淺談瓦斯抽放鉆孔在地質構造段施工工藝改進

程瑞 王立峰 魚朋

摘 要：我礦屬煤與瓦斯突出礦井，瓦斯災害嚴重，目前治理瓦斯災害的最有效手段就是瓦斯抽放，通過鉆孔施工、封孔、管路連接抽放，將煤層中賦存的瓦斯由瓦斯抽放泵抽出，降低或減少煤層的瓦斯壓力及瓦斯含量，為后期回采期間杜絕瓦斯事故發生。本論文主要介紹了下峪口煤礦21310進順本煤層地質構造段施工鉆孔過程中遇到的技術問題及改進方法。

關鍵詞：鉆孔施工；瓦斯抽放；技術改進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.073

1 地質概況

21310工作面位于二水平2-1采區上山翼中部，21210采空區下方，+300北翼回風大巷到泗州廟村莊保護煤柱之間。工作面為傾斜條帶布置，21310運順側靠近已回采的21308工作面（原21308進順），21310進順位于21212運順下方附近，四周除南部的21306、21308工作面開采以外，其它區域3#煤層均未開采。

該工作面范圍內地面高程755—945m，3#煤底板高程340-372m，蓋山厚度388-594m，蓋山厚度向深部逐漸增大。3#煤層頂板距上部2#煤層底板間距為18—23m之間。3#煤距下部5#煤2.5—4.5m左右，3#煤厚4.5-6.5m，一般厚度為5.5m，煤層中部局部含有一層0.1—0.2m的泥巖夾矸。

2 通風、瓦斯及鉆孔設計

（1）通風。21310采煤工作面通風系統為“U”型通風，即21310進風順槽進風，21310回風順槽回風；21310采面配風量定為1000m3/min。

（2）瓦斯情況。21310工作面所采3#煤層為煤與瓦斯突出煤層，掘進施工中瓦斯涌出量：進風順槽最大4.32m?/min，最小1.6m?/min，回風順槽最大4.53m?/min，最小1.56m?/min。

預計21310工作面回采時總瓦斯涌出量為：17m3/min，風排量為4.9m3/min，抽放量為12.1m3/min。

（3）鉆孔設計。本煤層鉆孔在進順巷道正幫施工，施工兩排鉆孔，鉆孔呈三花布置。第一排本煤層鉆孔距巷道地板1m開孔，進順距停采線3.75m處開始施工，孔間距5m，鉆孔俯角1°，偏角0°，設計鉆孔深度120m，施工鉆孔87個；第二排本煤層鉆孔距巷道底板1.5m處開孔，進順距停采線6.25m處開始施工，孔間距5m鉆孔俯角0°，偏角0°，長度120m施工鉆孔87個。

3 原施工鉆孔工藝

在21310進順3號煤施工掘進期間，工作面后方采用ZDY4300LF型履帶鉆機，φ94mm鉆頭配合φ73mm淺螺旋鉆桿進行本煤層鉆孔施工，鉆孔施工采用風力排粉，并安裝孔口除塵裝置。

缺點：在鉆機正常施工過程中當鉆孔施工到80米左右時，由于ZDY4300LF型履帶鉆機配合使用的φ73mm淺螺旋鉆桿，經常發生排粉不暢、夾鉆等現象，在地質構造段出現煤層變軟鉆孔成型不好塌孔排粉量突然增大，瓦斯涌出量增大等現象時使鉆孔無法施工到設計孔深。

4 改進后施工鉆孔工藝

后經多次實驗將原φ73mm淺螺旋鉆桿改為三棱螺旋鉆桿在地質構造段進行反復試驗施工。根據施工現場觀察，在施工過程中由于制造工藝不同，三棱螺旋槽鉆桿排粉優于淺螺旋鉆桿，特別在松散煤層或破碎帶地質構造段施工時，三個棱邊可以將沉積在鉆孔底部的鉆渣攪起并排出鉆孔以外，避免了鉆渣在鉆孔底部出現堵塞，使鉆機鉆壓穩定排粉順暢。在施工過程中出現噴孔夾鉆現象時經過短時間反復排粉壓力釋放，三棱螺旋鉆桿最深可達到130米以上。從而得出三棱螺旋鉆桿在煤層較為松散或破碎帶地質構造段施工時排粉情況優越于淺螺旋鉆桿。

5 各個方面的經濟對比

原鉆孔施工采用ZDY4300LF型履帶鉆機，φ94mm鉆頭配合φ73mm淺螺旋鉆桿采用風力排粉施工鉆孔時，經常出現排粉不暢、夾鉆等情況，造成在21310進順鉆孔施工過程中，因鉆孔排粉不暢、夾鉆等現象，導致鉆桿掉入孔內并無法取出，按照損失鉆桿最多的單孔計算30根/孔，按每根鉆桿966元計算，共造成經濟損失28980余元。

由于夾鉆造成鉆孔報廢，按鉆孔每米40元計算，共造成經濟損失3200余元。經改進后采用三棱螺旋鉆桿在地質構造帶進行鉆孔施工過程中，截止目前為止還未出現過夾鉆掉鉆等現象。

6 結論

在地質構構造段使用三棱螺旋鉆桿施工鉆孔時，排粉順暢、鉆壓穩定避免鉆渣在鉆孔底部出現堵塞，將孔深從 80米左右提升到130m以上，并大大減少了夾鉆等現象挽回了不必要的經濟損失，從而節約了資金的成本投入也提高鉆孔的施工效率及成孔率。

作者簡介：程瑞（1980-），男，山東魚臺人，本科，助理工程師，中共黨員，技術員。