透巷道鉆孔施工技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

萬(wàn)幸

摘? 要：在高危行業(yè)中，煤礦安全生產(chǎn)一直是安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門所重點(diǎn)關(guān)注的。煤礦安全生產(chǎn)的重點(diǎn)還是要依靠技術(shù)。透巷道鉆孔施工技術(shù)的應(yīng)用能保障透巷道的使用更加安全，防止孔內(nèi)事故的發(fā)生，確保安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：透巷道;鉆孔施工;鉆進(jìn)工藝;封閉工藝

中圖分類號(hào)：TD263? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）14-0164-02

Abstract： in high-risk industry， coal mine safety production has always been the focus of safety production supervision and management department. The focus of coal mine safety production still depends on technology. The application of drilling construction technology can guarantee the use of tunnel more safely， prevent the occurrence of accidents in the hole， and ensure the safety of production.

Keywords： penetrating roadway; drilling construction; drilling technology; sealing technology

透巷道鉆孔技術(shù)作為煤礦安全生產(chǎn)中的常用技術(shù)，它在落實(shí)了國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局提出的“安全第一，預(yù)

防為主”方針上顯得尤為重要。透巷道鉆孔技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的諸多方面，如煤層底板預(yù)注漿系統(tǒng)，它是利用透巷道鉆孔技術(shù)，將配置好的漿液通過(guò)礦井下的管道和送料鉆孔注入注漿鉆孔中，以此來(lái)用于改造煤層底板突水情況;還有大口徑透巷道排水鉆孔的封閉技術(shù)用于解決鉆孔過(guò)程中遇見的裸孔段沒(méi)有進(jìn)行好封閉和空區(qū)隔離部位密封出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題所帶來(lái)的巷道涌水現(xiàn)象，這對(duì)于煤礦采空區(qū)的隔離質(zhì)量，各含水層（包括采空區(qū)）的封閉質(zhì)量以及鉆孔或煤礦采空區(qū)帶來(lái)的向巷道涌水隱患的消除都有重要的意義。這項(xiàng)技術(shù)在使用過(guò)程中不僅是對(duì)工人技術(shù)的考驗(yàn)，還有對(duì)工人施工過(guò)程中靈活度及細(xì)心情況的要求。如順煤層巷道鉆孔需要操作人員根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)及煤層賦存情況和現(xiàn)場(chǎng)條件，準(zhǔn)確把握鉆孔施工隱蔽性較大所帶來(lái)的鉆孔施工效果降低和鉆尺及材料消耗等問(wèn)題。

1 技術(shù)要求

1.1 透巷道鉆孔結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的透巷道鉆孔主要包含這幾部分：止水短管、止水封閉區(qū)（止水短管和一級(jí)鉆孔之間的部分）、止水器（壓盤和止水材料）、一級(jí)鉆孔、二級(jí)鉆孔（透巷鉆孔）和鉆孔封閉區(qū)。

1.2 技術(shù)關(guān)鍵

透巷道鉆孔技術(shù)在施工成功上有兩個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，第一點(diǎn)就是要保證施工過(guò)程中鉆孔必須順利打通巷道，第二個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)是確保在封閉過(guò)程中保證封閉的質(zhì)量。在這兩點(diǎn)考慮的基礎(chǔ)上考慮到實(shí)際的因素，減少開拓巷道的工程量，降低人工、物力和財(cái)力方面的損耗。

1.3 技術(shù)要求

（1）鉆孔最終位置控制在偏斜程度不超過(guò)1.5m。

（2）井下管道順利找到最終鉆孔。管道下井時(shí)要直，不能出現(xiàn)斷開、錯(cuò)位或漏水的情況，盡量一次到達(dá)孔底。

（3）需每五十米用測(cè)斜儀進(jìn)行一次鉆孔偏斜測(cè)量，確保鉆孔偏斜時(shí)能及時(shí)糾正，孔的偏差在所要求范圍內(nèi)，只有這樣才能使管道在井下找到鉆孔。

2 施工工藝

在施工過(guò)程中需要對(duì)以下這幾個(gè)部分進(jìn)行注意：

2.1 鉆進(jìn)工藝

鉆進(jìn)施工前，準(zhǔn)備工作必不可少，包括對(duì)相關(guān)鉆進(jìn)設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，針對(duì)每一個(gè)細(xì)節(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并上報(bào)解決，從而保證良好的施工質(zhì)量。相應(yīng)設(shè)備安裝完成后還需再次審查，要求鉆塔天輪中心、鉆機(jī)立軸軸心和所標(biāo)定的鉆孔中心保持在同一鉛垂線上這是保證開孔垂直精度和以后施工垂直精度的先決條件，滿足以上條件方可施工。

在施工初期，鉆頭一開始鉆孔時(shí)，剛接觸到煤巖不要急功近利，需在慢速空轉(zhuǎn)下，等預(yù)開孔處鉆頭磨圓，且鉆頭由原來(lái)的螺旋擺動(dòng)到不再晃動(dòng)，此時(shí)才可進(jìn)行鉆進(jìn)。開孔位置才不會(huì)產(chǎn)生偏差。在施工過(guò)程中，本著“先探后擴(kuò)”的施工原則并采用試探鉆進(jìn)的方式垂直慢速用小的鉆頭試鉆，在沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)就可以進(jìn)行下一級(jí)套管來(lái)擴(kuò)孔，在進(jìn)行變徑鉆孔時(shí)，要同時(shí)保證與上一級(jí)孔徑和變徑后的這級(jí)孔徑匹配，即兩級(jí)導(dǎo)向，確保施工精度的同時(shí)，降低孔內(nèi)事故發(fā)生幾率。合理鉆進(jìn)要依據(jù)實(shí)際情況如巖層產(chǎn)狀等改變參數(shù)，嚴(yán)格控制鉆頭的轉(zhuǎn)速，鉆頭壓力以及沖洗液用量以保證施工的質(zhì)量，例如基巖地段運(yùn)用5300mm、5250mm大小的釬頭鉆孔，在35r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。因風(fēng)量和鉆頭沖擊可導(dǎo)致煤礦采空區(qū)坍塌、埋鉆塌陷事故發(fā)生，因此，在鉆孔時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注鉆孔周圍的變化、煤粉噴量大小及鉆孔的進(jìn)度等情況，且遇到采空區(qū)時(shí)要及時(shí)提鉆。在煤礦采空區(qū)采用旋孔式，使用較小的鉆頭進(jìn)行鉆探。以上都是為了確保施工質(zhì)量。

2.2 封閉工藝

一級(jí)鉆孔施工完成后，改變孔徑用下一級(jí)孔徑巷道繼續(xù)鉆進(jìn)打通巷道，止水短管要求和透巷鉆孔的孔徑一致，下井前其內(nèi)部用粘土進(jìn)行填充，短管進(jìn)入預(yù)期位置。而止水器需設(shè)置在止水短管上部的一定位置，即鉆孔變徑位置，且該處巖石完整，由此才能起到變徑位置處止水的目的。為保證止水效果，需采用下壓短管的方式將止水材料壓實(shí)。檢測(cè)止水效果需要向孔內(nèi)注水觀測(cè)其消耗量的同時(shí)，鉆孔內(nèi)部對(duì)水量不進(jìn)行消耗，合格后才能往鉆孔內(nèi)注入水泥漿液，對(duì)止水封閉區(qū)進(jìn)行填充封閉。一定時(shí)間后，水泥凝固達(dá)到一定強(qiáng)度，此時(shí)沖凈短管里的粘土，按照正循環(huán)方式對(duì)鉆孔進(jìn)行封閉。

在開擴(kuò)巷道過(guò)程中，巷道頂板以上的巖石層由于放炮的波及產(chǎn)生松散破碎的地帶，止水位置若選取在該地層進(jìn)行封閉，填入止水封閉區(qū)的水泥漿液在此地帶的裂縫空隙處流失，難以達(dá)到密封效果。巷道施工完成以后，有時(shí)產(chǎn)生涌水現(xiàn)象，對(duì)其原因進(jìn)行分析主要有兩點(diǎn)：裸孔段沒(méi)有進(jìn)行好封閉、空區(qū)隔離部位密封出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)這兩種情況，進(jìn)入孔內(nèi)施工時(shí)，需要對(duì)巷道以上各含水層及時(shí)進(jìn)行封堵，也對(duì)鉆進(jìn)巷道和封閉鉆孔不消耗水進(jìn)行了要求。

水泥漿液的選擇也有要求，普通硅酸鹽作為封孔水泥必須質(zhì)量合格。復(fù)孔時(shí)間的選擇可依據(jù)，提前進(jìn)行的水泥凝固試驗(yàn)來(lái)了解封孔水泥初凝時(shí)間以及凝固強(qiáng)度。除此，不同地帶使用的泥漿也有不同，如快速凝結(jié)的硫鋁酸鹽水泥常常用于采空區(qū)、孔壁斷裂地帶以及不穩(wěn)定土層的建筑施工，這既縮短了水泥凝結(jié)的時(shí)間，也提高了施工質(zhì)量和鉆進(jìn)效率。

3 打鉆期間問(wèn)題的處理

鉆孔是巷道施工的關(guān)鍵一步，鉆進(jìn)過(guò)程中只有處理好事故問(wèn)題，才能保證鉆孔的質(zhì)量。

3.1 偏孔

鉆孔偏離是施工過(guò)程中常見的問(wèn)題，多是由于鉆桿的形變，鉆桿延接不嚴(yán)密，鉆頭與桿的徑差，當(dāng)然還有煤巖結(jié)構(gòu)的影響。施工前檢查必不可少，不使用彎曲變形的鉆桿，接桿時(shí)要扣牢，盡量避免失誤發(fā)生。鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆桿應(yīng)處于鉆孔中間位置。偏離產(chǎn)生時(shí)要及時(shí)糾正，可通過(guò)抽拉排渣的方法讓鉆桿回到鉆孔。

3.2 塌孔

塌孔多出現(xiàn)離開孔在8-20m地方，粉末狀的煤層結(jié)構(gòu)顆粒使鉆孔周圍在受到打鉆以及巷道鉆進(jìn)的頻繁擾動(dòng)時(shí)，煤體自承失衡導(dǎo)致煤層巷道易發(fā)生塌孔問(wèn)題。解決此問(wèn)題，預(yù)防為主，在巷道內(nèi)鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)緩慢，依靠排渣給孔壁施力，進(jìn)而使孔壁圍巖處于一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，避免塌孔問(wèn)題的出現(xiàn)。塌孔問(wèn)題出現(xiàn)后，盡量不要開啟鉆桿進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)，換檔讓鉆桿低速震動(dòng)，直達(dá)鉆孔出水或風(fēng)，此時(shí)開始快速清除塌孔鉆渣。利用外力設(shè)備將鉆桿拔出，解決后續(xù)問(wèn)題要確保鉆桿是活動(dòng)的。

3.3 掉鉆桿

為減小打鉆過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)損失，要謹(jǐn)慎處理掉鉆桿問(wèn)題。問(wèn)題發(fā)生后，可在鉆孔0.1m處開一個(gè)新孔，為減小掉鉆桿周圍所帶來(lái)的壓力，新孔打過(guò)原孔鉆頭位置，并清除鉆渣，接上鉆桿并拉出。面對(duì)鉆桿掉到較深位置，可結(jié)合塌孔的解決方案進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

透巷道鉆孔工藝一直是煤礦生產(chǎn)的重點(diǎn)技術(shù)，具有貫通巷道的特殊性，鉆孔和封閉對(duì)于整個(gè)煤礦的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。只有采用合理的鉆進(jìn)技術(shù)才能保證鉆孔能夠準(zhǔn)確的命中巷道。封閉質(zhì)量上出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生巷道涌水，影響鉆孔正常使用。因此這兩點(diǎn)對(duì)于煤礦生產(chǎn)尤為重要。當(dāng)然，煤炭資源的開采要確保安全，這不僅需要工人專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)還需要其臨場(chǎng)應(yīng)變突發(fā)狀況，防止事故的發(fā)生。

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