我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术

邹鹏

摘 要：在经济社会发展过程中，能源的供应是基本保障，在煤矿井下作业过程中，瓦斯抽放钻孔施工技术受到了人们的广泛关注，因为瓦斯防治对煤矿工作人员的安全有很大的影响。防治煤矿瓦斯灾害的基本措施就是进行瓦斯抽放，要提高瓦斯抽放的钻孔工作效率，对钻孔抽放的时间和抽放的距离都要进行更加的研究，提高煤层的成孔效率以及钻孔的深度。

关键词：矿井；瓦斯；抽放钻孔；施工装备；施工技术

近年来，煤矿综采技术得到了很大的发展，而且，煤矿钻机的品种也越来越多，钻机的性能也得到了很大的提升，文章对煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工的情况进行了分析，同时，对各种钻机的应用情况以及技术要点进行了总结，对煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工设备以及技术面临的问题进行了探讨，提出了问题的解决措施，因为能够更好的促进煤矿企业的发展，保证我国经济得到更好的发展。

1 我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备的现状

1.1 钻井施工装备中的钻机

煤矿井下作业要面临的环境非常的特殊，在施工中，工作人员要应用各种钻机，很多的钻机在应用过程中对工作的环境适应性比较长，在操作方面也比较安全，这些钻机在使用过程中比较容易搬迁，同时，解体性也比较好，钻进的效率也比较高。很多的厂家都在生产各种钻机，对煤矿企業的生产也有了很大的改进，钻机的性能也发生了很大的变化。

1.2 钻井施工装备中的配套钻头

在煤矿井下瓦斯抽放施工中，经常会遇到以煤层为主的地层，不会出现比较坚硬的地层，因此，在施工过程中工作人员对钻头进行选择的时候要进行必要的分析，在低硬度的地层中，要使用硬质的合金钻头，这样在工作过程中能够起到节省工作时间并且提高工作效率的效果。现在，钻头的种类比较多，性能比较好，而且结构方面也比较完善。很多钻头都具备了反切削、防喷以及自排粉功能，这样在面对复杂地层的时候能够在工作过程中更好的保证效率。

1.3 装备中的配套钻杆

自从上个世纪七十年代开始，我国的煤矿井下钻孔作业一直使用的是地面钻探用锁接手钻杆，这种钻杆在使用过程中经常会出现比较多的恶性事件，其在使用过程中也出现了使用时间比较短的情况，这样的使用情况对煤矿企业的生产也带来了很大的影响，因此，钻孔机械在长时间的发展过程中出现了逐渐被取代的情况，钻孔设备在发展过程中也慢慢出现了自动化以及程序化发展的情况，相关的技术在发展过程中对钻杆制造进行了重视，对生产成本进行了降低，提高了钻杆的工作效率。在经济社会不断发展过程中，科学技术水平也有了很大的进步，钻杆的种类也越来越多，为煤矿井下发展也有了很大的促进。

1.4 钻井施工中的其他装备

煤矿井下钻孔施工配套钻具中还有很多的装备，主要包括测斜仪、稳定器、孔口装置、以及打捞工具等。现在，煤矿井下钻探技术在发展过程中取得了很大的发展，钻井施工设备的种类也越来越多，性能也发生了很大的改善，对井下钻孔作业的安全性以及工作效率也有了很大的改变。

2 我国煤矿井下的瓦斯抽放钻孔施工技术

2.1 煤矿井下的瓦斯抽放的常见钻进技术

在煤矿井下应用的钻进技术中，水力正循环孔口回转技术是比较常应用的技术，这种技术在操作过程中主要利用的是清水，在工具方面主要适用的是外平钻杆和钻头，这种技术在瓦斯抽放方面十分的简单。在具体的施工过程中，可以利用循环水的供给条件不同，将清水分为动压水循环以及静压水循环。在煤层成孔性比较好，钻孔深度比较低，钻孔直径比较小的情况下，可以使用静压水，能够为施工单位节省更多的动力和资源。在地层环境比较复杂时，工作人员可以利用循环水进行水泥浆的配置，钻进过程中可以保证排粉的通畅。在施工过程中，如果遇到煤层或者是泥岩比较松软的情况，工作人员不能贸然使用钻进方法进行施工，避免出现水力冲刷或者是泥岩缩水的孔内事故。

2.2 煤矿井下的瓦斯抽放的多级组合钻具防突钻进技术

对于强突的煤层，我们可以采用多级组合钻具防突钻进技术进行开发，这种技术能够将瓦斯分阶段、分层次的逐级释放，除此之外，该技术采用的是小口径钻头，这样，钻头在钻进的时候有很大的稳定性，能够在一定程度上避免喷孔事故或瓦斯突出事故，该技术采用的钻头由三级组成，直径最小的钻头是第一级钻头，直径最大的钻头是第三级钻头，在安装使可以通过组合接手将这些接头按照由小到大的顺序组合在一起。一般情况下，钻头的级配形式主要有两种，它们分别是：75mm/94mm/113mm和59mm/75mm/94mm，利用多级组合钻具防突钻进技术既能做好风力循环钻进工作，又能做好水力循环钻进工作。

2.3 煤矿井下的瓦斯抽放的稳定组合钻具定向钻进技术

采用稳定组合钻具定向钻进技术，能够起到控制钻孔轨迹的目的。一般情况下，如果在靠近钻头的地方安装第一个稳定器配置，在离钻头较远的地方安装第二个稳定器配置，在钻井过程中，可以充分利用靠近钻头稳定器的自重，给予回转力，这样，钻头就会有一定的上翘趋势，这就加大了钻孔产生上仰趋势的概率。在钻进过程中，等间距布置钻头后部的稳定器，能够使整个钻具就达到“满、刚、直”的要求。在顶板高位水平定向钻孔施工和沿煤层水平定向长钻孔施工中会用到稳定组合钻具定向钻进技术，一般情况下，工作人员在施工中会采用ZDY6000L型号的钻机和ZDY6000S、ZDY8000/10000S型号的全液压钻机，因为这种型号的钻机具有起下钻速度快、起拔能力大和扭矩大的优点，在工作时具有很高的钻进效率和很强的钻机能力。相关实践表明，稳定组合钻具定向钻进技术还有很多需要改进的地方，使用稳定组合钻具对钻孔的轨迹进行调整工作时，该技术没有很强的调整钻孔方位角的能力。

2.4 煤矿井下的瓦斯抽放的空气钻进技术

将压缩空气作为钻孔循环介质的施工方法叫做空气钻进技术，在破碎、松散或松软突出煤层、遇水坍塌地层中进行钻进工作时应用此技术比较合适。徐州张集、淮南丁集、夏汝箕沟等地区采用的都是空气钻进技术，在实际工作中，采用此技术时，应该让压风到达钻孔的底部，这样，在钻孔内就会形成高速风流，风流会将屑悬浮吹向孔口，这样，能够达到排渣和冷却钻头的目的。在进行煤矿井下的瓦斯抽放工作时，采用空气钻进技术能够保持钻孔的渗透性和稳定性。

3 结束语

在煤矿井下中，瓦斯抽放技术非常多，对其进行分析，能够更好的保证煤矿的正常生产活动，同时，对生产人员的安全也能进行保证。煤矿企业是高耗能企业，对煤矿瓦斯抽放钻孔施工装备和技术情况进行分析，能够帮助生产人员更好的面对生产过程中出现的问题，对未来的生产技术也能起到促进作用。

参考文献

[1]梅新.“煤矿井下千米瓦斯抽放钻孔施工装备及工艺技术开发”项目工业性试验取得阶段性成果[J].煤田地质与勘探，2010（2）.

[2]姚宁平，孙荣军，叶根飞.我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术[J].煤炭科学技术，2010（3）.

[3]陈志胜.煤矿区煤层气综合开发与利用存在问题探讨[J].煤炭科学技术，2012（7）.

[4]石智军，姚宁平，叶根飞.煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备[J].煤炭科学技术，2009（7）.

[5]杨军，王龙，郑大志，等.定向技术在煤矿井下长距离瓦斯抽放钻孔中的应用及若干问题的处理措施[J].科技致富向导，2011（30）.