淺談松軟煤層穿層鉆孔排粉工藝改進

1、淺談松軟煤層穿層鉆孔排粉工藝改進【摘 要】本文以松藻煤電公司打通一礦西2604工 作面為例對松軟煤層穿層鉆孔排粉工藝的改進工序作了詳 細介紹，該工藝的改進，解決了該礦幾十年來穿層抽采鉆孔 因地質構造、松軟煤層厚排粉不暢而施工困難的技術難題， 提高了施工效率，減少了報廢孔，杜絕了擴孔。提高了鉆孔 施工進度，為瓦斯抽放超前贏得了時間，為礦井生產(chǎn)提供安 全保障?！娟P鍵詞】松軟煤層；鉆孔；排粉；改進松藻煤電公司打通一礦是一個高瓦斯突出礦井，該礦降 低煤與瓦斯的突出危險的措施概括的說有以下三類：使用 各種指標預測煤與瓦斯突出的危險性；施工防突鉆孔，該 礦施工防突鉆孔類型包括條帶預抽鉆孔、本層抽放鉆孔、施

2、 工預測兼排放鉆孔；開采保護層。本文所述的穿層鉆孔抽放即為條帶預抽鉆孔的另一種 稱謂。穿層鉆孔根據(jù)其用途和施工方法的不同，可分為兩類: 在煤層底板施工瓦斯巷，再從瓦斯巷中施工上仰鉆孔，穿 過具有突出危險的松散煤層，抽采煤層中的瓦斯。為了抽 采鄰近層及部分采空區(qū)的瓦斯，于煤層回風巷或專用巷道中 施工上仰鉆孔，穿過煤層頂板及其上鄰近的不可采煤層。其 中煤層底板巷進行穿層鉆孔抽采瓦斯的施工工藝方法一般 適用于具有強突出危險的松軟煤層，由于這類煤層松軟，所 以在本煤層很難施工順煤層鉆孔。這種瓦斯抽采工藝巷道一 般布置在欲掘進煤巷的下方，在該巷道不僅抽采欲掘進巷道 部分煤層及其影響范圍內(nèi)的瓦斯，也抽采欲

3、回采煤層中的瓦 斯，確保煤巷掘進和煤層回采時工作面瓦斯不超限、不突出 1。松藻煤電公司打通一礦就是在煤層下部的灰?guī)r中施工 有與煤層工作面平行的大量瓦斯巷，通過從該瓦斯巷向上施 工條帶式抽放鉆孔以起到消除突出危險及排放瓦斯的目的。1概況打通一礦隨著下水平開采的進入，地質構造復雜，松軟 煤層增厚，瓦斯含量豐富，給安全生產(chǎn)帶來嚴重威脅。而穿 層鉆孔施工困難垮孔嚴重，該如何解決抽放鉆孔順利施工到 設計層位，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造條件。為此，該礦對西區(qū)西2604 工作面穿層抽采鉆孔施工排粉工藝進行研究。西2604對拉工作面位于西區(qū)，此時北面西2602工作面 正在回采，東面為西二風井井筒保護煤柱，南面6#煤層為未

4、 開采區(qū)域。西2604南回風巷以西分別見fw-6-14逆斷層、 fw-6-16. fw-6-17. fw-6-9、fw-6-19 正斷層；w2604 運輸 巷以西分別見 fw-6t3、fw-6-9、fw6t、fw-6-4、fw-6-6、 fw-6-7、fw-6-9> fw-6-10正斷層。西2604對拉工作面是該 礦進入西區(qū)下水平開釆的首個6#煤層對拉工作面，西區(qū)西 6#瓦斯巷和西8#瓦斯巷施工該工作面南工作面瓦斯抽采鉆 孔。2存在問題西2604對拉工作面地質構造復雜，松軟煤層增厚，瓦 斯含量髙，穿層抽采鉆孔施工垮孔嚴重，排粉不暢，多數(shù)鉆 孔需要擴孔才能施工到位，施工的報廢孔多，進度緩慢

5、。嚴 重制約了施工效率，給礦井的生產(chǎn)部署帶來了被動局面。而 松軟煤層增厚排粉不暢是施工進度緩慢的主要問題。3鉆孔排粉工藝改進技術方案穿層鉆孔按施工工藝中的排渣方式劃分主要有兩種： 風排，即高壓風吹排鉆孔內(nèi)粉塵。水排，即使用有一定壓 力的水沖刷孔內(nèi)粉塵2。風排粉塵大，但不塌孔，而水排 粉塵少，但易造成煤層段的鉆孔塌孔。兩種排渣方式各有優(yōu) 缺點和適應條件，一般礦井施工時為了方便僅單獨采用其中 一種，未考慮到其適應條件上的區(qū)別。打通一礦在西6#瓦斯巷和西8#瓦斯巷各設計了 93和94 個鉆場，每個鉆場各7個和6個抽放鉆孔，鉆場間距10m, 孔間距10m, 3#和4#鉆孔終孔于6#煤層頂板以上0.5m

6、,其 余鉆孔終孔于7#煤層頂板以上0. 5m,鉆孔傾角46度-90度, 鉆孔深度46m-95m。采用zyg-150型液壓鉆機配4）42mm鉆桿、 <t>65mm金剛石鉆頭（孔口采用87mm合金鉆頭掃孔，掃孔 深度大于3m）施工，鉆孔用水（水壓大于0. 3mpa）排鉆屑。 采用水泥砂漿封孔，封孔深度不低于3m。附西區(qū)2604南工 作面抽放鉆孔設計平、剖面圖。圖1西區(qū)2604南工作面抽放鉆孔設計平、剖面圖由于西2604對拉工作面地質構造復雜，斷層多，松軟 煤層厚，施工抽采鉆孔困難，特別是施工到8#煤層時瓦斯大、 噴孔、垮孔嚴重，返不出粉，使鉆孔施工不到設計層位，嚴 重制約了施工進度。針

7、對這一難題，通過施工現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn), 鉆孔返不出水。由現(xiàn)象分析其可能性有：一是鉆孔過構造帶 時水進入裂隙而返不出水，二是鉆孔施工到煤層內(nèi)時瓦斯 大、孔壁遭破壞，水進入煤層內(nèi)而返不出水。由于水作為排渣介質不利于保持孔壁穩(wěn)定和瓦斯的釋 放，該礦決定把原施工鉆孔用水排鉆屑改為壓風排鉆屑，另 為減少粉塵采用孔口降塵。4方案實施4. 1抽采鉆孔排務方案實施西區(qū)西8#瓦斯巷采用zyg-150型鉆機配4)42mm鉆桿、 4)65mm金剛石鉆頭按設計施工抽采鉆孔，重新安裝一趟2寸 壓風管，在原鉆機水便軸上將水管改成壓風管，在壓風管上 安裝壓力表，壓風壓力必須達到0.6mpa以上，松軟煤層穿 層抽采鉆孔施工時換用

8、壓風排粉。4.2降塵方案實施用6”管子加工成長2m、直徑20mm的降塵裝置，將降 塵裝置接在水管上，鉆孔用水開孔，87mm鉆頭擴孔后將降 塵裝置伸入孔內(nèi)，施工鉆孔時開水，然后開壓風進行鉆孔施 工，施工時能起到降塵作用。5方案實施效果該礦松軟煤層穿層抽采鉆孔施工通過排粉工藝由水排 到風排的改進，對改進前后報廢孔進尺及鉆孔施工時間的進 行了比較：原10個鉆場60個鉆孔施工報廢孔進尺793. 3 米，現(xiàn)10個鉆場60個鉆孔施工報廢孔進尺49. 5米，下降 了 93%o原一個鉆孔需要施工1-2個小班，現(xiàn)一個小班鉆 孔施工1-2個鉆孔。降塵效果上，較水排鉆孔時效果差一 些，但仍能較好的控制住粉塵量。6結論瓦斯穿層鉆孔施工采用巖層鉆孔水排、松軟煤層風排， 解決了該礦多年來穿層抽采鉆孔因地質構造、松軟煤層厚排 粉不暢而施工困難的技術難題，提高了施工效率，減少