[冶金╱矿山╱地质]夹河煤矿大采深顺层钻孔深孔打钻技术研究与应用

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1、前言21、概况31.1矿井概况31.2矿井地质概况52、施工顺层长钻孔基本问题及主要参数的研究132.1大采深顺层钻孔施工期间的常见问题142.2顺层钻孔的设计163、钻进工艺与工序的研究213.1钻机设备的选择213.2稳固钻机的要求223.3排渣工艺的选择243.4钻进过程中风力排渣参数的确定263.5其他决定因素324、大采深顺层深孔打钻技术的应用364.1CMS1系列钻车使用情况374.2合理利用风力排渣参数的打钻效果414.3钻孔施工中常见问题的处理方法444.4钻孔施工的效果465、综合效益分析495.1安全效益分析495.2

2、经济效益分析496、结论5050夹河煤矿大采深顺层钻孔深孔打钻技术研究与应用前言我国煤矿瓦斯灾害严重,尤其是煤与瓦斯突出,严重威胁矿井安全生产,制约矿井经济效益的提高。为有效防治煤与瓦斯突出,国内外科研工作者研究与实践,先后采取了松动爆破、超前排放钻孔、深孔控制卸压爆破、水力化等多项防突措施,有效地降低了突出强度和突出次数,取得了明显的防突效果。但随着矿井开采深度的加大,煤与瓦斯突出危险性以及各项防突措施的局限性日益显著，防突工作也愈加困难，顺层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施施工成本低，速度块，可在较短时间内施工出更多钻孔，采用更为密集的

3、钻孔对煤层进行有效和可靠的预抽，能够成功的消除煤与瓦斯突出危险性，但突出煤层施工钻孔期间存在成孔难、深度浅的现状对防突措施的效果造成很大的影响。如何施工出符合要求的高质量钻孔是我们当前需要解决的第一难题，本课题主要针对徐州矿务集团有限公司夹河煤矿深水平开采期间顺层长钻孔施工进行研究分析，提出能够满足施工高质量长钻孔的方法。501、概况1.1矿井概况夹河煤矿原名桃园煤矿，始建于1965年，由华东煤矿设计研究院设计，设计生产能力为0.45Mt/a。1969年10月投产，1970年达产，同年更名为夹河煤矿。1972年7月建成投产一座矿属洗煤厂，

4、设计能力为年入洗原煤0.60Mt/a。投产以来，先后对矿井生产系统进行了不同程度的技术改造，使生产能力大幅度提高。1980年原煤生产达到1.30Mt/a。1984年11月开始进行改扩建井，1994年9月完成，设计生产能力提高到1.20Mt/a。1999年和2000年分别对主井和通风系统进行技术改造，提高了主井提升能力和矿井通风能力。2003年经江苏省经贸委审定，核定矿井综合生产能力为1.50Mt/a,2010年经鉴定为突出矿井及冲击地压危险性矿井，目前矿井开采水平延伸至-1200m水平。1.1.1矿井位置与交通夹河煤矿位于江苏省徐州市九里

5、区境内，距徐州市约11Km。夹河井田东部与庞庄矿相临；西部以西陇海铁路与徐州地方煤炭公司大刘矿和徐州矿务集团公司义安矿为界；浅部自21煤层露头，深部至1煤层-1200等高线。井田走向长5.5Km，倾向长4.5Km，面积约24.75Km2。井田内铁路、公路水路均有，可通往全国各地，交通十分便利。西陇海铁路干线从井田西南通过，矿铁路专用线在夹河寨与西陇海干线接轨；矿专用公路与徐州市三环路、徐沛公路干线河西部矿区公路50连接成网；井田东测15Km左右有京杭大运河，常年可通航50t驳船。图1-1矿井交通示意图1.1.2井田境界夹河井田东部F1号断

6、层下盘以“徐煤局地（85）55号文”、上盘以“苏煤基司（87）252号”文件为界与庞庄煤矿相邻；西部以西陇海铁路与江苏天能集团公司大刘煤矿和徐州矿务集团公司义安煤矿为界；浅部自21煤层露头；深部至1煤层-1200m等高线。井田走向长5.5km，倾向长约4.5km，面积约24.75km2。1.1.3采区概况夹河煤矿深部-1200m水平西一区域位于夹河井田的东北角。浅部自-950m,深部至1煤-1200m等高线，东至京福绕城高速公路保护煤柱线，西至张小楼井田边界，走向长1.05km，倾斜长0.65km，面积约0.7km2。50目前邻区浅部正在

7、开采，深部已开拓-1010～-1200回风暗斜井、皮带暗斜井和轨道暗斜井三条下山。该区共施工过11个钻孔进行钻探，累计工程量13349.25m，均由原局地勘队施工。2005年10月由煤炭科学研究总院西安分院完成了三维地震勘探工作。1.2矿井地质概况1)地质构造夹河井田位于徐州煤田九里山向斜南翼，石炭、二叠系地层是其含煤地层，在井田内均被第四系冲积层覆盖。井田内钻孔和井巷工程揭露的含煤地层主要有石炭系的本溪组（C2）、太原组（C3），二叠系的山西组（P11）、下石盒子组（P12）、上石盒子组（P21）、石千峰组（P22）地层。夹河井田位于徐

8、州复背斜九里山向斜南翼中段，为一单斜构造，沿东北、西南方向延展。地层产状沿走向、倾向变化较大，F1号断层下盘煤层由浅至深在剖面上大致呈台阶状。井田内大中型断层较发育，共发育大中型断层21条，其