利用定向鉆機施工順煤層定向預抽長鉆孔技術應用探索

摘 要：根據重慶煤科分院煤與瓦斯突出危險性鑒定報告，青龍煤礦為煤與瓦斯突出礦井，一采區下部M16煤為突出煤層。根據瓦斯地質圖，該片區M16煤最大瓦斯含量為13.94m3/t。按照采掘接續安排，青龍煤礦21601工作面為一采區下部東北翼首采工作面，軌順為沿空掘巷，運順為實體煤掘進。21601運順側下方未施工底抽巷，掘進期間采用定向順層長鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施。

關鍵詞：煤與瓦斯突出礦井；瓦斯；定向順層長鉆孔

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.086

0 引言

21601工作面所采煤層為二疊系上統龍潭組16煤，厚度0.6～3.2m，平均厚2.6m，煤層穩定，結構相對復雜，亮～半亮型，條帶狀結構，粉粒狀～塊狀構造。21601工作面運順走向長1151.78m，該區域M16煤埋深為160-280m， 該工作面煤巖層總體趨勢呈現西南高東北低，為一單斜構造，沿45°方向約0～6°前傾。經中國礦業大學安全生產檢測檢驗中心測定煤層堅固性系數為f=0.75。

1 定向鉆機介紹

目前，煤礦井下進行定向鉆進時，主要是利用帶彎角螺桿馬達配合隨鉆測量系統實現長距離進行定向鉆進。

2 鉆孔設計方案

在21601運順設計4個定向鉆孔，利用水動力介質施工，鉆孔終孔間距10m（抽采半徑5m），孔徑96mm，鉆孔設計長度200m，控制巷道掘進前方200m及兩幫各15m范圍。全孔下DN50PE管，孔口以里15m采用水泥漿封孔，封孔段孔徑127mm。

3 鉆孔竣工情況

4 抽采達標及效果檢驗

預抽鉆孔從2017年12月20日抽采至2018年3月22日，累計抽采時間93天，抽采純瓦斯量29萬m3，計算該區域殘余瓦斯含量為5.92m3/t。

對該區域分兩段進行效果檢驗，實測最大殘余瓦斯含量分別為5.92m3/t和6.87m3/t，分別批掘100m和85m。

5 掘進情況

21601運順順層定向鉆孔第一循環控制區域185m，累計掘進50天，共進行工作面突出危險性預測29，未發生預測超限現象，掘進期間工作面甲烷濃度控制在0.1-0.4%。

6 施工中存在問題及改進方向

（1）利用水動力施工順煤層定向鉆孔，鉆孔為俯角，隨著鉆進深度加深，容易發生返渣困難及卡鉆、抱鉆現象，根據現場經驗，鉆孔長度控制在150m左右較為合適。

（2）利用水動力施工順層定向鉆孔，由于水壓較大，施工過程中沖刷孔壁容易造成塌孔現象，建議考慮改為壓風動力并選擇配套鉆具進行施工。

（3）考慮到抽采效果及鉆孔排水方便，應盡量選擇合適位置施工仰孔。

7 結論

利用定向鉆機施工順煤層定向長鉆孔掩護煤巷掘進，通過實現定向鉆進，消除鉆孔控制空白區域，同時對掘進前方地質構造進行探查，保證掘進過程中的施工安全。順煤層定向長鉆孔可作為預抽煤巷條帶區域防突措施進行進一步實踐和探索。

參考文獻：

[1]煤礦瓦斯抽采達標暫行規定 安監總煤裝[2011]163號[S].

[2]防治煤與瓦斯突出規定 郭建安全生產監督管理總局令 第19號[S].

作者簡介：王凱（1982-），男，河北武安人，本科，從事一通三防工作。