山西焦煤科技
ＳｈａｎｘｉＣｏｋｉｎｇＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ.６ Ｊｕｎ.２０１９
技术经验
浅谈抽放钻孔施工期间钻孔喷孔治理技术
解志胜
(晋煤集团胡底煤业ꎬ山西 沁水 ０４８２０３)
摘 要 在高瓦斯矿井抽放钻孔施工过程中经常会出现瓦斯喷孔现象ꎬ为了杜绝瓦斯喷孔导致巷道瓦斯超限ꎬ在打钻防喷孔装置的排渣口及钻杆连接水便处安装尾抽ꎬ实现双重负压保证ꎻ同时对钻杆穿过孔口四通位置进行封闭ꎬ实现了孔口全封闭ꎬ使钻孔涌出的瓦斯通过负压进入主系统ꎬ不涌入巷道ꎬ实现瓦斯“０”超限ꎮ通过在胡底煤业的现场应用ꎬ得出瓦斯喷孔次数明显减少ꎬ半年内未发现瓦斯超限ꎮ可见ꎬ抽放钻孔孔口装置改造后ꎬ有效减少了瓦斯喷孔次数ꎬ防止了瓦斯超限ꎮ
关键词 抽放钻孔ꎻ喷孔ꎻ孔口放喷孔装置ꎻ瓦斯超限ꎻ钻杆尾抽装置
中图分类号:ＴＤ７１２＋６ 文献标识码:Ｂ 文章编号:１６７２－０６５２(２０１９)０６－００１０－０３
胡底煤业属于高瓦斯突出矿井ꎬ目前治理瓦斯最有效的途径就是抽放瓦斯ꎬ要想取得良好的抽放效果ꎬ首先需要有先进的打钻工艺ꎬ在打钻施工过程中经常遇到钻孔喷孔现象ꎬ大量瓦斯和煤粉颗粒高速喷出ꎬ伤害钻孔施工人员ꎬ大量瓦斯涌入巷道ꎬ导致瓦斯传感器报警ꎬ危害矿井安全生产ꎬ无法继续施工钻孔ꎮ２０１６年胡底煤业因打钻喷孔导致瓦斯传感器报警次数达６次ꎮ
１ 钻孔瓦斯喷孔及瓦斯超限的原因分析１１ 施钻孔瓦斯喷孔
导致停钻ꎮ停钻后ꎬ孔内的瓦斯积聚ꎬ当再次开启钻机向孔内送水时ꎬ积聚在孔内的瓦斯会瞬间被高压水带出ꎬ发生瓦斯与煤粉喷孔现象ꎮ
停抽的千米钻孔ꎬ导致千米钻孔内的瓦斯瞬间通过普钻钻孔通道涌入巷道ꎬ造成喷孔现象ꎮ
况ꎬ导致钻孔在施工该区域时ꎬ富积区域的瓦斯瞬间涌入巷道ꎬ造成瓦斯喷孔ꎮ
４)钻孔钻进速度过快ꎬ煤体加速粉碎ꎬ煤体内的３)施工钻孔时ꎬ因未及时掌握前方地质构造情２)普钻施工钻孔时ꎬ经常因无计划揭露报废或１)施工软煤时ꎬ经常因交接班、无故停水、停电
吸附瓦斯瞬间变为游离瓦斯ꎬ由于排渣不畅ꎬ孔内的瓦斯不能及时被带出孔外ꎬ当孔内的瓦斯积聚到一定压力后瞬间释放ꎬ造成瓦斯喷孔ꎮ
煤层靠近时ꎬ钻孔孔壁应力重新分配ꎬ煤体内的瓦斯受应力影响ꎬ向钻孔揭露煤体处积聚ꎬ导致钻孔在揭露煤层瞬间瓦斯喷出ꎮ１２ 钻孔喷孔瓦斯超限报警出ꎬ造成瓦斯超限报警ꎮ
１)钻孔封孔时ꎬ孔口负压装置断开ꎬ孔内瓦斯喷２)施钻过程中ꎬ瓦斯喷出时ꎬ孔口防喷孔装置不３)钻孔内瓦斯喷出量大于孔口负压抽出量导致５)穿层钻孔揭露原始煤体瓦斯ꎬ当钻头不断向
起作用ꎬ导致瓦斯超限报警ꎮ瓦斯超限报警ꎮ
２ 改造前孔口防喷孔装置的缺陷分析
改造前孔口防喷装置在施钻期间出现钻孔喷孔瓦斯超限现象ꎬ主要是由于防喷装置存在不足导致的:１)下排渣口没有负压装置ꎮ２)钻杆穿过孔口四通处的４英寸口封闭不严ꎮ３)孔口四通上抽口１趟４英寸软管满足不了大量瓦斯喷出时的负压要求ꎮ４)１ｍ长气囊过小起不到瞬间瓦斯喷出缓冲的
收稿日期:２０１９－０３－１９
作者简介:解志胜(１９８６—)ꎬ男ꎬ山西运城人ꎬ２０１１年毕业于中国矿业大学ꎬ工程师ꎬ主要从事煤矿一通三防工作
(Ｅ￣ｍａｉｌ)５８３４９６５４５＠ｑｑ.ｃｏｍ
２０１９年第６期作用ꎮ
解志胜:浅谈抽放钻孔施工期间钻孔喷孔治理技术
１１
漏气ꎻ孔口四通与钻杆之间安装皮垫ꎬ皮垫采用法兰与螺丝固定ꎻ孔口气囊单独连接一趟负压装置ꎻ孔口排渣口连接水箱ꎮ改造前防喷孔装置图见图１.
气囊采用８００ｍｍ风筒制作ꎬ长度不少于１ｍꎻ孔壁与孔口套管之间采用聚氨酯封堵ꎬ保证不漏水、不
图１ 改造前防喷孔装置图
３ 防喷孔装置技术改造
１)在下排渣口安装汽水分离器装置ꎮ２)加装两趟上抽孔口负压装置ꎮ
３)对孔口皮垫及法兰盘采用量身定制ꎬ并且每
５)下排渣口增加负压装置ꎮ
气囊采用８００ｍｍ风筒制作ꎬ长度不少于３ｍꎻ
孔壁与孔口套管之间采用聚氨酯封堵ꎬ保证不漏水、不漏气ꎻ孔口四通与钻杆之间安装皮垫ꎬ皮垫采用法兰与螺丝固定ꎻ孔口气囊单独连接一趟负压装置ꎬ外在孔口多加一个四通ꎬ单独连接负压装置ꎻ孔口排渣口水箱必须连接一趟负压装置ꎮ改造后防喷孔装置图见图２.
施工一个钻孔进行一次法兰盘更换ꎬ确保孔口的密封性ꎮ缓冲时间ꎮ
４)将孔口气囊由１ｍ改为３ｍꎬ缩短瓦斯喷出的
图２ 改造后防喷孔装置图
６)在打钻过程ꎬ续接钻杆时ꎬ经常因水便卸掉后ꎬ瓦斯从钻杆尾部喷出巷道ꎬ为杜绝钻杆尾部瓦斯喷出ꎬ在钻杆尾部安装了汽水换向阀门ꎮ钻杆尾抽装置图见图３ꎬ当钻杆尾部瓦斯喷孔较大时ꎬ将水管阀门关闭ꎬ开启２英寸负压阀门连抽钻孔内的瓦斯ꎮ４ 现场施钻管理
孔到钻孔结束不停钻ꎬ并且对软煤区域进行多掏煤ꎬ不允许软煤未掏完就继续钻进ꎮ
１)建立钻孔视频记录台账ꎬ确保每个钻孔从开
图３ 钻杆尾抽装置图
孔施工前方的地质情况、煤层气气井及千米钻孔情况ꎬ确保在施工时ꎬ遇到瓦斯异常及时采取措施ꎮ压装置不断开ꎬ杜绝瓦斯超限ꎮ
３)在钻孔退钻封孔时ꎬ确保封孔的每个环节负
２)从钻孔源头抓起ꎬ在施工钻孔时ꎬ提前确定钻
１２山西焦煤科技２０１９年第６期
５ 瓦斯治理效果
通过加强管理ꎬ改进技术设备ꎬ瓦斯喷孔次数明
显减少ꎬ半年内未发生瓦斯传感器报警ꎮ改造前后瓦斯喷孔及瓦斯超限情况见表１ꎬ表２.
表１ 改造前半年内瓦斯喷孔及瓦斯超限情况表
巷道名称１３０３胶带顺槽１３０３底抽二巷１３０３胶带切眼１３０３轨道迎头１３０３轨道回风
合 计
钻孔类别普钻穿层钻孔普钻顺层孔
千米普钻顺层孔
封孔时喷孔/次
５２１０２
停钻喷孔/次
１０１５０２８
４９
地质异常区域喷孔/次
０００８５
遇千米钻孔喷孔/次
０１０００
瓦斯传感器报警/次
０４２００６
普钻顺层长钻孔
表２ 改造后半年内瓦斯喷孔及瓦斯超限情况表
巷道名称１３０３胶带顺槽１３０３底抽二巷１３０３胶带切眼１３０３轨道迎头１３０３轨道回风
合 计
钻孔类别普钻穿层钻孔普钻顺层孔
千米普钻顺层孔
封孔时喷孔/次
００００１
停钻喷孔/次
０２１００
１０
地质异常区域喷孔/次
０００５１
遇千米钻孔喷孔/次
０００００
瓦斯传感器报警/次
００００００
普钻顺层长钻孔
６ 结 语
抽放钻孔孔口装置的改造ꎬ有效地减少了瓦斯喷孔次数ꎬ杜绝了因钻孔瓦斯喷孔导致的瓦斯传感器报
警ꎬ确保了抽放钻孔的安全施工ꎬ提高了打钻的效率ꎬ同时实现提前抽放ꎬ解放了原始煤体瓦斯ꎬ确保了工作面的正常回采ꎮ
ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｎＢｏｒｅｈｏｌｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｕｒｉｎｇＤｒｉｌｌｉｎｇ
ＸＩＥＺｈｉｓｈｅｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｔｏｔｈｅｒｏａｄｗａｙｆｒｏｍｂｏｒｅｈｏｌｅｓｄｕｒｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｄｒａｉｎａｇｅｄｅ￣ｖｉｃｅｉｓｉｎｓｔａｌｌｅｄａｔｔｈｅｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｏｉｎｔａｎｄｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｉｐｅｗｈｅｒｅｔｗｏｋｉｎｄｏｆｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｇａｓ“０”ｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎｒｏａｄｗａｙ.Ｏｎ￣ｓｉｔｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＨｕｄｉｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｈａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｇａｓｇｕｓｈｉｎｇｆｒｏｍｂｏｒｅ￣ｈｏｌｅｓｒｅｄｕｃｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ.
ｐｕｍｐｓｙｓｔｅｍｓａｒｅａｖａｉｌａｂｌｅ.Ｍｅａｎｗｈｉｌｅꎬｔｈｅｄｒｉｌｌｐｉｐｅｉｓｃｌｏｓｅｄａｔｔｈｅｆｏｕｒ￣ｗａｙｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｏｒｅｈｏｌｅꎬａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＤｒａｉｎａｇｅｂｏｒｅｈｏｌｅꎻＢｏｒｅｈｏｌｅｇａｓｇｕｓｈꎻＡｎｔｉ￣ｇａｓｇｕｓｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅꎻＧａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｏｖｅｒｌｉｍｉｔａｔｉｏｎꎻ
Ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｉｐｅｅｎｄｄｒａｉｎａｇｅｄｅｖｉｃｅ
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