我國(guó)煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備與技術(shù)

鄒鵬

摘 要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中，能源的供應(yīng)是基本保障，在煤礦井下作業(yè)過程中，瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注，因?yàn)橥咚狗乐螌?duì)煤礦工作人員的安全有很大的影響。防治煤礦瓦斯災(zāi)害的基本措施就是進(jìn)行瓦斯抽放，要提高瓦斯抽放的鉆孔工作效率，對(duì)鉆孔抽放的時(shí)間和抽放的距離都要進(jìn)行更加的研究，提高煤層的成孔效率以及鉆孔的深度。

關(guān)鍵詞：礦井；瓦斯；抽放鉆孔；施工裝備；施工技術(shù)

近年來，煤礦綜采技術(shù)得到了很大的發(fā)展，而且，煤礦鉆機(jī)的品種也越來越多，鉆機(jī)的性能也得到了很大的提升，文章對(duì)煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工的情況進(jìn)行了分析，同時(shí)，對(duì)各種鉆機(jī)的應(yīng)用情況以及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工設(shè)備以及技術(shù)面臨的問題進(jìn)行了探討，提出了問題的解決措施，因?yàn)槟軌蚋玫拇龠M(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展，保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到更好的發(fā)展。

1 我國(guó)煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備的現(xiàn)狀

1.1 鉆井施工裝備中的鉆機(jī)

煤礦井下作業(yè)要面臨的環(huán)境非常的特殊，在施工中，工作人員要應(yīng)用各種鉆機(jī)，很多的鉆機(jī)在應(yīng)用過程中對(duì)工作的環(huán)境適應(yīng)性比較長(zhǎng)，在操作方面也比較安全，這些鉆機(jī)在使用過程中比較容易搬遷，同時(shí)，解體性也比較好，鉆進(jìn)的效率也比較高。很多的廠家都在生產(chǎn)各種鉆機(jī)，對(duì)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)也有了很大的改進(jìn)，鉆機(jī)的性能也發(fā)生了很大的變化。

1.2 鉆井施工裝備中的配套鉆頭

在煤礦井下瓦斯抽放施工中，經(jīng)常會(huì)遇到以煤層為主的地層，不會(huì)出現(xiàn)比較堅(jiān)硬的地層，因此，在施工過程中工作人員對(duì)鉆頭進(jìn)行選擇的時(shí)候要進(jìn)行必要的分析，在低硬度的地層中，要使用硬質(zhì)的合金鉆頭，這樣在工作過程中能夠起到節(jié)省工作時(shí)間并且提高工作效率的效果。現(xiàn)在，鉆頭的種類比較多，性能比較好，而且結(jié)構(gòu)方面也比較完善。很多鉆頭都具備了反切削、防噴以及自排粉功能，這樣在面對(duì)復(fù)雜地層的時(shí)候能夠在工作過程中更好的保證效率。

1.3 裝備中的配套鉆桿

自從上個(gè)世紀(jì)七十年代開始，我國(guó)的煤礦井下鉆孔作業(yè)一直使用的是地面鉆探用鎖接手鉆桿，這種鉆桿在使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)比較多的惡性事件，其在使用過程中也出現(xiàn)了使用時(shí)間比較短的情況，這樣的使用情況對(duì)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)也帶來了很大的影響，因此，鉆孔機(jī)械在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過程中出現(xiàn)了逐漸被取代的情況，鉆孔設(shè)備在發(fā)展過程中也慢慢出現(xiàn)了自動(dòng)化以及程序化發(fā)展的情況，相關(guān)的技術(shù)在發(fā)展過程中對(duì)鉆桿制造進(jìn)行了重視，對(duì)生產(chǎn)成本進(jìn)行了降低，提高了鉆桿的工作效率。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)水平也有了很大的進(jìn)步，鉆桿的種類也越來越多，為煤礦井下發(fā)展也有了很大的促進(jìn)。

1.4 鉆井施工中的其他裝備

煤礦井下鉆孔施工配套鉆具中還有很多的裝備，主要包括測(cè)斜儀、穩(wěn)定器、孔口裝置、以及打撈工具等。現(xiàn)在，煤礦井下鉆探技術(shù)在發(fā)展過程中取得了很大的發(fā)展，鉆井施工設(shè)備的種類也越來越多，性能也發(fā)生了很大的改善，對(duì)井下鉆孔作業(yè)的安全性以及工作效率也有了很大的改變。

2 我國(guó)煤礦井下的瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)

2.1 煤礦井下的瓦斯抽放的常見鉆進(jìn)技術(shù)

在煤礦井下應(yīng)用的鉆進(jìn)技術(shù)中，水力正循環(huán)孔口回轉(zhuǎn)技術(shù)是比較常應(yīng)用的技術(shù)，這種技術(shù)在操作過程中主要利用的是清水，在工具方面主要適用的是外平鉆桿和鉆頭，這種技術(shù)在瓦斯抽放方面十分的簡(jiǎn)單。在具體的施工過程中，可以利用循環(huán)水的供給條件不同，將清水分為動(dòng)壓水循環(huán)以及靜壓水循環(huán)。在煤層成孔性比較好，鉆孔深度比較低，鉆孔直徑比較小的情況下，可以使用靜壓水，能夠?yàn)槭┕挝还?jié)省更多的動(dòng)力和資源。在地層環(huán)境比較復(fù)雜時(shí)，工作人員可以利用循環(huán)水進(jìn)行水泥漿的配置，鉆進(jìn)過程中可以保證排粉的通暢。在施工過程中，如果遇到煤層或者是泥巖比較松軟的情況，工作人員不能貿(mào)然使用鉆進(jìn)方法進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)水力沖刷或者是泥巖縮水的孔內(nèi)事故。

2.2 煤礦井下的瓦斯抽放的多級(jí)組合鉆具防突鉆進(jìn)技術(shù)

對(duì)于強(qiáng)突的煤層，我們可以采用多級(jí)組合鉆具防突鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，這種技術(shù)能夠?qū)⑼咚狗蛛A段、分層次的逐級(jí)釋放，除此之外，該技術(shù)采用的是小口徑鉆頭，這樣，鉆頭在鉆進(jìn)的時(shí)候有很大的穩(wěn)定性，能夠在一定程度上避免噴孔事故或瓦斯突出事故，該技術(shù)采用的鉆頭由三級(jí)組成，直徑最小的鉆頭是第一級(jí)鉆頭，直徑最大的鉆頭是第三級(jí)鉆頭，在安裝使可以通過組合接手將這些接頭按照由小到大的順序組合在一起。一般情況下，鉆頭的級(jí)配形式主要有兩種，它們分別是：75mm/94mm/113mm和59mm/75mm/94mm，利用多級(jí)組合鉆具防突鉆進(jìn)技術(shù)既能做好風(fēng)力循環(huán)鉆進(jìn)工作，又能做好水力循環(huán)鉆進(jìn)工作。

2.3 煤礦井下的瓦斯抽放的穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)

采用穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)，能夠起到控制鉆孔軌跡的目的。一般情況下，如果在靠近鉆頭的地方安裝第一個(gè)穩(wěn)定器配置，在離鉆頭較遠(yuǎn)的地方安裝第二個(gè)穩(wěn)定器配置，在鉆井過程中，可以充分利用靠近鉆頭穩(wěn)定器的自重，給予回轉(zhuǎn)力，這樣，鉆頭就會(huì)有一定的上翹趨勢(shì)，這就加大了鉆孔產(chǎn)生上仰趨勢(shì)的概率。在鉆進(jìn)過程中，等間距布置鉆頭后部的穩(wěn)定器，能夠使整個(gè)鉆具就達(dá)到“滿、剛、直”的要求。在頂板高位水平定向鉆孔施工和沿煤層水平定向長(zhǎng)鉆孔施工中會(huì)用到穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)，一般情況下，工作人員在施工中會(huì)采用ZDY6000L型號(hào)的鉆機(jī)和ZDY6000S、ZDY8000/10000S型號(hào)的全液壓鉆機(jī)，因?yàn)檫@種型號(hào)的鉆機(jī)具有起下鉆速度快、起拔能力大和扭矩大的優(yōu)點(diǎn)，在工作時(shí)具有很高的鉆進(jìn)效率和很強(qiáng)的鉆機(jī)能力。相關(guān)實(shí)踐表明，穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)還有很多需要改進(jìn)的地方，使用穩(wěn)定組合鉆具對(duì)鉆孔的軌跡進(jìn)行調(diào)整工作時(shí)，該技術(shù)沒有很強(qiáng)的調(diào)整鉆孔方位角的能力。

2.4 煤礦井下的瓦斯抽放的空氣鉆進(jìn)技術(shù)

將壓縮空氣作為鉆孔循環(huán)介質(zhì)的施工方法叫做空氣鉆進(jìn)技術(shù)，在破碎、松散或松軟突出煤層、遇水坍塌地層中進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)應(yīng)用此技術(shù)比較合適。徐州張集、淮南丁集、夏汝箕溝等地區(qū)采用的都是空氣鉆進(jìn)技術(shù)，在實(shí)際工作中，采用此技術(shù)時(shí)，應(yīng)該讓壓風(fēng)到達(dá)鉆孔的底部，這樣，在鉆孔內(nèi)就會(huì)形成高速風(fēng)流，風(fēng)流會(huì)將屑懸浮吹向孔口，這樣，能夠達(dá)到排渣和冷卻鉆頭的目的。在進(jìn)行煤礦井下的瓦斯抽放工作時(shí)，采用空氣鉆進(jìn)技術(shù)能夠保持鉆孔的滲透性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

在煤礦井下中，瓦斯抽放技術(shù)非常多，對(duì)其進(jìn)行分析，能夠更好的保證煤礦的正常生產(chǎn)活動(dòng)，同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)人員的安全也能進(jìn)行保證。煤礦企業(yè)是高耗能企業(yè)，對(duì)煤礦瓦斯抽放鉆孔施工裝備和技術(shù)情況進(jìn)行分析，能夠幫助生產(chǎn)人員更好的面對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，對(duì)未來的生產(chǎn)技術(shù)也能起到促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]梅新.“煤礦井下千米瓦斯抽放鉆孔施工裝備及工藝技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目工業(yè)性試驗(yàn)取得階段性成果[J].煤田地質(zhì)與勘探，2010（2）.

[2]姚寧平，孫榮軍，葉根飛.我國(guó)煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備與技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010（3）.

[3]陳志勝.煤礦區(qū)煤層氣綜合開發(fā)與利用存在問題探討[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2012（7）.

[4]石智軍，姚寧平，葉根飛.煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009（7）.

[5]楊軍，王龍，鄭大志，等.定向技術(shù)在煤礦井下長(zhǎng)距離瓦斯抽放鉆孔中的應(yīng)用及若干問題的處理措施[J].科技致富向?qū)В?011（30）.