浅谈瓦斯抽放钻孔在地质构造段施工工艺改进

程瑞 王立峰 鱼朋

摘 要：我矿属煤与瓦斯突出矿井，瓦斯灾害严重，目前治理瓦斯灾害的最有效手段就是瓦斯抽放，通过钻孔施工、封孔、管路连接抽放，将煤层中赋存的瓦斯由瓦斯抽放泵抽出，降低或减少煤层的瓦斯压力及瓦斯含量，为后期回采期间杜绝瓦斯事故发生。本论文主要介绍了下峪口煤矿21310进顺本煤层地质构造段施工钻孔过程中遇到的技术问题及改进方法。

关键词：钻孔施工；瓦斯抽放；技术改进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.073

1 地质概况

21310工作面位于二水平2-1采区上山翼中部，21210采空区下方，+300北翼回风大巷到泗州庙村庄保护煤柱之间。工作面为倾斜条带布置，21310运顺侧靠近已回采的21308工作面（原21308进顺），21310进顺位于21212运顺下方附近，四周除南部的21306、21308工作面开采以外，其它区域3#煤层均未开采。

该工作面范围内地面高程755—945m，3#煤底板高程340-372m，盖山厚度388-594m，盖山厚度向深部逐渐增大。3#煤层顶板距上部2#煤层底板间距为18—23m之间。3#煤距下部5#煤2.5—4.5m左右，3#煤厚4.5-6.5m，一般厚度为5.5m，煤层中部局部含有一层0.1—0.2m的泥岩夹矸。

2 通风、瓦斯及钻孔设计

（1）通风。21310采煤工作面通风系统为“U”型通风，即21310进风顺槽进风，21310回风顺槽回风；21310采面配风量定为1000m3/min。

（2）瓦斯情况。21310工作面所采3#煤层为煤与瓦斯突出煤层，掘进施工中瓦斯涌出量：进风顺槽最大4.32m?/min，最小1.6m?/min，回风顺槽最大4.53m?/min，最小1.56m?/min。

预计21310工作面回采时总瓦斯涌出量为：17m3/min，风排量为4.9m3/min，抽放量为12.1m3/min。

（3）钻孔设计。本煤层钻孔在进顺巷道正帮施工，施工两排钻孔，钻孔呈三花布置。第一排本煤层钻孔距巷道地板1m开孔，进顺距停采线3.75m处开始施工，孔间距5m，钻孔俯角1°，偏角0°，设计钻孔深度120m，施工钻孔87个；第二排本煤层钻孔距巷道底板1.5m处开孔，进顺距停采线6.25m处开始施工，孔间距5m钻孔俯角0°，偏角0°，长度120m施工钻孔87个。

3 原施工钻孔工艺

在21310进顺3号煤施工掘进期间，工作面后方采用ZDY4300LF型履带钻机，φ94mm钻头配合φ73mm浅螺旋钻杆进行本煤层钻孔施工，钻孔施工采用风力排粉，并安装孔口除尘装置。

缺点：在钻机正常施工过程中当钻孔施工到80米左右时，由于ZDY4300LF型履带钻机配合使用的φ73mm浅螺旋钻杆，经常发生排粉不畅、夹钻等现象，在地质构造段出现煤层变软钻孔成型不好塌孔排粉量突然增大，瓦斯涌出量增大等现象时使钻孔无法施工到设计孔深。

4 改进后施工钻孔工艺

后经多次实验将原φ73mm浅螺旋钻杆改为三棱螺旋钻杆在地质构造段进行反复试验施工。根据施工现场观察，在施工过程中由于制造工艺不同，三棱螺旋槽钻杆排粉优于浅螺旋钻杆，特别在松散煤层或破碎带地质构造段施工时，三个棱边可以将沉积在钻孔底部的鉆渣搅起并排出钻孔以外，避免了钻渣在钻孔底部出现堵塞，使钻机钻压稳定排粉顺畅。在施工过程中出现喷孔夹钻现象时经过短时间反复排粉压力释放，三棱螺旋钻杆最深可达到130米以上。从而得出三棱螺旋钻杆在煤层较为松散或破碎带地质构造段施工时排粉情况优越于浅螺旋钻杆。

5 各个方面的经济对比

原钻孔施工采用ZDY4300LF型履带钻机，φ94mm钻头配合φ73mm浅螺旋钻杆采用风力排粉施工钻孔时，经常出现排粉不畅、夹钻等情况，造成在21310进顺钻孔施工过程中，因钻孔排粉不畅、夹钻等现象，导致钻杆掉入孔内并无法取出，按照损失钻杆最多的单孔计算30根/孔，按每根钻杆966元计算，共造成经济损失28980余元。

由于夹钻造成钻孔报废，按钻孔每米40元计算，共造成经济损失3200余元。经改进后采用三棱螺旋钻杆在地质构造带进行钻孔施工过程中，截止目前为止还未出现过夹钻掉钻等现象。

6 结论

在地质构构造段使用三棱螺旋钻杆施工钻孔时，排粉顺畅、钻压稳定避免钻渣在钻孔底部出现堵塞，将孔深从 80米左右提升到130m以上，并大大减少了夹钻等现象挽回了不必要的经济损失，从而节约了资金的成本投入也提高钻孔的施工效率及成孔率。

作者简介：程瑞（1980-），男，山东鱼台人，本科，助理工程师，中共党员，技术员。