煤礦防突鉆孔施工工藝優化及應用

鄭飛

摘 要：煤礦鉆孔施工的效率直接影響企業的經濟增長速度，而防突工作消除了鉆孔掘進期間的危險性，使得鉆機能夠向著礦井深處平穩進行掘進，提升了鉆機掘進速度，提高了鉆機工作效率，以促進煤礦產業經濟穩定增長。鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對煤礦防突鉆孔施工工藝優化及應用提出了一些建議，僅供參考。

關鍵詞：煤礦防突鉆孔;施工工藝;優化及應用

煤與瓦斯突出是煤礦生產過程中非常復雜的瓦斯動力學現象。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力也隨著開采深度的增加而增大。當煤層抵抗線低于瓦斯地應力時，會有大量的瓦斯和煤瞬間釋放，造成瓦斯和煤突出事故。相關技術措施和防突設備的實際應用，不僅可以提高煤體的物理力學性能，而且可以有效地釋放瓦斯壓力;經過再分配和組合，可以形成一定范圍的卸壓帶，保證井下掘進工作安全正常進行。

1 優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中常見的開采災害，嚴重制約了煤礦的安全生產。為了保證礦井的正常安全生產，煤炭行業在防爆礦井的煤礦通道、巷道的開采過程中，包括增加局部通風機的數量和增加局部通風機的功率等。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、排水等管理措施，必須充分利用礦井地質條件。實施礦井綜合機械化技術和合理的巷道掘進通風方式。為了維護礦井的安全生產，必須安全、快速地鉆掘巷道。煤礦瓦斯爆炸是一個復雜的動態過程。不同程度的動態沖擊可能造成設施損壞和人員傷亡。瓦斯災害是煤礦五大自然災害之一。隨著開采深度和規模的增加，瓦斯的排放量明顯增加。為確保煤礦安全生產和相關煤層氣資源的有效利用，我國提出了“順序開采”處理方案，該規劃的實施將有助于建立煤礦安全與環境控制體系。針對當前煤巷掘進的連續性、瓦斯處理規范的緊張性、高成本防突災害的處理等問題，通過優化煤巷采區防突措施，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，縮短了鉆孔預抽區瓦斯抽放標準時間，保證了煤巷的連續性，減少了礦井防突工作量，為礦山安全生產提供了新的思路。

2 煤礦鉆孔施工工藝存在的問題

首先，準確分析和預測突出危險性是煤礦防突工作的重要環節。準確有效地預測突出危險性，可以為消除突出提供有效的時機，提高安全生產的概率。不按規定進行鉆探施工，很難準確預測突出危險性。在施工過程中，工作面容易發生事故。因此，在鉆井施工過程中，應嚴格按照規定的位置和角度確定相關參數，以保證預測數據的準確性和可靠性，為防突工作提供準確的參考。突出事故發生前，礦區往往存在一定的征兆和現象，其中瓦斯變化是最常見的征兆。無論是工作面瓦斯濃度的異常變化，還是爆破后瓦斯濃度的異常變化，都可視為一種突出的癥狀。但瓦斯突出具有較強的隨機性和動態性，給防突工作帶來困難。如果不采取有效措施，不能及時發現突出癥狀，很容易造成突出事故。因此，煤礦管理人員、安全檢查員、瓦片檢查員和現場作業人員應密切關注回風氣流和工作面的動態變化，掌握預警數據，根據異常瓦斯現象及時采取有效的技術防范措施。其次，傳統的鉆桿鉆進時，當鉆進深度大于60m時，由于周圍煤體的軟硬，造成鉆進形狀不良，鉆進扭矩和鉆桿應力增大，易斷桿或埋鉆，致使煤層氣無法及時排出，增加施工時間，延緩施工進度。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，耗水點增多，單一水壓不能滿足鉆頭除渣的要求，導致煤渣堆積過多，堵塞鉆井，卡鉆現象無法如期完成。

3 煤礦防突鉆孔施工工藝優化和應用

3.1 升級基礎設備

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

3.2 改進鉆桿和鉆頭

傳統鉆機的鉆頭一般采用三翼鉆頭，切割面相對較小，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，影響工作進度，將鉆頭更改為四翼鉆頭，增加了孔內切割面，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深度增加，煤礦各節點的用水量逐步上漲，如果不能及時供應，容易造成煤層瓦斯突出，延緩鉆孔施工進度。在礦井深度增加的同時加大供水流量，有效推動施工進度，減少煤礦工作的危險系數。

3.4 切實做好防突措施效果檢驗和安全防護措施

單純地采取防爆措施并不意味著防爆工作已經到位，也不意味著達到了預期的作用，還必須對采取的防爆措施的效果進行檢查，證明防爆措施是實際有效的情況，才能繼續采取防爆措施進行工程。另外，預測不準確，防止爆炸的對策也不一定完整，因此，為了防止預測錯誤或突發失敗等，必須徹底切斷安全裝置。如果被認為沒有明顯的危險工作面明顯的危險，也要認真實踐安全防護。

3.5 推廣應用防突消突新技術

防止煤礦爆炸是一項復雜而漫長的工作。煤與瓦斯爆炸是一種非常復雜的礦井瓦斯動力現象，總會出現新的情況，需要不斷發現新的防爆技術，推廣和應用。例如，高車道排水技術比高鉆孔具有更明顯的排水效果，同時，由于側采、預抽等方法，彌補了高鉆孔水量減少、低密封質量、排水系統不匹配等諸多缺陷。在附近保護層開采的情況下，在運輸開采前旋風和平爐的同時，放置長鉆孔，給煤層注水，提高了煤的可塑性，減少了工作前的地應力集中，緩解了煤的潛力和瓦斯潛力的突然釋放，也減少了煤層突出的防爆效果。

4 結語

綜上所述，升級基礎設備可以加快鉆孔施工進度，確保施工質量，改進鉆桿和鉆頭能夠減少鉆孔過程斷桿、夾鉆的情況發生，增加供水流量能夠有效減少煤屑擁堵鉆孔，降低事故發生率。通過鉆孔施工工藝優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系數。

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