关键词：穿层钻孔；防喷孔；防火
钻孔喷孔是指在钻孔施工过程中或施工后，由于施工期间的振动作用或钻孔周围煤体的不稳定，在较短时间内从钻孔中连续不断的向外喷出大量的煤与瓦斯。钻孔喷孔也可认为是在钻孔施工过程中出现的小型煤与瓦斯突出现象，喷孔现象主要发生在煤层松软高地应力的突出煤层钻孔施工过程中。?
1 概 述
淮南矿业集团某矿1124（3）工作面轨顺施工定向顶板走向钻孔。1124（3）轨顺巷道断面为矩形，钻场位于1124（3）轨顺三岔门向外20m处，钻场规格深*宽*高=6m*10m*3.8m，钻场采用锚网支护。钻孔施工区域13-1煤层最大瓦斯压力0.5MPa，最大瓦斯含量4～5m3/t。13-1煤层厚度平均4.06m，受断层等影响煤层厚度变化较大。煤层正常倾角0°～7°，受断层等构造影响煤层倾角变化较大。钻孔施工范围主要影响断层有DF15，落差3m，受影响钻孔为3#～6#钻孔。
巷道目前采用2台2×55kw（1用1备）局部通风机，配置1路Φ1000mm风筒通风，钻场内采用风筒导风，风量满足打钻需求。
2钻孔设计
1124（3）轨顺定向顶板走向钻孔共设计10个钻孔，钻孔孔径φ200mm，设计钻孔量4278m。1#～6#孔孔深513m，7#～10#孔孔深300m，钻孔倾角范围0°～32°，方位范围3.8°～20.8°，1#～6#钻孔终孔位置距离煤层顶板39m，7#～10#钻孔终孔位置距离煤层顶板24m。1#～6#钻孔终孔位置距离巷帮分别为10m、16m、22m、28m、34m和40m；7#～10#终孔位置距离巷帮分别为10m、20m、30m和40m。
3 施工过程
（1）根据钻孔开孔设计参数（倾角、方位角）稳固钻机，采用回转钻进工艺施工12m，钻具组合为：Ф120mm平底烧结胎体式金刚石复合片钻头+Φ89mm肋骨钻杆。然后再扩孔12m。钻具组合为：Ф153mm扩孔钻头+Ф89mm肋骨钻杆。
（2）下入定向钻具，钻具组合：Ф120mm平底烧结胎体式金刚石复合片钻头+1.75°Ф89mm螺杆马达+Ф89mm下无磁短节+Ф89mm无磁探管+Ф89mm上无磁短节+Ф89mm通缆钻杆。
（3）采用定向钻进至钻孔轨迹进入目标层位置，起出所有钻杆，采用φ246mm扩孔钻头配合φ89mm肋骨钻杆扩孔12m，孔口安设抽采三通并采用聚氨酯固定，连接好瓦斯抽采管。
（4）孔口三通安设完成后，采用1.25°螺杆马达施工至设计孔深。所有钻孔施工结束后，采用φ200mm钻头扩孔至终孔点。
（5）每施工3m进行一次测量，若钻孔轨迹偏差超过0.5°则调整工具面进行定向钻进，若钻孔轨迹偏差不超过0.5°则进行复合钻进。
4 钻孔防喷、防瓦斯超限安全技术
4.1 防喷装置的选择
1124（3）轨顺13-1煤瓦斯压力小于2Mpa，本次钻孔施工时孔口安设抽采三通，并连接好抽采管路，若孔内出现瓦斯异常，及时打开抽采负压进行抽采。
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4.2 注意事项
钻机所有仪器、仪表必须完好，手把齐全，开关、控制按钮灵敏可靠，机械转动部分防护栏、保护罩齐全；钻孔施工过程中，适当控制钻进速度，保证钻孔孔内排渣正常，不发生憋钻、堵钻现象；遇岩石破碎段，来回撤钻冲尽孔内岩石颗粒，确保钻孔畅通；钻孔施工前抽采一队必须将抽采软管接至孔口，钻孔施工过程中，发现孔内出水、瓦斯异常时，应及时停钻且不得起出钻杆，勘探处负责将抽采软管连接钻杆末端，开启抽采负压进行预抽，并及时汇报矿、工区调度；处理堵孔必须使用钻机，处理过程中孔口抽采负压必须开启。
5埋钻处理措施
5.1 处理前准备
（1）掌握清楚埋钻原因、情况。如：孔内钻具情况等。
（2）认真检查高压油管接头连接是否牢固，油管是否有老化和破损。
（3）把钻机旋转速度调至最低，如需要可调高钻机系统压力，但不得超过本钻机的最大工作压力。
（4）重新稳固钻机，垫好道木，打牢压车柱。并采用“前顶后拉”的加强稳固措施，即：在钻机与开孔巷帮间安装支撑装置；在后端用千不拉防护，但此时生根点要牢固。
（5）在钻场口设置警戒，非钻机人员不得进入警戒范围。
5.2安全注意事项
强力拉动或转动钻具时，除操作人员外的其它钻机人员应撤离至3m范围之外；应时刻观察钻机压车柱及“前顶后拉”是否松动，若松动要及时处理；在煤段长时间旋转时，必须密切关注孔口情况，以防止着火事故的发生。
6钻孔施工防火技术
6.1 防着火措施
施工时，随时观察孔口排渣情况，确保钻孔内排渣顺畅；规范停风、停电或停水管理制度。凡因检修等原因需要停电、停风或停水影响钻孔施工地点的，检修单位必须提前一个圆班以书面形式提出，在矿调度会上平衡时间，由勘探处值班人员签字认可。勘探处值班人员必须认真在班前会上贯彻停电、停风和停水时间及其安全措施要求；施工现场每台钻机要配备2只干粉式灭火器，灭火器必须经检验合格，并按时更换。作业人员要熟悉灭火器材的使用方法和存放地点。灭火存放在该钻机操作台附近，距离底板高度不得大于1.5m，不小于200mm；钻孔施工期间，严格执行现场交接班制度，杜绝因脱岗及提前离岗造成着火事故。施工人员必须严格遵守现场交接班制度，交接班时要将上一班的钻孔施工情况、现场有无安全隐患、钻机是否有故障、现场的工器具等，都要向下一班交代清楚，并签字认可。
6.2着火预兆及事故的应急预案
6.2.1 钻孔着火预兆
钻孔附近能闻到煤油味等气味或钻孔内出现冒烟。
6.2.2 应急预案
钻机工必须密切关注钻孔内异常情况，出现着火预兆时，钻机工必须立即停止钻进，关闭压风，并及时向孔内注水进行处理，及时向调度所汇报，严禁擅自离开现场；当现场发生初期火灾时，钻机工必须第一时间内采用向孔内注水，向燃烧物上洒水、用湿润的岩粉或水泥封堵孔口等措施直接灭火。并立即汇报调度所。
7 结束语
高瓦斯矿井底抽巷穿层钻孔施工喷孔现象和防火工作是施工期间存在的重大问题，不仅威胁着井下施工人员的生命安全，也直接影响着矿井的采掘接替，治理穿层钻孔喷孔现象，必须摸清穿层钻孔喷孔的机理、各方面的性质及规律，勘探工程处在穿层钻孔施工过程中不断摸索，通过科学分析、大胆实践、认真总结、不断完善，不仅为本矿底抽巷穿层钻孔施工提供出一套可行、可靠的方案，同时也为兄弟矿井的提供了丰富的实践经验。?
参考文献：?
[1]秦伟，许家林，吴仁伦，胡国忠，王中伟，田根万.基于CFD模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计[J].采矿与安全工程学报，2012（01）：111-117.?
[2]冷峰，杨宏民，舒晓波，马宏宇.寺家庄矿下向穿层钻孔煤巷条带预抽技术应用[J].煤炭工程，2012（04）：10-12.??
论文作者:邰义
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷20期
论文发表时间:2019/12/2
标签：钻孔论文; 瓦斯论文; 钻机论文; 煤层论文; 钻杆论文; 矿井论文; 钻头论文; 《工程管理前沿》2019年5卷20期论文;