煤礦防突鉆孔施工工藝優(yōu)化及應(yīng)用

鄭飛

摘 要：煤礦鉆孔施工的效率直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，而防突工作消除了鉆孔掘進(jìn)期間的危險(xiǎn)性，使得鉆機(jī)能夠向著礦井深處平穩(wěn)進(jìn)行掘進(jìn)，提升了鉆機(jī)掘進(jìn)速度，提高了鉆機(jī)工作效率，以促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)煤礦防突鉆孔施工工藝優(yōu)化及應(yīng)用提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦防突鉆孔;施工工藝;優(yōu)化及應(yīng)用

煤與瓦斯突出是煤礦生產(chǎn)過程中非常復(fù)雜的瓦斯動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。隨著開采深度的增加，瓦斯含量明顯增加;煤層瓦斯壓力和地應(yīng)力也隨著開采深度的增加而增大。當(dāng)煤層抵抗線低于瓦斯地應(yīng)力時(shí)，會(huì)有大量的瓦斯和煤瞬間釋放，造成瓦斯和煤突出事故。相關(guān)技術(shù)措施和防突設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用，不僅可以提高煤體的物理力學(xué)性能，而且可以有效地釋放瓦斯壓力;經(jīng)過再分配和組合，可以形成一定范圍的卸壓帶，保證井下掘進(jìn)工作安全正常進(jìn)行。

1 優(yōu)化煤礦防突鉆孔施工工藝的重要意義

局部瓦斯爆炸、煤與瓦斯爆炸等事故是煤礦生產(chǎn)中常見的開采災(zāi)害，嚴(yán)重制約了煤礦的安全生產(chǎn)。為了保證礦井的正常安全生產(chǎn)，煤炭行業(yè)在防爆礦井的煤礦通道、巷道的開采過程中，包括增加局部通風(fēng)機(jī)的數(shù)量和增加局部通風(fēng)機(jī)的功率等。為防止爆炸已作了許多努力，建立合理、有效的煤層氣防爆開采、通風(fēng)、排水等管理措施，必須充分利用礦井地質(zhì)條件。實(shí)施礦井綜合機(jī)械化技術(shù)和合理的巷道掘進(jìn)通風(fēng)方式。為了維護(hù)礦井的安全生產(chǎn)，必須安全、快速地鉆掘巷道。煤礦瓦斯爆炸是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過程。不同程度的動(dòng)態(tài)沖擊可能造成設(shè)施損壞和人員傷亡。瓦斯災(zāi)害是煤礦五大自然災(zāi)害之一。隨著開采深度和規(guī)模的增加，瓦斯的排放量明顯增加。為確保煤礦安全生產(chǎn)和相關(guān)煤層氣資源的有效利用，我國(guó)提出了“順序開采”處理方案，該規(guī)劃的實(shí)施將有助于建立煤礦安全與環(huán)境控制體系。針對(duì)當(dāng)前煤巷掘進(jìn)的連續(xù)性、瓦斯處理規(guī)范的緊張性、高成本防突災(zāi)害的處理等問題，通過優(yōu)化煤巷采區(qū)防突措施，提出了一種新的防突措施，采用“鉆槽一體化”液壓開槽設(shè)備，有效地提高了煤層透氣性和鉆孔排水半徑，縮短了鉆孔預(yù)抽區(qū)瓦斯抽放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，保證了煤巷的連續(xù)性，減少了礦井防突工作量，為礦山安全生產(chǎn)提供了新的思路。

2 煤礦鉆孔施工工藝存在的問題

首先，準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性是煤礦防突工作的重要環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確有效地預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性，可以為消除突出提供有效的時(shí)機(jī)，提高安全生產(chǎn)的概率。不按規(guī)定進(jìn)行鉆探施工，很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性。在施工過程中，工作面容易發(fā)生事故。因此，在鉆井施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的位置和角度確定相關(guān)參數(shù)，以保證預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為防突工作提供準(zhǔn)確的參考。突出事故發(fā)生前，礦區(qū)往往存在一定的征兆和現(xiàn)象，其中瓦斯變化是最常見的征兆。無論是工作面瓦斯?jié)舛鹊漠惓Ｗ兓€是爆破后瓦斯?jié)舛鹊漠惓Ｗ兓?，都可視為一種突出的癥狀。但瓦斯突出具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和動(dòng)態(tài)性，給防突工作帶來困難。如果不采取有效措施，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突出癥狀，很容易造成突出事故。因此，煤礦管理人員、安全檢查員、瓦片檢查員和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員應(yīng)密切關(guān)注回風(fēng)氣流和工作面的動(dòng)態(tài)變化，掌握預(yù)警數(shù)據(jù)，根據(jù)異常瓦斯現(xiàn)象及時(shí)采取有效的技術(shù)防范措施。其次，傳統(tǒng)的鉆桿鉆進(jìn)時(shí)，當(dāng)鉆進(jìn)深度大于60m時(shí)，由于周圍煤體的軟硬，造成鉆進(jìn)形狀不良，鉆進(jìn)扭矩和鉆桿應(yīng)力增大，易斷桿或埋鉆，致使煤層氣無法及時(shí)排出，增加施工時(shí)間，延緩施工進(jìn)度。最后，在煤礦開采過程中，耗水量較大。一般采用單水頭水壓供水。但隨著礦井埋深的增加，耗水點(diǎn)增多，單一水壓不能滿足鉆頭除渣的要求，導(dǎo)致煤渣堆積過多，堵塞鉆井，卡鉆現(xiàn)象無法如期完成。

3 煤礦防突鉆孔施工工藝優(yōu)化和應(yīng)用

3.1 升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)備

基礎(chǔ)設(shè)備是煤礦鉆孔施工的重要保障，提升基礎(chǔ)設(shè)備的性能，能夠加快工程施工進(jìn)度，降低鉆孔施工過程中的安全隱患。傳統(tǒng)鉆孔施工設(shè)備為了減少施工成本，采用一些較為落后的鉆孔設(shè)備，增加了煤礦鉆孔難度。將傳統(tǒng)設(shè)備和新型設(shè)備結(jié)合運(yùn)用，一方面可以加快鉆孔的工作進(jìn)度，另一方面可以增加操作安全系數(shù)，降低瓦斯突出危險(xiǎn)。在采掘工作面施工過程中，QFA-22防爆設(shè)備主要是建造防爆鉆孔。鉆機(jī)有轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以有效地降低卡鉆概率，提高鉆孔形成速度。鉆機(jī)具有承載力、工作效率、卡利勒速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于煤礦領(lǐng)域。在煤礦車間進(jìn)行高級(jí)排放鉆井時(shí)，重量輕、功率大、操作方便、功能多、安全性好，成為煤礦鉆機(jī)的首選設(shè)備。Qva-22防爆設(shè)備電源2.5千瓦，電壓和電流125V，15.6A;本類型鉆機(jī)鉆孔直徑43～90mm，鉆孔深度25m低于;低于。扭矩為42N m，速度為520r/min。

3.2 改進(jìn)鉆桿和鉆頭

傳統(tǒng)鉆機(jī)的鉆頭一般采用三翼鉆頭，切割面相對(duì)較小，容易受到周邊煤體的影響造成鉆孔坍塌或鉆孔不成形，延緩煤層瓦斯的釋放速度，影響工作進(jìn)度，將鉆頭更改為四翼鉆頭，增加了孔內(nèi)切割面，使鉆孔成形更快，降低周邊煤體的影響。

3.3 增加供水流量

隨著煤礦礦井的掘進(jìn)深度增加，煤礦各節(jié)點(diǎn)的用水量逐步上漲，如果不能及時(shí)供應(yīng)，容易造成煤層瓦斯突出，延緩鉆孔施工進(jìn)度。在礦井深度增加的同時(shí)加大供水流量，有效推動(dòng)施工進(jìn)度，減少煤礦工作的危險(xiǎn)系數(shù)。

3.4 切實(shí)做好防突措施效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施

單純地采取防爆措施并不意味著防爆工作已經(jīng)到位，也不意味著達(dá)到了預(yù)期的作用，還必須對(duì)采取的防爆措施的效果進(jìn)行檢查，證明防爆措施是實(shí)際有效的情況，才能繼續(xù)采取防爆措施進(jìn)行工程。另外，預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，防止爆炸的對(duì)策也不一定完整，因此，為了防止預(yù)測(cè)錯(cuò)誤或突發(fā)失敗等，必須徹底切斷安全裝置。如果被認(rèn)為沒有明顯的危險(xiǎn)工作面明顯的危險(xiǎn)，也要認(rèn)真實(shí)踐安全防護(hù)。

3.5 推廣應(yīng)用防突消突新技術(shù)

防止煤礦爆炸是一項(xiàng)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的工作。煤與瓦斯爆炸是一種非常復(fù)雜的礦井瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，總會(huì)出現(xiàn)新的情況，需要不斷發(fā)現(xiàn)新的防爆技術(shù)，推廣和應(yīng)用。例如，高車道排水技術(shù)比高鉆孔具有更明顯的排水效果，同時(shí)，由于側(cè)采、預(yù)抽等方法，彌補(bǔ)了高鉆孔水量減少、低密封質(zhì)量、排水系統(tǒng)不匹配等諸多缺陷。在附近保護(hù)層開采的情況下，在運(yùn)輸開采前旋風(fēng)和平爐的同時(shí)，放置長(zhǎng)鉆孔，給煤層注水，提高了煤的可塑性，減少了工作前的地應(yīng)力集中，緩解了煤的潛力和瓦斯?jié)摿Φ耐蝗会尫?，也減少了煤層突出的防爆效果。

4 結(jié)語

綜上所述，升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)備可以加快鉆孔施工進(jìn)度，確保施工質(zhì)量，改進(jìn)鉆桿和鉆頭能夠減少鉆孔過程斷桿、夾鉆的情況發(fā)生，增加供水流量能夠有效減少煤屑擁堵鉆孔，降低事故發(fā)生率。通過鉆孔施工工藝優(yōu)化一方面可以提高煤礦工作效率，另一方面可以降低煤礦工作危險(xiǎn)系數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建光.煤礦巷道掘進(jìn)防突措施優(yōu)化研究[J].礦業(yè)裝備，2019（06）：140-141.

[2]王先恒.ZDY6500LP鉆機(jī)在順層鉆孔施工中的運(yùn)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（18）：201-202.

[3]王皓.突出松軟煤層注水防突機(jī)理及爆破增注技術(shù)研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2019.

[4]任文華.煤礦防突關(guān)鍵性技術(shù)研究與應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2019，44（01）：43-44.

[5]郭陽，祁公團(tuán)，陳亮.煤礦幾種常見鉆孔的定位與放線[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（02）：123-124.