻孔；防喷孔；防火

钻孔喷孔是指在钻孔施工过程中或施工后，由于施工期间的振动作用或钻孔周围煤体的不稳定，在较短时间内从钻孔中连续不断的向外喷出大量的煤与瓦斯。钻孔喷孔也可认为是在钻孔施工过程中出现的小型煤与瓦斯突出现象，喷孔现象主要发生在煤层松软高地应力的突出煤层钻孔施工过程中。?

1概述

淮南矿业集团某矿1124（3）工作面轨顺施工定向顶板走向钻孔。1124（3）轨顺巷道断面为矩形，钻场位于1124（3）轨顺三岔门向外20m处，钻场规格深*宽*高=6m*10m*3.8m，钻场采用锚网支护。钻孔施工区域13-1煤层最大瓦斯压力0.5MPa，最大瓦斯含量4～5m3/t。13-1煤层厚度平均4.06m，受断层等影响煤层厚度变化较大。煤层正常倾角0°～7°，受断层等构造影响煤层倾角变化较大。钻孔施工范围主要影响断层有DF15，落差3m，受影响钻孔为3#～6#钻孔。

巷道目前采用2台2×55kw（1用1备）局部通风机，配置1路Φ1000mm风筒通风，钻场内采用风筒导风，风量满足打钻需求。

2钻孔设计

1124（3）轨顺定向顶板走向钻孔共设计10个钻孔，钻孔孔径φ200mm，设计钻孔量4278m。1#～6#孔孔深513m，7#～10#孔孔深300m，钻孔倾角范围0°～32°，方位范围3.8°～20.8°，1#～6#钻孔终孔位置距离煤层顶板39m，7#～10#钻孔终孔位置距离煤层顶板24m。1#～6#钻孔终孔位置距离巷帮分别为10m、16m、22m、28m、34m和40m；7#～10#终孔位置距离巷帮分别为10m、20m、30m和40m。

3施工过程

（1）根据钻孔开孔设计参数（倾角、方位角）稳固钻机，采用回转钻进工艺施工12m，钻具组合为：Ф120mm平底烧结胎体式金刚石复合片钻头+Φ89mm肋骨钻杆。然后再扩孔12m。钻具组合为：Ф153mm扩孔钻头+Ф89mm肋骨钻杆。

（2）下入定向钻具，钻具组合：Ф120mm平底烧结胎体式金刚石复合片钻头+1.75°Ф89mm螺杆马达+Ф89mm下无磁短节+Ф89mm无磁探管+Ф89mm上无磁短节+Ф89mm通缆钻杆。

（3）采用定向钻进至钻孔轨迹进入目标层位置，起出所有钻杆，采用φ246mm扩孔钻头配合φ89mm肋骨钻杆扩孔12m，孔口安设抽采三通并采用聚氨酯固定，连接好瓦斯抽采管。

（4）孔口三通安设完成后，采用1.25°螺杆马达施工至设计孔深。所有钻孔施工结束后，采用φ200mm钻头扩孔至终孔点。

（5）每施工3m进行一次测量，若钻孔轨迹偏差超过0.5°则调整工具面进行定向钻进，若钻孔轨迹偏差不超过0.5°则进行复合钻进。

4钻孔防喷、防瓦斯超限安全技术

4.1防喷装置的选择

1124（3）轨顺13-1煤瓦斯压力小于2Mpa，本次钻孔施工时孔口安设抽采三通，并连接好抽采管路，若孔内出现瓦斯异常，及时打开抽采负压进行抽采。

4.2注意事项

钻机所有仪器、仪表必须完好，手把齐全，开关、控制按钮灵敏可靠，机械转动部分防护栏、保护罩齐全；钻孔施工过程中，适当控制钻进速度，保证钻孔孔内排渣正常，不发生憋钻、堵钻现象；遇岩石破碎段，来回撤钻冲尽孔内岩石颗粒，确保钻孔畅通；钻孔施工前抽采一队必须将抽采软管接至孔口，钻孔施工过程中，发现孔内出水、瓦斯异常时，应及时停钻且不得起出钻杆，勘探处负责将抽采软管连接钻杆末端，开启抽采负压进行预抽，并及时汇报矿、工区调度；处理堵孔必须使用钻机，处理过程中孔口抽采负压必须开启。

5埋钻处理措施

5.1处理前准备

（1）掌握清楚埋钻原因、情况。如：孔内钻具情况等。

（2）认真检查高压油管接头连接是否牢固，油管是否有老化和破损。

（3）把钻机旋转速度调至最低，如需要可调高钻机系统压力，但不得超过本钻机的最大工作压力。

（4）重新稳固钻机，垫好道木，打牢压车柱。并采用“前顶后拉”的加强稳固措施，即：在钻机与开孔巷帮间安装支撑装置；在后端用千不拉防护，但此时生根点要牢固。

（5）在钻场口设置警戒，非钻机人员不得进入警戒范围。

5.2安全注意事项

强力拉动或转动钻具时，除操作人员外的其它钻机人员应撤离至3m范围之外；应时刻观察钻机压车柱及“前顶后拉”是否松动，