深部松軟煤層鉆孔孔周煤體變形產渣特征研究

黃長國

(1.中國煤炭科工集團重慶研究院有限公司，重慶 400037；2.安徽理工大學，安徽 淮南 232001；3.貴州安和礦業科技工程股份有限公司，貴州 貴陽 550081；4.瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室，重慶 400037)

深部高瓦斯軟煤順煤層長鉆孔采前預抽煤層瓦斯是控制煤礦瓦斯災害、有效開發煤層氣資源的重要手段[1]。隨著煤礦開采深度的增加，煤層上覆巖層自重增加，地應力相應增大，煤層內部結構發生變化，力學強度降低，瓦斯抽采鉆孔施工深孔難度增大。對于堅硬煤層，由于其結構完整，鉆孔孔壁穩定性高，水力鉆孔即可取得較好的排渣效果。然而，深部高瓦斯軟煤、突出煤層因地質構造破壞，其堅固性系數小、瓦斯含量與地應力高，鉆孔時產渣量大，若排渣不及時，孔內積存大量殘余煤渣，經重復破碎和壓實后形成煤餅或煤楔。鉆桿及鉆頭回轉阻力急劇增加，極易造成鉆孔縮徑、煤渣堵塞、卡鉆、噴孔、頂鉆等孔內事故，使得深孔鉆進極為困難[2-5]。針對松軟煤層瓦斯抽采鉆孔塌孔嚴重、瓦斯抽采效果差的問題，孫銳[6]采用全程下篩管護孔技術解決松軟煤層瓦斯抽采鉆孔失效問題，并配合三棱深凹槽鉆桿進行鉆孔施工，在工程技術上促進解決松軟煤層鉆孔塌孔引起的抽采效果差的難題。同時，為了克服松軟煤層瓦斯抽采鉆孔過程中的塌孔問題，王建強提出了適用于軟煤成孔的沖洗液鉆孔工藝，從而有效提高沖洗介質攜渣能力[7]。此外，路桂英采用固壁漿液隨鉆注漿護壁的方式解決鉆孔松散段孔壁失穩問題，從工程上促進解決了松軟煤層鉆孔塌孔難題[8]。……