夹河煤矿防突钻孔施工工艺优化及应用.pdf

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1、2015年第40卷第5期能源技术与管理Vo1．40No．5EnergyTechnologyandManagement51doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2015．05．019夹河煤矿防突钻孔施工工艺优化及应用方宁，许洪亮(徐州矿务集团，江苏徐州220016)[摘要]夹河煤矿采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施，消除掘进期间突出危险性，钻孔施工的效率严重影响着掘进的单进水平。通过优化钻孔施工工艺，引进CMS1—6200／80型大功率钻车和三棱钻杆，有效提高了钻孔施工效率、掘进单进水平，增强了顺层钻孔防突措

2、施的安全性、可靠性。[关键词]防突钻孔；施工工艺；区域措施；卡钻；三棱钻杆[中图分类号]TD713+．3[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2O15)05051旬2长了打钻时间，严重影响了单头的单月进尺。0引言(2)CMS1—6200／80型深孔钻车在钻进过程夹河煤矿为煤与瓦斯突出矿井。该矿井中因排渣不及时，造成孔内煤屑量大而堵塞钻孔，一1200m水平西一采区7煤层在一1086m标高最终出现卡钻甚至埋钻现象。以下煤层最高瓦斯压力为2．2MPa，瓦斯含量(3)矿井生产期间用水点多，单头水压不能14．04malt；9煤层在一10

3、10m标高以下，最高瓦满足排渣需求，容易造成钻孔内煤屑堵塞钻孔，出斯压力为3．4MPa，瓦斯含量l3．18ma／t，具有煤与现卡钻现象。瓦斯突出危险眭。两煤层均为突出煤层。7449皮(4)当钻孔打至深度60m以上时，钻进扭矩带机道掘进工作面位于一1200m水平西一采区，增大，钻杆受力大，出现断钻杆，导致埋钻现象。水平标高一1140—一1150m，具有煤与瓦斯突出(5)煤体松软，造成钻孑L孔壁成型不好，容易危险陛。上部为正在回采的7447工作面，下部尚出现塌孔现象，影响瓦斯抽放效果。未回采，煤层厚为1．0～2．8m，平均厚2．3m，倾角3

4、钻孔施工工艺优化在l8。一3O。之间，平均倾角22。。3．1提升装备1工作面区域防突措施及钻子L施工工艺前期钻孔施工采用ZDY1900型坑道式液压1．1工作面区域防突措施钻机，因钻机的功率、扭矩、推进力、起拔力达不到一1200m水平的7449皮带机道掘进期间严要求，引进大功率的CMS1—6200／80型深孔钻车，格执行双“四位一体”综合防突措施，采取顺层钻并将钻车上的马达换成可调节钻速的变量马达，孔预抽煤巷条带煤层瓦斯[，每循环钻孔设计投钻速由原来的480r／min提高至800r／min，从装备影长度80m，有效允许掘进进尺60m，预留

5、20m上进行升级。的安全距离。区域措施钻孔设计28个，孔径为3．2钻具改进113mm，深度在32～82m之间，钻孔总长1800m。3．2．1钻杆改进1．2钻孔施工工艺引进新型的QHE一16型三棱钻杆，替代肋骨区域钻孔施工采用ZDY1900型坑道式液压钻杆。钻机和CMS1—6200／80型深孔钻车及配套的肋骨(1)三棱钻杆概况。QHE一16型三棱钻杆，钻杆，113mm的三翼钻头，水力排渣。73mm，钻杆长度1m，连接方式锥螺纹，钻杆剖面图如图l所示。钻杆表面硬度不低于2钻孔施工工艺存在的问题HRC20—25，连接件硬度不低于HRC28—3

6、2。单杆(1)采用ZDY1900型坑道式液压钻机施工扭力4600N／m；双杆连接口扭力2600N／m，超过时，受采深大、地应力高因素影响，钻机的功率、扭200N／m的抗扭矩标准(M明538—1996煤钻杆标矩、推进力、起拔力明显偏小，造成钻进速度慢，延准)。2015年10月52方宁，等夹河煤矿防突钻孔施工工艺优化及应用0ct．，2015杆钻施工80m煤巷条带的区域防突顺层钻孔，总钻进量1800ITI，施工时间由原来的9d缩短到6d，掘进工作面单月进尺水平由原来的90m提高到130rn，在原基础上提高进尺效率45％。(2)卡钻现象少。由于

7、三棱钻杆抗弯抗扭能力强，深孔施工不变形，同时三棱钻杆在钻进过程图1三棱钻杆剖面图中对煤渣形成有效的搅拌，不会沉淀堆积，加上水(2)三棱钻杆特性。三棱钻杆利用三角形稳压的提高，使煤渣在高压水的作用下顺利排出，并定性好和弧形钻杆摩擦力小的特性。钻杆的三个且在钻杆钻进运动过程中，由于旋转径差的作用，面结合处为圆弧形结构，相邻圆弧的终点采取直在旋转时形成对钻孔壁不间断的腻抹加固，大大线连接，钻杆体上的圆弧面位于以钻杆体中心轴降低了卡钻、憋钻、埋钻的现象发生。线为中心的同一个圆周面上。三个平面在旋转时(3)钻孔成型好。更换四翼钻头，加大了孔内形成

8、三个排渣通道，更利于高压风流排渣，其排渣切割面，增加孔壁成型效果，加上三棱钻杆旋转时示意图如图2所示。三棱形的钻杆的排渣量是圆形成对钻孔壁不间断的腻抹加固，使空内壁成型形钻杆排渣量的近30倍，因此排渣极为顺