突出煤層瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)

2023/2/21煤礦瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備

——突出松軟煤層井下深孔施工

江西省煤炭工業(yè)科學(xué)研究所2009年8月4日2023/2/22主要內(nèi)容一、概述二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2023/2/23一、概述瓦斯抽采是防治煤礦瓦斯災(zāi)害事故的根本措施，從20世紀(jì)50年代開始，我國(guó)就將瓦斯抽放作為治理煤礦瓦斯災(zāi)害的重要措施在高瓦斯和突出礦井推廣。2002年，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局制定了“先抽后采，以風(fēng)定產(chǎn)，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”的煤礦瓦斯防治方針；2006年，再次明確煤礦瓦斯治理“必須堅(jiān)持先抽后采、治理與利用并舉的方針”，進(jìn)一步強(qiáng)化了瓦斯抽放治理瓦斯災(zāi)害的地位。2023/2/24一、概述2009年5月14日國(guó)家安全監(jiān)管總局局長(zhǎng)駱琳簽署總局第19號(hào)令，頒布《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，2009年8月1日起實(shí)施。原《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》同時(shí)廢止?！斗劳灰?guī)定》提出了“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充”的理念，強(qiáng)調(diào)突出煤層必須采取區(qū)域綜合防突措施并達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行采掘作業(yè)。區(qū)域防突工作應(yīng)當(dāng)做到多措并舉、可保必保、應(yīng)抽盡抽、效果達(dá)標(biāo)。2023/2/25一、概述松軟突出煤層（硬度系數(shù)f≤1）滲透性差、瓦斯含量高。鉆進(jìn)過(guò)程中，容易產(chǎn)生垮孔、卡鉆、噴孔等現(xiàn)象。我國(guó)在松軟突出煤層雖然有鉆孔深度超過(guò)150m甚至達(dá)到240m的記錄，但大部分的鉆孔深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦斯抽放成本很高。我國(guó)松軟煤層在所開采煤層中所占比例較大，因此，松軟突出煤層的鉆進(jìn)成孔問(wèn)題一直是個(gè)亟待解決的難題。實(shí)現(xiàn)松軟煤層中打深孔，必須采取綜合的辦法來(lái)解決，綜合辦法包括：鉆孔設(shè)計(jì)、打鉆設(shè)備和打鉆工藝等方面。2023/2/26一、概述2006年，國(guó)家發(fā)改委會(huì)同國(guó)家安監(jiān)總局、國(guó)家煤監(jiān)局發(fā)文批復(fù)了煤礦瓦斯治理與利用10個(gè)示范工程建設(shè)項(xiàng)目、8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和裝備研制項(xiàng)目。建立示范點(diǎn)、重點(diǎn)推廣先進(jìn)適用技術(shù)。2009年7月9～17日，國(guó)家能源局煤炭司會(huì)同煤礦安監(jiān)局科技裝備司對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢查和總結(jié)驗(yàn)收工作。2023/2/27一、概述10個(gè)煤礦瓦斯治理與利用示范工程建設(shè)項(xiàng)目根據(jù)各示范點(diǎn)的特點(diǎn)和條件，集成瓦斯治理與利用的先進(jìn)適用技術(shù)，并總結(jié)推廣應(yīng)用。龍煤集團(tuán)鶴崗分公司、沈陽(yáng)煤業(yè)集團(tuán)、撫順礦業(yè)集團(tuán)淮南礦業(yè)集團(tuán)、淮北礦業(yè)集團(tuán)鄭州煤炭集團(tuán)、焦作煤業(yè)集團(tuán)陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)、晉城煤業(yè)集團(tuán)松藻煤電公司2023/2/28一、概述8項(xiàng)“煤礦瓦斯綜合治理與利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和裝備研制項(xiàng)目”松軟突出煤層中風(fēng)壓空氣鉆進(jìn)裝備研制與配套工藝開發(fā)井下水平長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)研制及配套工藝開發(fā)低透氣性煤層瓦斯抽采增效技術(shù)開發(fā)低濃度瓦斯輸送安全保障成套技術(shù)開發(fā)與裝備研制防突遠(yuǎn)距離控制鉆機(jī)研制及配套工藝開發(fā)松軟突出煤層順層鉆孔螺旋鉆進(jìn)裝備研制與配套工藝開發(fā)瓦斯抽采礦井的風(fēng)流監(jiān)測(cè)與智能控制關(guān)鍵技術(shù)研制地面瓦斯抽采的欠平衡車裝鉆機(jī)研制2023/2/29一、概述示范工程建設(shè)取得階段性效果：推廣了一批瓦斯治理、瓦斯抽采、瓦斯利用的先進(jìn)適用技術(shù)和裝備。提高了礦井順煤層抽采鉆孔施工深度和能力，研發(fā)了強(qiáng)突出松軟煤層中風(fēng)壓鉆進(jìn)技術(shù)、松軟突出煤層螺旋鉆進(jìn)技術(shù)和裝備、千米鉆機(jī)長(zhǎng)鉆孔成孔工藝技術(shù)等。2023/2/210二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀1、鉆機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)源不同，煤礦坑道鉆機(jī)的主流產(chǎn)品可分成兩大類：一類是常規(guī)的孔口回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（鉆機(jī)通過(guò)鉆桿柱驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)）。像淺孔鉆機(jī)一般都是這一類；另一類是孔底動(dòng)力回鉆鉆機(jī)（鉆進(jìn)時(shí)鉆桿柱不回轉(zhuǎn)，由孔底馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)）。2023/2/211二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀1、鉆機(jī)孔內(nèi)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置：2023/2/212二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀1、鉆機(jī)我國(guó)煤礦坑道鉆探作業(yè)的主導(dǎo)機(jī)型為全液壓動(dòng)力頭式坑道鉆機(jī)。具有鉆進(jìn)效率高、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、操作安全、解體性好、易搬遷等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)的生產(chǎn)廠家較多，鉆進(jìn)能力從幾十米到上千米，已形成多個(gè)系列。2023/2/213ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD、ZDY4000LD型煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機(jī)是國(guó)家發(fā)改委2006年委托西安研究院承擔(dān)的“井下水平長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)研制及配套工藝開發(fā)”項(xiàng)目產(chǎn)品。鉆機(jī)能力：350～1000m。二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀ZDY6000L、ZDY4000L、ZDY3200L、ZDY1900L、ZDY1200L型煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機(jī)屬于自行式、低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩類型鉆機(jī)。可采用孔口回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，也可采用孔底動(dòng)力鉆進(jìn)，主要用于煤礦井下近水平長(zhǎng)距離瓦斯抽放鉆孔以及本煤層和鄰近層中深瓦斯抽放鉆孔的施工。鉆機(jī)能力：100～600m。2023/2/2141、鉆機(jī)

ZYR-1900/ZYR-1200型松軟突出煤層全液壓鉆機(jī)。鉆進(jìn)深度：250/150m。二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀2023/2/215二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀1、鉆機(jī)ZDY800010000S型全液壓鉆機(jī)。

ZDY1900S型全液壓鉆機(jī)。ZDY650型全液壓鉆機(jī)。2023/2/216二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀2、配套鉆桿目前煤礦井下所用的鉆桿種類主要有外平鉆桿、螺旋鉆桿兩種。外平鉆桿是最常用的一種類型，適用于井下常規(guī)鉆進(jìn)作業(yè)和穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)。現(xiàn)有的規(guī)格主要有φ42，φ50，φ63·5，φ73，φ89mm等，具體鉆桿參數(shù)及配套鉆頭見(jiàn)下表。2023/2/217二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀2023/2/218二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀2、配套鉆桿螺旋鉆桿主要用于滿足松軟煤層鉆進(jìn)和本煤層大直徑救援孔的排粉需要。螺旋鉆桿接頭形式多采用插接方式。可方便處理鉆進(jìn)過(guò)程中因塌孔、噴孔、掉塊等形成的卡鉆、埋鉆等孔內(nèi)事故。目前常用的規(guī)格主要有:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130mm等。2023/2/219二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀2、配套鉆桿有葉片式螺旋鉆桿、淺槽螺旋鉆桿兩種。晉城趙莊礦50mm×1000mm的淺槽螺旋鉆桿葉片、插接式螺旋鉆桿2023/2/220二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀3、配套鉆頭煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工鉆頭一般以硬質(zhì)合金和金剛石復(fù)合片(PDC)鉆頭為主。硬質(zhì)合金鉆頭一般只適用于本煤層、泥巖等低硬度地層的淺孔施工，目前大多數(shù)煤礦為提高鉆進(jìn)效率、節(jié)省起下鉆時(shí)間，一般都采用PDC鉆頭。2023/2/221二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀3、配套鉆頭多級(jí)組合鉆具：主要用于嚴(yán)重突出煤層。主要原理是采用小口徑鉆頭開孔、逐級(jí)擴(kuò)孔鉆進(jìn)的方法，分層次、階段性逐級(jí)釋放瓦斯，既保證了鉆頭鉆進(jìn)的穩(wěn)定性，又減少了一次成孔瓦斯突出或噴孔事故的發(fā)生。組合防突鉆頭一般由三級(jí)組成，第一級(jí)鉆頭直徑最小，然后通過(guò)組合接手將2個(gè)逐級(jí)增大的擴(kuò)孔鉆頭組合在一起。常用的級(jí)配形式主要有φ59mm/φ75mm/φ94mm和φ75mm/φ94mm/φ113mm兩種組合形式。2023/2/222二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀4、其他鉆具用于鉆孔軌跡測(cè)量的測(cè)斜儀、定向鉆進(jìn)用的穩(wěn)定器、用于抑制瓦斯富集煤層噴孔的多級(jí)穩(wěn)定組合鉆具、具有防噴和氣水分離功能的孔口裝置、防止孔內(nèi)事故的安全接手、防噴接頭、取芯器、送水器以及處理孔內(nèi)事故的打撈工具等。2023/2/223二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)：就是在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的基礎(chǔ)上，在靠近鉆頭的10～20m的鉆桿上接上3～5個(gè)接近于鉆頭直徑的穩(wěn)定器(也稱扶正器)，通過(guò)調(diào)整穩(wěn)定器的位置和數(shù)量，并配合相應(yīng)的鉆進(jìn)工藝參數(shù)，使鉆具對(duì)鉆頭產(chǎn)生向上、向下或保直鉆進(jìn)的控制力，從而起到控制鉆孔軌跡的目的。順層長(zhǎng)鉆孔的施工，關(guān)健在于打鉆過(guò)程中，防止鉆桿下沉，保持鉆桿一定的直度。鉆頭穩(wěn)定器鉆桿保直上斜下斜2023/2/224二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀套筒式穩(wěn)定器穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進(jìn)技術(shù)主要適用于對(duì)鉆孔軌跡有特殊要求的瓦斯抽放鉆孔施工，如沿煤層水平定向長(zhǎng)鉆孔的施工(孔深≥500m)、頂板高位水平定向鉆孔的施工。2023/2/225二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況美國(guó)、德國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，從上世紀(jì)70年代初就開始了井下近水平長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)的研究。通過(guò)三十年的發(fā)展，目前以孔底動(dòng)力為主要鉆進(jìn)方法、隨鉆測(cè)斜為主要定向手段的鉆孔工藝方法已非常成熟，并取得較廣泛的推廣應(yīng)用，技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平。2023/2/226二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況1997～1998年間，國(guó)內(nèi)松藻、鐵法、淮南、平頂山和撫順5個(gè)礦務(wù)局引進(jìn)了9套美國(guó)和澳大利亞千米定向鉆機(jī)。共打成鉆孔19個(gè)，鉆孔深度范圍為45～470m，其中:小于100m的有10個(gè)，100～200m的有2個(gè)，200～400m的有6個(gè)，最深的一個(gè)孔達(dá)470m。在煤層中打成順層鉆孔的深度幾乎都不超過(guò)100m?？咨疃紱](méi)有達(dá)到引進(jìn)鉆機(jī)設(shè)計(jì)施工能力的二分之一。試驗(yàn)效果不好。2023/2/227二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況原因：主要是我國(guó)的地質(zhì)條件和煤層特征差異很大，引進(jìn)的澳大利亞、美國(guó)千米定向鉆機(jī)不適應(yīng)象松藻、淮南、平頂山煤業(yè)集團(tuán)等這樣復(fù)雜的地質(zhì)條件和煤層特征，只能適用于較為簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件和煤層特征。2023/2/228二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況2002～2007年間，山西亞美大寧能源有限公司大寧煤礦、晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)公司引進(jìn)了4套美國(guó)和澳大利亞生產(chǎn)的采用孔底馬達(dá)定向鉆進(jìn)的千米鉆機(jī)，用于煤礦井下定向長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯。使用情況很不錯(cuò)。大寧煤礦為高瓦斯礦井，預(yù)抽本煤層（3號(hào)煤層）瓦斯為主，最大孔深達(dá)1002m。至2007年底已完成鉆孔數(shù)1980個(gè)，累計(jì)進(jìn)尺803753m，抽混合瓦斯9.05億m3。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾年國(guó)內(nèi)已定購(gòu)的澳大利亞VLD1000定向長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)設(shè)備多達(dá)50余套。2023/2/229二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀山西亞美大寧能源有限公司大寧煤礦采用孔底馬達(dá)定向鉆進(jìn)的千米鉆機(jī)，預(yù)抽本煤層（3號(hào)煤層）瓦斯為主，最大孔深達(dá)1002m。5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況2023/2/230二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況晉城煤業(yè)井下區(qū)域性遞進(jìn)式預(yù)抽采千米鉆機(jī)等機(jī)具施工長(zhǎng)鉆孔，一個(gè)預(yù)抽區(qū)域至少應(yīng)涵蓋1個(gè)工作面。2023/2/231二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀5、引進(jìn)國(guó)外定向長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)的應(yīng)用情況國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)90年代正式開始煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)的研究，在對(duì)以螺桿馬達(dá)為孔底動(dòng)力的鉆進(jìn)方法的研究方面曾取得過(guò)一些階段性成果。但是由于國(guó)產(chǎn)孔底馬達(dá)可靠性較差，壽命太短，設(shè)備成本比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)的高，不便于推廣，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)研究并沒(méi)有繼續(xù)深入下去。2023/2/232二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀6、部分國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)設(shè)備的使用情況目前，ZDY800010000S型全液壓鉆機(jī)已在銅川礦務(wù)局推廣使用，施工的瓦斯預(yù)抽采鉆孔深度多在600m左右。晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司已大面積推廣使用ZDY6000S鉆機(jī)，施工深度為400～600m的本煤層瓦斯預(yù)抽采長(zhǎng)鉆孔。2023/2/233二、鉆孔施工裝備現(xiàn)狀煤層氣抽采鉆孔施工技術(shù)與裝備發(fā)展方向高瓦斯、高地應(yīng)力、松軟煤層鉆孔施工技術(shù)煤礦井下全自動(dòng)鉆孔技術(shù)孔底馬達(dá)鉆進(jìn)技術(shù)水平多分支地面鉆井技術(shù)及裝備2023/2/234三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)1、順層長(zhǎng)鉆孔排渣工藝水力排渣傳統(tǒng)的排渣工藝是用水作沖洗介質(zhì)攜帶和排出鉆屑、冷卻鉆頭。由于水注滿整個(gè)鉆孔，對(duì)瓦斯的自然排放起封閉作用，易造成噴孔，對(duì)鉆孔施工人員的安全有一定的威脅。在松軟煤層中鉆進(jìn)時(shí)，循環(huán)水對(duì)于孔壁的沖刷、浸泡等破壞作用相當(dāng)嚴(yán)重，鉆孔極易破碎坍塌，成孔極其困難。因而，在施工順煤層抽放鉆孔時(shí)，用水作為排渣介質(zhì)是不利于深鉆孔的施工。2023/2/235三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)1、順層長(zhǎng)鉆孔排渣工藝風(fēng)力排渣風(fēng)力排渣用風(fēng)作介質(zhì)排渣和鉆頭冷卻。其顯著的優(yōu)點(diǎn)在于壓風(fēng)對(duì)孔壁的沖擊較弱，對(duì)瓦斯解吸影響小。因此，從技術(shù)上來(lái)看，風(fēng)力排渣更適合于突出煤層順層長(zhǎng)鉆孔的施工。其缺點(diǎn)是作業(yè)地點(diǎn)粉塵不易控制，多數(shù)礦井的風(fēng)壓、流量也不能滿足長(zhǎng)鉆孔的要求。2023/2/236三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、松軟突出煤層打鉆遇到的問(wèn)題及原因分析問(wèn)題：噴孔、垮孔、堵孔和卡鉆，嚴(yán)重的誘發(fā)瓦斯突出。

噴孔時(shí)高壓瓦斯氣流向孔口噴出，承壓瓦斯攜帶的煤粉直接沖向巷道，并伴隨煤炮聲和氣流沖擊聲。有的短時(shí)間幾分鐘停止，也有的可延續(xù)到幾十分鐘，表現(xiàn)為脈沖形式。此時(shí)巷道瓦斯嚴(yán)重超限，只好停鉆撤人。噴孔往往伴隨著垮孔、堵孔和卡鉆的出現(xiàn)，往往無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)。2023/2/237三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、松軟煤層打鉆遇到的問(wèn)題及原因分析問(wèn)題

噴孔、卡鉆形成過(guò)程。噴孔可分成：煤體破碎→瓦斯聚積（瓦斯迅速解吸→孔壁破裂→孔內(nèi)堵塞→瓦斯梯度猛增）→瓦斯釋放（突破堵塞→噴孔和卡鉆）三個(gè)階段。2023/2/238三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、松軟煤層打鉆遇到的問(wèn)題及原因分析問(wèn)題

噴孔和卡鉆原因分析：噴孔應(yīng)看作是鉆孔中出現(xiàn)的動(dòng)力現(xiàn)象，類似煤與瓦斯突出，是高壓瓦斯、應(yīng)力集中和軟煤存在三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果。當(dāng)鉆孔進(jìn)入軟煤分層時(shí)，鉆頭切削旋轉(zhuǎn)，對(duì)軟煤產(chǎn)生一種沖擊和破碎力，使煤體破裂、粉碎，鉆孔周邊煤體瓦斯迅速解吸，流入鉆孔中的瓦斯增加到正常瓦斯涌出的幾倍到幾十倍，此時(shí)鉆孔前后方出現(xiàn)了較大的瓦斯梯度，產(chǎn)生明顯的瓦斯激流，承壓的瓦斯激流對(duì)破壞的煤顆粒起著邊運(yùn)送邊粉化的作用，瓦斯激流和粉化了的煤顆粒難以順利的向孔外排出，進(jìn)一步增加了孔內(nèi)瓦斯壓力梯度，形成噴孔。2023/2/239三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、松軟煤層打鉆遇到的問(wèn)題及原因分析問(wèn)題另一種噴孔是由于煤層中含水，鉆頭切削時(shí)的煤粉難以順利排出，在鉆孔的淺部（10～20m的范圍內(nèi)）出現(xiàn)堵孔。再就是打鉆風(fēng)壓和風(fēng)量不夠，排碴不力，出現(xiàn)堵孔。堵孔造成迅速解吸的瓦斯無(wú)法排出，孔內(nèi)的壓力梯度達(dá)到某個(gè)極限時(shí)，發(fā)生噴孔。

2023/2/240三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、松軟煤層打鉆遇到的問(wèn)題及原因分析問(wèn)題卡鉆是與噴孔聯(lián)系和同時(shí)發(fā)生的一種現(xiàn)象，噴孔時(shí)末能及時(shí)退出鉆桿，破碎的煤體將鉆桿和鉆頭箍緊?；蚴强變?nèi)出現(xiàn)塌孔、堵孔時(shí)，排渣不力，此時(shí)仍然鉆進(jìn)，使堵孔、塌孔的范圍不斷擴(kuò)大，造成鉆桿和鉆頭箍緊，鉆頭無(wú)法進(jìn)退。噴孔、垮孔、堵孔和卡鉆是不同現(xiàn)象，但又是相互聯(lián)系的，卡鉆是嚴(yán)重的打鉆事故，往往可能出現(xiàn)扭斷鉆桿丟失鉆頭。2023/2/241三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)3、提高突出煤層鉆孔孔深的技術(shù)途徑1)使用風(fēng)力排渣，減弱鉆孔的噴孔和垮孔。理論和實(shí)踐都證明，風(fēng)力排渣能夠減弱噴孔和垮孔，是突出煤層施工順層長(zhǎng)鉆孔的最佳排渣方式。但是風(fēng)力排渣的基本條件是鉆孔內(nèi)的風(fēng)速應(yīng)能夠吹動(dòng)孔內(nèi)的大煤塊，并且吹出鉆屑的能力大于鉆孔鉆進(jìn)時(shí)鉆屑的產(chǎn)生量。為此，可根據(jù)鉆屑的粒度、打鉆速度等，運(yùn)用氣體輸送理論計(jì)算出風(fēng)力排渣的合理風(fēng)速，以確保足夠的排渣能力。2023/2/242三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、提高突出煤層鉆孔孔深的技術(shù)途徑2)確定風(fēng)力排渣的合理供風(fēng)參數(shù)，提高排渣能力。為達(dá)到要求的風(fēng)速，需要足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓。目前礦井的井下壓風(fēng)管道風(fēng)壓一般不超過(guò)0.5MPa，而對(duì)目前的鉆具而言，這一風(fēng)壓顯然不能達(dá)到足夠的供風(fēng)量。為此，可使用井下移動(dòng)式空壓機(jī)，使打鉆地點(diǎn)的風(fēng)壓正常時(shí)達(dá)到0.65MPa以上，最大時(shí)達(dá)0.7MPa。2023/2/243三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)不同深度鉆孔正常排渣所需的供風(fēng)壓力（煤科總院重慶研究院在芙蓉珙泉煤業(yè)公司試驗(yàn)結(jié)果）2023/2/244三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、提高突出煤層鉆孔孔深的技術(shù)途徑3)采用滿足風(fēng)力排渣和長(zhǎng)鉆孔施工的大扭矩鉆桿。由于壓風(fēng)的壓力最高為0.7MPa，要在一定的壓力下提高孔內(nèi)的風(fēng)速(或風(fēng)量)，就只有降低壓風(fēng)的沿程阻力損失，這就要適當(dāng)擴(kuò)大輸送壓風(fēng)的鉆桿內(nèi)孔直徑。同時(shí)，順層長(zhǎng)鉆孔的長(zhǎng)度大，孔壁、鉆屑與鉆桿之間的摩擦阻力也大，應(yīng)適當(dāng)增加鉆桿強(qiáng)度。2023/2/245三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、提高突出煤層鉆孔孔深的技術(shù)途徑4)根據(jù)礦井具體的地質(zhì)條件和煤層特征，采用較大能力并適合順層鉆孔施工條件的鉆機(jī)。盡管順層長(zhǎng)鉆孔成孔的關(guān)鍵是打鉆排渣工藝技術(shù)，但足夠能力的鉆機(jī)是施工長(zhǎng)鉆孔的基礎(chǔ)。2023/2/246三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)2、提高突出煤層鉆孔孔深的技術(shù)途徑5)采用多級(jí)組合鉆頭，利用前端小直徑鉆頭的超前卸壓作用減輕鉆孔的噴孔程度，同時(shí)提高鉆孔的定向鉆進(jìn)效果。6)其他輔助技術(shù)措施還包括降塵、安全防護(hù)、防止孔內(nèi)爆燃等，制訂操作規(guī)程，對(duì)打鉆過(guò)程中的各種現(xiàn)象提出觀察、應(yīng)對(duì)方法。2023/2/247三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)3、提高鉆孔深度的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)1）搞好鉆孔設(shè)計(jì)：鉆孔設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單化，一次完成。工作面布孔設(shè)計(jì)分為方案設(shè)計(jì)、分段設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)3個(gè)階段進(jìn)行。布孔方案設(shè)計(jì)：布孔方案設(shè)計(jì)是工作面瓦斯抽放設(shè)計(jì)的重要組成部分。根據(jù)煤層和巷道狀況，按不留或少留空白帶的要求，對(duì)采面全面布孔。明確布孔形式、鉆孔密度和施工順序。2023/2/248三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)3、提高鉆孔深度的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)鉆孔施工分段設(shè)計(jì)：目的：根據(jù)工作面抽放方案設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合不同地段的瓦斯地質(zhì)和巷道條件，進(jìn)行逐段設(shè)計(jì)。通過(guò)分段設(shè)計(jì)優(yōu)選鉆孔施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)抽放鉆孔優(yōu)化。分段設(shè)計(jì)前要調(diào)查該段地質(zhì)構(gòu)造煤層傾角、煤厚、巷道條件等。設(shè)計(jì)中包括不岡鉆孔的方位角、傾角、孔深、孔徑和開孔點(diǎn)距底板高度等，并有附圖。2023/2/249三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)3、提高鉆孔深度的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)鉆孔施工設(shè)計(jì)：主要是鉆孔參數(shù)的調(diào)整。由于煤層產(chǎn)狀和厚度不穩(wěn)定，鉆孔深處往往存在變化，因此必須通過(guò)施工鉆孔，及時(shí)判斷鉆孔前方的煤層賦存狀況。對(duì)設(shè)計(jì)鉆孔及時(shí)調(diào)整參數(shù)，經(jīng)調(diào)整參數(shù)后施工的鉆孔基本能達(dá)到設(shè)計(jì)深度。2023/2/250三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)3、提高鉆孔深度的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)2)隨時(shí)注意風(fēng)壓表的壓力，如果低于0.5MPa，立即進(jìn)行處理。3)保持鉆孔連續(xù)、適速地鉆進(jìn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔口排出的煤渣較多或有煤炮時(shí)，應(yīng)減慢或停止鉆進(jìn)，直到旋轉(zhuǎn)至正常時(shí)再進(jìn)鉆，必要時(shí)還應(yīng)退掉幾根鉆桿后再邊排渣邊重新進(jìn)鉆。另外，現(xiàn)場(chǎng)交接班的主要目的不只是向下一班交接情況，而是使鉆孔連續(xù)不斷地鉆進(jìn)，所以，在下一班人到前一般不得停止鉆進(jìn)，下一班到后應(yīng)立即投入打鉆。2023/2/251三、瓦斯抽放鉆孔施工技術(shù)掌握給進(jìn)壓力和鉆進(jìn)速度：