顧橋礦—760～—975北翼二水平回風(fēng)斜巷技術(shù)

馮首翔

摘要：在顧橋礦-760～-975北翼二水平回風(fēng)斜巷揭6-2煤段揭煤鉆孔施工過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)“鉆到位、管到底”，提高鉆孔的成孔率和施工效率，本文通過(guò)闡述施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，研究分析跟管鉆進(jìn)施工工藝和鉆孔封孔工藝，進(jìn)而為巷道掘進(jìn)和瓦斯治理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：跟管鉆進(jìn) 鉆孔封孔 創(chuàng)新

1 概述

顧橋礦-760～-975m北翼二水平回風(fēng)斜巷揭6-2煤段，6-2煤頂板標(biāo)高約-945m，6-2煤層瓦斯壓力5.18Mpa，瓦斯含量8.14m3/t，揭煤區(qū)段內(nèi)6-2煤層平均厚4.0m，煤層傾角約1°～3°。因6-2煤瓦斯壓力較大，采用巷道揭煤法。距6-2煤法距12.9m平行于-760m～-975m北翼二水平回風(fēng)斜巷施工頂板巷，供揭煤鉆孔施工專(zhuān)用。巷道內(nèi)進(jìn)行噴注漿和打地坪，地坪厚度不小于300mm。6-2煤頂板巷采用“U”型棚支護(hù)，巷道坡度為2.4°，巷高3.4m，寬4.2m，長(zhǎng)95m。

2 鉆孔設(shè)計(jì)

2.1 抽采鉆孔設(shè)計(jì)。抽采鉆孔共設(shè)計(jì)494個(gè)，分為31組布置，每組鉆孔間距為3m，每組鉆孔總工程量約19650m。揭6-2上煤線(xiàn)鉆孔控制范圍是揭煤處-760～-975m北翼二水平回風(fēng)斜巷巷道輪廓線(xiàn)周?chē)恍∮?5m煤體。揭6-2煤鉆孔控制范圍是揭煤處-760～-975m北翼二水平回風(fēng)斜巷巷道輪廓線(xiàn)周?chē)恍∮?0m煤體，控制范圍不足20m的需施工減壓鉆孔，以消除巷道輪廓線(xiàn)周?chē)?0m范圍內(nèi)的煤層突出危險(xiǎn)。

2.2 效檢鉆孔設(shè)計(jì)。效檢鉆孔共設(shè)計(jì)6個(gè)，總工程量約210m。

3 施工設(shè)備

鉆機(jī)：ZDY3200S鉆機(jī)4臺(tái)

鉆頭：Φ113mm、Φ94mm復(fù)合片鉆頭及Φ108mm可開(kāi)臂式符合片鉆頭

鉆桿：Φ63.5/73mm肋骨鉆桿和Φ89mm大通徑肋骨鉆桿。

4 施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

4.1 由于該地點(diǎn)瓦斯壓力大（瓦斯壓力5.18Mpa）、地應(yīng)力大，鉆孔在過(guò)煤時(shí)，孔內(nèi)排渣量較大，且煤渣大部分呈粉末狀，導(dǎo)致鉆孔過(guò)煤段施工過(guò)程中抽采管路、負(fù)壓除塵器容易堵塞。過(guò)煤段時(shí)，施工180～200個(gè)鉆孔時(shí)平均每米排出煤粉量約105kg。施工280～300個(gè)鉆孔時(shí)平均每米排出煤粉量約64.6kg。施工380～400個(gè)鉆孔時(shí)平均每米排出煤粉量約50kg。

4.2 鉆孔施工過(guò)程中，部分鉆孔孔內(nèi)有水，造成孔內(nèi)煤粉程稀泥狀，增加了孔內(nèi)排渣難度，起鉆結(jié)束后煤段易垮孔，導(dǎo)致套管難以下到位。鉆孔施工結(jié)束后，經(jīng)過(guò)反復(fù)掃孔，套管仍很難下到位。

5 跟管鉆進(jìn)施工工藝

為解決套管下不到位這個(gè)難題。經(jīng)集團(tuán)公司、處領(lǐng)導(dǎo)和工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)研究決定，將兩部鉆機(jī)更換跟管鉆進(jìn)的方法進(jìn)行施工，部分鉆孔按照放水孔施工，施工每組鉆孔時(shí)，必須先施工放水鉆孔。2013年1月29日將1#鉆機(jī)和3#鉆機(jī)更換成大通徑動(dòng)力頭，使用Φ89mm大通徑肋骨鉆桿，采用跟管鉆進(jìn)施工。鉆孔在施工過(guò)程中，巖石段采用普通復(fù)合片鉆頭施工，施工至見(jiàn)煤后，起鉆更換跟管鉆進(jìn)鉆頭施工，鉆孔施工到位后，從鉆桿內(nèi)向孔內(nèi)下套管，套管下到位后，起出鉆桿。放水孔施工后，單獨(dú)采用一路抽采管路進(jìn)行放水，使用鉆孔施工過(guò)程中孔內(nèi)的水量明顯變小，煤段容易垮孔的問(wèn)題也得到了明顯的改善，普通鉆頭施工的成孔率也逐步地提升。2013年2月1日至5月4日兩種施工工藝對(duì)比施工情況見(jiàn)下表：6 鉆孔封孔工藝

封孔嚴(yán)格執(zhí)行打一、封一、注一，施工結(jié)束后未能及時(shí)合茬的鉆孔必須安設(shè)彎頭。鉆孔施工結(jié)束后，采用專(zhuān)用封孔器帶壓封孔，封孔長(zhǎng)度不小于20m。不穿過(guò)6-2煤的鉆孔，若見(jiàn)煤點(diǎn)（6-2煤上煤線(xiàn)）低于22m的鉆孔，封至見(jiàn)煤點(diǎn)前2m；穿過(guò)6-2煤的鉆孔，若見(jiàn)煤點(diǎn)（6-2煤）低于22m的鉆孔，封至見(jiàn)煤點(diǎn)前2m。

6.1 跟管鉆進(jìn)施工封孔工藝。①鉆孔施工到位，從鉆桿內(nèi)全程下1吋PVC管，煤段采用花管，1吋套管內(nèi)全程下4分注漿管（內(nèi)外絲），待搗開(kāi)鉆頭后，起出鉆桿。②從孔口下2吋PVC套管24m，孔口1根下2吋鐵套管，在距孔口17m-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一端固定在封孔袋內(nèi)，另一端順延至孔口，利用封孔器向通過(guò)塑料軟管向封孔袋內(nèi)吹入聚氨酯進(jìn)行座底；待座底結(jié)束后，將聚氨酯充分混合后倒入封孔袋內(nèi)進(jìn)行封堵孔口。③距孔口17-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一段固定在封孔袋內(nèi)，采用封孔器通過(guò)塑料軟管向孔內(nèi)注入聚氨酯座底，聚氨酯用量不少于1組（黑、白藥各5kg），若見(jiàn)煤點(diǎn)低于22m的鉆孔，則位于見(jiàn)煤點(diǎn)前2-5m處扎封孔袋。

6.2 普通鉆進(jìn)施工封孔工藝。①鉆孔施工結(jié)束后，孔內(nèi)全程下1.5吋PVC管，孔口1根下2吋鐵管，鐵管與套管之間采用變頭連接，1.5吋套管內(nèi)全程下4分管。②距孔口17-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一段固定在封孔袋內(nèi)，采用封孔器通過(guò)塑料軟管向孔內(nèi)注入聚氨酯座底，聚氨酯用量不少于1組（黑、白藥各5kg），若見(jiàn)煤點(diǎn)低于22m的鉆孔，則位于見(jiàn)煤點(diǎn)前2-5m處扎封孔袋。③孔口下入兩路4分管，每路4m，一路作為注漿管，一路作為返漿管，返漿管在孔口一端安設(shè)截止閥。采用注漿壓力不小于4MPa的注漿泵注漿，通過(guò)4分注漿管向孔內(nèi)注入水泥漿。待返漿管返漿后，關(guān)閉返漿管上的截止閥繼續(xù)向孔內(nèi)注漿。注漿壓力不小于2MPa。水泥漿按水：水泥≤0.7：1配制（質(zhì)量比）；聚氨酯由A、B藥組成，按1：1比例配比使用（每孔A、B藥各1.5組（7.5kg））；攪拌桶使用油桶自制（不小于100升，內(nèi)有刻度。25kg水在攪拌桶內(nèi)深度約110mm）。前期封孔過(guò)程中，由于6-2煤上面有兩道煤線(xiàn)，座底段有時(shí)避不開(kāi)煤線(xiàn)，容易造成座底不嚴(yán)，由于該施工地點(diǎn)瓦斯壓力為5.18Mpa，一旦出現(xiàn)鉆孔漏氣，留有漏氣通道，很難進(jìn)行堵漏。為提高封孔質(zhì)量，確保鉆孔抽采效果，對(duì)加強(qiáng)封孔采取以下措施：①座底段由原來(lái)的2m更改為3m，座底段應(yīng)盡量避開(kāi)煤線(xiàn)。②座底結(jié)束后通過(guò)向孔內(nèi)吹壓風(fēng)的方式檢查座底是否嚴(yán)實(shí)。③孔口2m必須扎封孔袋進(jìn)行封堵，并預(yù)留200mm采用安爾特或錨固劑進(jìn)項(xiàng)封堵。④注漿壓力不得小于2Mpa。通過(guò)這四道保障措施，能夠確保鉆孔封孔質(zhì)量，提高抽采效果。

7 下向鉆孔帶壓注漿

本次揭6-2煤過(guò)程中，為解決鉆孔封孔質(zhì)量問(wèn)題，我單位大膽嘗試了下向鉆孔帶壓注漿方案。一改以往下向鉆孔不能帶壓注漿的思想（害怕帶壓把底注穿了）。帶壓注漿時(shí)不能急于一次性把壓帶上，可以先注0.5～1袋水泥，下向鉆孔由于水泥自重的影響，水泥可以在孔底凝固而且不會(huì)堵實(shí)注漿管。等水泥凝固過(guò)一個(gè)圓班后，座底的強(qiáng)度得到了很大的提高。再通過(guò)點(diǎn)注的方式緩慢帶壓注漿。直至注漿管和返漿管的注漿壓力均不小于2Mpa。通過(guò)帶壓注漿的方案，使鉆孔的封孔質(zhì)量得到很大提高，杜絕了鉆孔漏氣的現(xiàn)象。

8 鉆孔抽采效果

根據(jù)對(duì)施工鉆孔實(shí)測(cè)濃度結(jié)果顯示，采用跟管鉆進(jìn)施工的鉆孔孔內(nèi)瓦斯?jié)舛容^高，實(shí)際考察鉆孔520個(gè)，鉆孔封孔注漿后孔內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?0%的鉆孔共26個(gè)，抽采24小時(shí)后，孔內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?0%的鉆孔共34個(gè)。措施鉆孔干管濃度平均達(dá)40%以上，干管純量在1.6 m3/min～

2.5m3/min之間，平均2.16m3/min，百孔抽采純量達(dá)1m3/min。

9 總結(jié)

①跟管鉆進(jìn)施工能夠充分做到“鉆到位，管到底”。大大提高了鉆孔的成孔率。由于跟管鉆進(jìn)鉆頭在巖石段施工時(shí)，鉆頭的損壞程度大，鉆頭不易搗開(kāi)。巖石段采用普通復(fù)合片鉆頭施工，施工至見(jiàn)煤后，起鉆更換鉆頭。②高瓦斯、高地壓的施工地點(diǎn)，可以先采用跟管鉆進(jìn)的方式施工一部分鉆孔進(jìn)行抽采，使瓦斯壓力和地壓得到了釋放，有利于后面的鉆孔施工。③普通鉆頭施工的鉆孔，鉆孔施工結(jié)束后，由于部分孔內(nèi)有水，煤段易垮孔，導(dǎo)致套管無(wú)法下到位，需反復(fù)透孔。從而影響施工效率。專(zhuān)門(mén)指定一部分鉆孔當(dāng)作放水孔的施工，使鉆孔施工段孔內(nèi)水量減少，提高鉆孔成孔率。④鉆孔封孔質(zhì)量必須重視，只有提高封孔質(zhì)量才能提高抽采效率。要提高封孔質(zhì)量，必須得帶壓注漿，只有帶壓注漿的鉆孔，才能達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間抽采不漏氣。

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