我國煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備與技術

鄒鵬

摘 要：在經(jīng)濟社會發(fā)展過程中，能源的供應是基本保障，在煤礦井下作業(yè)過程中，瓦斯抽放鉆孔施工技術受到了人們的廣泛關注，因為瓦斯防治對煤礦工作人員的安全有很大的影響。防治煤礦瓦斯災害的基本措施就是進行瓦斯抽放，要提高瓦斯抽放的鉆孔工作效率，對鉆孔抽放的時間和抽放的距離都要進行更加的研究，提高煤層的成孔效率以及鉆孔的深度。

關鍵詞：礦井；瓦斯；抽放鉆孔；施工裝備；施工技術

近年來，煤礦綜采技術得到了很大的發(fā)展，而且，煤礦鉆機的品種也越來越多，鉆機的性能也得到了很大的提升，文章對煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工的情況進行了分析，同時，對各種鉆機的應用情況以及技術要點進行了總結(jié)，對煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工設備以及技術面臨的問題進行了探討，提出了問題的解決措施，因為能夠更好的促進煤礦企業(yè)的發(fā)展，保證我國經(jīng)濟得到更好的發(fā)展。

1 我國煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備的現(xiàn)狀

1.1 鉆井施工裝備中的鉆機

煤礦井下作業(yè)要面臨的環(huán)境非常的特殊，在施工中，工作人員要應用各種鉆機，很多的鉆機在應用過程中對工作的環(huán)境適應性比較長，在操作方面也比較安全，這些鉆機在使用過程中比較容易搬遷，同時，解體性也比較好，鉆進的效率也比較高。很多的廠家都在生產(chǎn)各種鉆機，對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)也有了很大的改進，鉆機的性能也發(fā)生了很大的變化。

1.2 鉆井施工裝備中的配套鉆頭

在煤礦井下瓦斯抽放施工中，經(jīng)常會遇到以煤層為主的地層，不會出現(xiàn)比較堅硬的地層，因此，在施工過程中工作人員對鉆頭進行選擇的時候要進行必要的分析，在低硬度的地層中，要使用硬質(zhì)的合金鉆頭，這樣在工作過程中能夠起到節(jié)省工作時間并且提高工作效率的效果?，F(xiàn)在，鉆頭的種類比較多，性能比較好，而且結(jié)構(gòu)方面也比較完善。很多鉆頭都具備了反切削、防噴以及自排粉功能，這樣在面對復雜地層的時候能夠在工作過程中更好的保證效率。

1.3 裝備中的配套鉆桿

自從上個世紀七十年代開始，我國的煤礦井下鉆孔作業(yè)一直使用的是地面鉆探用鎖接手鉆桿，這種鉆桿在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)比較多的惡性事件，其在使用過程中也出現(xiàn)了使用時間比較短的情況，這樣的使用情況對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)也帶來了很大的影響，因此，鉆孔機械在長時間的發(fā)展過程中出現(xiàn)了逐漸被取代的情況，鉆孔設備在發(fā)展過程中也慢慢出現(xiàn)了自動化以及程序化發(fā)展的情況，相關的技術在發(fā)展過程中對鉆桿制造進行了重視，對生產(chǎn)成本進行了降低，提高了鉆桿的工作效率。在經(jīng)濟社會不斷發(fā)展過程中，科學技術水平也有了很大的進步，鉆桿的種類也越來越多，為煤礦井下發(fā)展也有了很大的促進。

1.4 鉆井施工中的其他裝備

煤礦井下鉆孔施工配套鉆具中還有很多的裝備，主要包括測斜儀、穩(wěn)定器、孔口裝置、以及打撈工具等?，F(xiàn)在，煤礦井下鉆探技術在發(fā)展過程中取得了很大的發(fā)展，鉆井施工設備的種類也越來越多，性能也發(fā)生了很大的改善，對井下鉆孔作業(yè)的安全性以及工作效率也有了很大的改變。

2 我國煤礦井下的瓦斯抽放鉆孔施工技術

2.1 煤礦井下的瓦斯抽放的常見鉆進技術

在煤礦井下應用的鉆進技術中，水力正循環(huán)孔口回轉(zhuǎn)技術是比較常應用的技術，這種技術在操作過程中主要利用的是清水，在工具方面主要適用的是外平鉆桿和鉆頭，這種技術在瓦斯抽放方面十分的簡單。在具體的施工過程中，可以利用循環(huán)水的供給條件不同，將清水分為動壓水循環(huán)以及靜壓水循環(huán)。在煤層成孔性比較好，鉆孔深度比較低，鉆孔直徑比較小的情況下，可以使用靜壓水，能夠為施工單位節(jié)省更多的動力和資源。在地層環(huán)境比較復雜時，工作人員可以利用循環(huán)水進行水泥漿的配置，鉆進過程中可以保證排粉的通暢。在施工過程中，如果遇到煤層或者是泥巖比較松軟的情況，工作人員不能貿(mào)然使用鉆進方法進行施工，避免出現(xiàn)水力沖刷或者是泥巖縮水的孔內(nèi)事故。

2.2 煤礦井下的瓦斯抽放的多級組合鉆具防突鉆進技術

對于強突的煤層，我們可以采用多級組合鉆具防突鉆進技術進行開發(fā)，這種技術能夠?qū)⑼咚狗蛛A段、分層次的逐級釋放，除此之外，該技術采用的是小口徑鉆頭，這樣，鉆頭在鉆進的時候有很大的穩(wěn)定性，能夠在一定程度上避免噴孔事故或瓦斯突出事故，該技術采用的鉆頭由三級組成，直徑最小的鉆頭是第一級鉆頭，直徑最大的鉆頭是第三級鉆頭，在安裝使可以通過組合接手將這些接頭按照由小到大的順序組合在一起。一般情況下，鉆頭的級配形式主要有兩種，它們分別是：75mm/94mm/113mm和59mm/75mm/94mm，利用多級組合鉆具防突鉆進技術既能做好風力循環(huán)鉆進工作，又能做好水力循環(huán)鉆進工作。

2.3 煤礦井下的瓦斯抽放的穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進技術

采用穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進技術，能夠起到控制鉆孔軌跡的目的。一般情況下，如果在靠近鉆頭的地方安裝第一個穩(wěn)定器配置，在離鉆頭較遠的地方安裝第二個穩(wěn)定器配置，在鉆井過程中，可以充分利用靠近鉆頭穩(wěn)定器的自重，給予回轉(zhuǎn)力，這樣，鉆頭就會有一定的上翹趨勢，這就加大了鉆孔產(chǎn)生上仰趨勢的概率。在鉆進過程中，等間距布置鉆頭后部的穩(wěn)定器，能夠使整個鉆具就達到“滿、剛、直”的要求。在頂板高位水平定向鉆孔施工和沿煤層水平定向長鉆孔施工中會用到穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進技術，一般情況下，工作人員在施工中會采用ZDY6000L型號的鉆機和ZDY6000S、ZDY8000/10000S型號的全液壓鉆機，因為這種型號的鉆機具有起下鉆速度快、起拔能力大和扭矩大的優(yōu)點，在工作時具有很高的鉆進效率和很強的鉆機能力。相關實踐表明，穩(wěn)定組合鉆具定向鉆進技術還有很多需要改進的地方，使用穩(wěn)定組合鉆具對鉆孔的軌跡進行調(diào)整工作時，該技術沒有很強的調(diào)整鉆孔方位角的能力。

2.4 煤礦井下的瓦斯抽放的空氣鉆進技術

將壓縮空氣作為鉆孔循環(huán)介質(zhì)的施工方法叫做空氣鉆進技術，在破碎、松散或松軟突出煤層、遇水坍塌地層中進行鉆進工作時應用此技術比較合適。徐州張集、淮南丁集、夏汝箕溝等地區(qū)采用的都是空氣鉆進技術，在實際工作中，采用此技術時，應該讓壓風到達鉆孔的底部，這樣，在鉆孔內(nèi)就會形成高速風流，風流會將屑懸浮吹向孔口，這樣，能夠達到排渣和冷卻鉆頭的目的。在進行煤礦井下的瓦斯抽放工作時，采用空氣鉆進技術能夠保持鉆孔的滲透性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語

在煤礦井下中，瓦斯抽放技術非常多，對其進行分析，能夠更好的保證煤礦的正常生產(chǎn)活動，同時，對生產(chǎn)人員的安全也能進行保證。煤礦企業(yè)是高耗能企業(yè)，對煤礦瓦斯抽放鉆孔施工裝備和技術情況進行分析，能夠幫助生產(chǎn)人員更好的面對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，對未來的生產(chǎn)技術也能起到促進作用。

參考文獻

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