低螺旋钻杆在局部松软煤层顺层瓦斯钻孔施工中的应用.pdf

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1、总第189期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．05．016低螺旋钻杆在局部松软煤层顺层瓦斯钻孔施工中的应用段照武(晋城煤业集团寺河煤矿二号井，山西晋城048019)摘要：针对松软煤层钻孔施工成孔率低、钻孔施工深度浅等技术问题，以寺河二号井为例，分析光圆钻杆和低螺旋钻杆在井下施工中的优缺点。通过对松软煤层中两种钻杆的钻进特性分析，同时进行两种钻杆排渣原理研究并进行现场实践分析，得出使用低螺旋钻杆钻进的优点，为后续松软煤层钻孑L施工提供参考。关键词：低螺旋钻杆；顺层平行钻孔；钻孔深度；

2、光圆钻杆；排渣原理中图分类号：TD421文献标识码：B文章编号：1005—2798(2015)05—0042．02在我国，开采煤层中松软煤层的比例占到场位于晋城市泽州县川底乡和村西北部。属于沁水60％～80％，松软煤层的主要特点是煤层破碎、稳定煤田。现主要开采煤层为9号、15号煤层，矿井属于性差，煤层瓦斯压力大_】]。随着近些年来各大矿高瓦斯矿井。现开采的15号位于太原组一段顶部，井煤炭开采深度的加深，矿井瓦斯事故发生的概率K，石灰岩为直接顶板。目前生产的151303工作面不断增高．根据煤矿安全规程的规定．高瓦斯及

3、煤与位于矿井15号煤一盘区，埋藏深度265～470m，煤层瓦斯突出煤层．按照“先抽后采”的开采原则。为了倾角2～6。。煤厚1．8～2．50m，平均2．31m。该工作面倾斜长为180ITI，走向长为1491m，开采方法为走减小煤层瓦斯事故发生的概率．必须对突出煤层进行预抽放瓦斯，释放瓦斯压力_3“]。进行煤层瓦斯向长壁后退式、一次采全高、综合机械化采煤。预抽的前提是施工煤层瓦斯抽放钻孔，决定瓦斯抽2工作面软煤分布及对钻孔施工的影响采效果的关键是钻孔深度．相比在其他各种煤层施工作面软煤分布极不规则，主要以小块状、条带工

4、钻孔，在松软突出煤层中进行钻孔施工难度最大。状存在于煤层内，厚度不均。松软煤层钻孔一直是困扰煤矿井下施工的难题．在由于软煤的存在在使用光圆钻杆施工顺层钻孔松软煤质的条件下。煤层透气性差，吸附性强，煤质时经常出现喷孔、塌孔、堵孔和卡钻现象，严重影响松软并时常会伴有动力现象或突出危险性，现场施了钻孔施工深度及本煤层瓦斯抽放效果。钻孔喷孔工过程中钻孔在地应力、瓦斯压力及钻杆扰动力共是钻孔中的一种动力现象，类似于煤与瓦斯突出，主同作用下，钻孔极易发生变形、塌孔、卡钻、丢钻现要是高压瓦斯、应力集中和软煤三个因素综合的结象，导

5、致钻孔无法正常施_T，成孔效率低，钻孔深度果，当钻孔进入软煤层时，钻头的切削回转对软煤产不够，从而影响瓦斯抽放效果。所以，松软煤层钻孔生一种冲击和破碎力导致煤体破裂、粉碎：钻孔塌孔施工技术是我国煤矿生产面临的重要问题l5]。是钻孔发生垮塌的现象，其中煤层松软是造成塌孑L低螺旋钻杆是一种专为解决松软突出煤层钻进的主要原因；钻孔堵孔是钻进过程中钻孔被煤粉煤难题而发明的一种新型钻杆。文章通过对比光圆钻渣充实而无法顺利排渣的现象；卡钻是钻头既不能杆和低螺旋钻杆在松软煤层中的钻进特性，分析在前进也不能后退的一种状态．主要由于

6、喷孔时未能松软煤层条件下两种钻杆排渣能力、两种钻杆现场及时拔出钻杆，钻杆和钻头被破碎的煤体箍紧、以及施工钻孔成孔深度的大小及两种钻杆钻进软煤深度排渣不力、孔内积尘增多，从而造成卡钻，钻杆无法与F酮的关系。进退一1工作面基本情况3工作面钻孔深度设计寺河矿二号井位于寺河井田东部，矿井工业广在工作面回风巷垂直煤壁施工顺层平行抽放钻收稿日期：2015-02-05作者简介：段照武(1982一)，男，四川盐亭人，助理工程师，从事通风技术工作。42段照武：低螺旋钻杆在局部松软煤层顺层瓦斯钻孔施工中的应用第24卷第5期孔，孔径为9

7、4mm，钻孔间距为5m，钻孔设计长度出。在这一过程中水压力f水从正常供水压力f正为155m。平行钻孔设计长度计算如下：常不断增大到泥浆泵的最大供水压力fmax；随着软Lp：Lo—d1=180—25=155m煤层的不断垮塌垮塌物阻力F阳也不断增加。现场式中：。为平行钻孔长度，In；为工作面长表现：孔口返水或大或小或间断停水；钻孔排渣量增度，取180m；d为巷道预排瓦斯宽度，取25m。加；泥浆泵活塞摩擦声越来越大。2)当≤F阳时，压力水无法将垮塌物冲出。4两种钻杆应用效果对比分析．这时钻孔内压力水中的悬浮钻屑沉淀，继续

8、卡、抱钻4．1试验所用钻杆参数杆，最后将钻杆抱死。在实验过程中，光圆钻杆所用型号为／773mm在厂7k>F阻这一过程中，F阻不断增大主要是垮．x1500mm：低螺旋钻杆参数为：主杆／)63．5Inn。塌物中无法排出的颗粒较大的岩、煤块越来越多造螺旋叶片宽10mm，高5mm，叶片螺旋开角30。．钻成的(如图3所示)。光圆钻杆遇到上述情况时，主杆长度1500mm