突出松软煤层深孔打钻工艺的创新与应用

■冯伟

（淮南矿业集团新庄孜煤矿 安徽淮南 232001）

突出松软煤层深孔打钻工艺的创新与应用

■冯伟

（淮南矿业集团新庄孜煤矿 安徽淮南 232001）

随着社会各领域不断发展，对煤炭资源的需求量日渐增加，推动了煤矿产业迅速发展。本文将对突出松软煤层深孔打钻存在问题及原因进行分析和研究，并针对设备运行存在的问题提出深孔打钻工艺创新及应用，旨在为我国煤炭产业进一步发展提供支持和参考。

突出松软煤层深孔打钻工艺创新应用

0 前言

近年来，受到社会、经济发展的影响，社会各个领域取得了长足发展，其中煤炭产业发展较为突出，但是，突出松软煤层深孔打钻工艺作为生产过程中的突出问题，其直接影响煤炭资源开采率，如何更好地创新深层打钻工艺受到越来越多的关注。因此，加强对突出松软煤层深孔打钻工艺创新及应用的研究具有现实意义。

1 突出松软煤层深孔打钻存在问题及原因

通常情况下，松软煤层钻进喷孔、卡钻形成过程主要是媒体破碎、瓦斯聚集、孔内堵塞造成的，而出现这类现象的因素是高压瓦斯、应力过度集中及软媒三方面，在很大程度上增加了生产困难[1]。

突出松软煤层深钻打孔技术操作过程中出现的上述现象，主要是受到以下几个方面原因造成的：首先，钻孔堵塞系统方面。钻进过程中，钻孔内部会出现煤炮、喷孔等现象产生大量煤渣，而传统钻杆在运行过程中，难以有效将煤渣清理出去，使得系统难以有效运行；其次，钻杆堵塞方面，钻进过程中，钻孔内部煤与瓦斯突出之间压力较大，远远超过钻进时的风压，使得钻杆难以按照原来方向运行，并将大量煤渣带入其中，使得系统失效；最后，钻孔燃烧方面，当钻杆堵塞情况下，钻杆旋转过程中，温度会逐渐增加，并致使瓦斯燃烧，尤其是在风力排粉影响下，系统难以运转，势必会出现卡钻夹钻，使得钻孔出现燃烧现象。由此可见，传统深孔打钻工艺难以满足现代煤炭开采发展需求，创新工艺势在必行[2]。

2 突出松软煤层深孔打钻工艺创新及应用

图1 钻杆创新前后对比图

主要针对钻杆和钻头两方面进行相应调整和优化：

一方面，钻杆方面，增加螺旋输送扒孔功能，如图1。传统钻杆是光滑的，创新后的钻杆上呈现螺旋状，在原有夹持器功能及确保

钻杆最小强度基础之上，增添新功能。创新钻孔运行过程中，能够将风力排粉作为基础，出现煤炮现象，且系统失效情况下，扒孔功能发挥积极作用，将堵塞的煤粉清理，将钻孔打通，确保钻孔排渣系统稳定运行，风力排粉通道打通后，能够实现持续钻进，不仅如此，对钻杆进行创新后，扒孔钻进和风力协同共同发挥作用，还能够有效消除钻杆快速旋转过程中出现的高温现象，最终规避钻孔燃烧事故的发生。

另一方面，钻头方面，避免钻杆堵塞。由于在突出松软煤层工作过程中，煤炮现象是不可避免的，造成钻孔及钻杆堵塞，从本质上来看，煤炮现象是孔内动力现象，当处于该情况下，会释放大量高压瓦斯，且高于排粉风力的压力，使得内部风流反转，系统无法正常运行。基于此，对钻头进行改进，增加单向阀，即便出现煤炮，高压也会及时关闭单向阀，避免钻杆不会堵塞，通过上述调整和优化后，在实际操作过程中，有效解决了喷孔、煤炮等不良现象[3]。

由于对钻杆及钻头部分进行适当改进，操作过程也需要随之做出相应调整和优化，主要针对以下三个方面进行调整：首先，煤炭开采过程中，要坚持相应原则，如：下垫、上压等，确保钻机运行稳定性，促使钻机在运行过程中，不仅能够避免震动引起的不良运行，还能够降低设备运行阻力，保证孔壁垂直，提高工作效率。

其次，钻机设备在使用过程中，其给进压力是存在上限的，且在不同地质环境下工作，需要结合实际情况进行相应调整，坚持具体问题具体分析原则，如果发现给进压力突然增加，要及时作出反应，停止工作或者撤钻，前者进行压风排渣，后者则进行减压、降速处理，最大程度上避免堵塞现象的出现。

最后，煤炭资源开采工作环境恶劣，极易受到自然环境的影响，其中，最为突出打钻风压和风量，要将二者控制在合理范围内。为了了解改进后设备在实际应用中的功效，沿着巷道走向一定距离范围内设置钻孔，并结合煤层特点，将给进压力确定为5~10MPa，并展开试验，为了保证试验数据结果准确性，进行多次试验，求得平均数，通过对试验数据信息的分析和研究发现，创新后的钻机及操作方法，不仅有效避免了卡钻、抱钻及燃烧事故的出现，且工作效率也得到了显著提升。综上所述，无论是钻机设备方面，还是具体操作方法方面，在经过创新后，钻机整体性能都得到了较大提升。除此之外，煤炭资源开采工作具有一定危险性，特别是传统模式，受到自然及人为因素的影响，极易对工作人员人身安全构成一定伤害，至此，应大力推广创新设备。

3 结论

根据上文所述，突出松软煤层开采作为煤炭开采的重要组成部分，在增加煤炭资源等方面占据举足轻重的位置，而传统钻机设备在运行过程中，难以满足煤炭资源开采工作需求，至此，针对这一问题，本文对钻杆及钻头进行了适当创新和改进，并进行了大量试验，通过对试验结果分析和研究，改进后的钻机在消除不良运行状态的同时，还能够显著提升设备整体性能，进而为突出松软煤层开采工作顺利进行提供支持和帮助。

[1]唐永志，王子龙.松软高突煤层顺层钻孔施工方法 [J].矿业安全与环保，2010，18 (03):259-261.

[2]杜春雨，陈东科，秦峰.新型软煤层打钻设备及应用分析 [J].煤矿机械，2012，20 (05):12-14.

[3]白铁刚，刘伟，佟敬勋.等.MYB-50型全液压钻机的研制与应用 [J].煤矿安全，2011，10(8):158-159.

TD82[文献码]B

1000-405X（2015）-10-213-1