突出松軟煤層深孔打鉆工藝的創(chuàng)新與應用

■馮偉

（淮南礦業(yè)集團新莊孜煤礦 安徽淮南 232001）

突出松軟煤層深孔打鉆工藝的創(chuàng)新與應用

■馮偉

（淮南礦業(yè)集團新莊孜煤礦 安徽淮南 232001）

隨著社會各領域不斷發(fā)展，對煤炭資源的需求量日漸增加，推動了煤礦產業(yè)迅速發(fā)展。本文將對突出松軟煤層深孔打鉆存在問題及原因進行分析和研究，并針對設備運行存在的問題提出深孔打鉆工藝創(chuàng)新及應用，旨在為我國煤炭產業(yè)進一步發(fā)展提供支持和參考。

突出松軟煤層深孔打鉆工藝創(chuàng)新應用

0 前言

近年來，受到社會、經濟發(fā)展的影響，社會各個領域取得了長足發(fā)展，其中煤炭產業(yè)發(fā)展較為突出，但是，突出松軟煤層深孔打鉆工藝作為生產過程中的突出問題，其直接影響煤炭資源開采率，如何更好地創(chuàng)新深層打鉆工藝受到越來越多的關注。因此，加強對突出松軟煤層深孔打鉆工藝創(chuàng)新及應用的研究具有現(xiàn)實意義。

1 突出松軟煤層深孔打鉆存在問題及原因

通常情況下，松軟煤層鉆進噴孔、卡鉆形成過程主要是媒體破碎、瓦斯聚集、孔內堵塞造成的，而出現(xiàn)這類現(xiàn)象的因素是高壓瓦斯、應力過度集中及軟媒三方面，在很大程度上增加了生產困難[1]。

突出松軟煤層深鉆打孔技術操作過程中出現(xiàn)的上述現(xiàn)象，主要是受到以下幾個方面原因造成的：首先，鉆孔堵塞系統(tǒng)方面。鉆進過程中，鉆孔內部會出現(xiàn)煤炮、噴孔等現(xiàn)象產生大量煤渣，而傳統(tǒng)鉆桿在運行過程中，難以有效將煤渣清理出去，使得系統(tǒng)難以有效運行；其次，鉆桿堵塞方面，鉆進過程中，鉆孔內部煤與瓦斯突出之間壓力較大，遠遠超過鉆進時的風壓，使得鉆桿難以按照原來方向運行，并將大量煤渣帶入其中，使得系統(tǒng)失效；最后，鉆孔燃燒方面，當鉆桿堵塞情況下，鉆桿旋轉過程中，溫度會逐漸增加，并致使瓦斯燃燒，尤其是在風力排粉影響下，系統(tǒng)難以運轉，勢必會出現(xiàn)卡鉆夾鉆，使得鉆孔出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。由此可見，傳統(tǒng)深孔打鉆工藝難以滿足現(xiàn)代煤炭開采發(fā)展需求，創(chuàng)新工藝勢在必行[2]。

2 突出松軟煤層深孔打鉆工藝創(chuàng)新及應用

圖1 鉆桿創(chuàng)新前后對比圖

主要針對鉆桿和鉆頭兩方面進行相應調整和優(yōu)化：

一方面，鉆桿方面，增加螺旋輸送扒孔功能，如圖1。傳統(tǒng)鉆桿是光滑的，創(chuàng)新后的鉆桿上呈現(xiàn)螺旋狀，在原有夾持器功能及確保

鉆桿最小強度基礎之上，增添新功能。創(chuàng)新鉆孔運行過程中，能夠將風力排粉作為基礎，出現(xiàn)煤炮現(xiàn)象，且系統(tǒng)失效情況下，扒孔功能發(fā)揮積極作用，將堵塞的煤粉清理，將鉆孔打通，確保鉆孔排渣系統(tǒng)穩(wěn)定運行，風力排粉通道打通后，能夠實現(xiàn)持續(xù)鉆進，不僅如此，對鉆桿進行創(chuàng)新后，扒孔鉆進和風力協(xié)同共同發(fā)揮作用，還能夠有效消除鉆桿快速旋轉過程中出現(xiàn)的高溫現(xiàn)象，最終規(guī)避鉆孔燃燒事故的發(fā)生。

另一方面，鉆頭方面，避免鉆桿堵塞。由于在突出松軟煤層工作過程中，煤炮現(xiàn)象是不可避免的，造成鉆孔及鉆桿堵塞，從本質上來看，煤炮現(xiàn)象是孔內動力現(xiàn)象，當處于該情況下，會釋放大量高壓瓦斯，且高于排粉風力的壓力，使得內部風流反轉，系統(tǒng)無法正常運行?；诖耍瑢︺@頭進行改進，增加單向閥，即便出現(xiàn)煤炮，高壓也會及時關閉單向閥，避免鉆桿不會堵塞，通過上述調整和優(yōu)化后，在實際操作過程中，有效解決了噴孔、煤炮等不良現(xiàn)象[3]。

由于對鉆桿及鉆頭部分進行適當改進，操作過程也需要隨之做出相應調整和優(yōu)化，主要針對以下三個方面進行調整：首先，煤炭開采過程中，要堅持相應原則，如：下墊、上壓等，確保鉆機運行穩(wěn)定性，促使鉆機在運行過程中，不僅能夠避免震動引起的不良運行，還能夠降低設備運行阻力，保證孔壁垂直，提高工作效率。

其次，鉆機設備在使用過程中，其給進壓力是存在上限的，且在不同地質環(huán)境下工作，需要結合實際情況進行相應調整，堅持具體問題具體分析原則，如果發(fā)現(xiàn)給進壓力突然增加，要及時作出反應，停止工作或者撤鉆，前者進行壓風排渣，后者則進行減壓、降速處理，最大程度上避免堵塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。

最后，煤炭資源開采工作環(huán)境惡劣，極易受到自然環(huán)境的影響，其中，最為突出打鉆風壓和風量，要將二者控制在合理范圍內。為了了解改進后設備在實際應用中的功效，沿著巷道走向一定距離范圍內設置鉆孔，并結合煤層特點，將給進壓力確定為5~10MPa，并展開試驗，為了保證試驗數(shù)據(jù)結果準確性，進行多次試驗，求得平均數(shù)，通過對試驗數(shù)據(jù)信息的分析和研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新后的鉆機及操作方法，不僅有效避免了卡鉆、抱鉆及燃燒事故的出現(xiàn)，且工作效率也得到了顯著提升。綜上所述，無論是鉆機設備方面，還是具體操作方法方面，在經過創(chuàng)新后，鉆機整體性能都得到了較大提升。除此之外，煤炭資源開采工作具有一定危險性，特別是傳統(tǒng)模式，受到自然及人為因素的影響，極易對工作人員人身安全構成一定傷害，至此，應大力推廣創(chuàng)新設備。

3 結論

根據(jù)上文所述，突出松軟煤層開采作為煤炭開采的重要組成部分，在增加煤炭資源等方面占據(jù)舉足輕重的位置，而傳統(tǒng)鉆機設備在運行過程中，難以滿足煤炭資源開采工作需求，至此，針對這一問題，本文對鉆桿及鉆頭進行了適當創(chuàng)新和改進，并進行了大量試驗，通過對試驗結果分析和研究，改進后的鉆機在消除不良運行狀態(tài)的同時，還能夠顯著提升設備整體性能，進而為突出松軟煤層開采工作順利進行提供支持和幫助。

[1]唐永志，王子龍.松軟高突煤層順層鉆孔施工方法 [J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2010，18 (03):259-261.

[2]杜春雨，陳東科，秦峰.新型軟煤層打鉆設備及應用分析 [J].煤礦機械，2012，20 (05):12-14.

[3]白鐵剛，劉偉，佟敬勛.等.MYB-50型全液壓鉆機的研制與應用 [J].煤礦安全，2011，10(8):158-159.

TD82[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-213-1