煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術

和鵬鵬

（山西潞安工程有限公司， 山西 長治 046102）

1 當今煤礦井下瓦斯抽放鉆孔施工裝備

1.1 瓦斯抽放鉆井中裝備的鉆機

在施工作業中，由于地理環境多樣且十分特殊，工作人員要應用各種鉆機來適應不同的環境要求。根據煤礦企業的特殊性，廠家也對鉆機有了很多的改進來應對瓦斯的抽放作業，這些鉆機通常移動性好，功率高，鉆孔的效率也很高。

1.2 瓦斯抽放鉆井中裝備的鉆頭與鉆桿

當今社會隨著制造工藝的提高，現在的鉆頭實用性強，壽命長，效率高，結構完善，種類多種多樣反切割，防噴以及自排粉這樣的功能很多鉆頭都已經具備，面對復雜的地形也能夠高效地應對。一般都是以煤層為主的松軟的地層，這種低硬度的地層中，要使用硬質的合金鉆頭，這就需要工作人員在施工過程中進行分析。井下鉆桿規格通常有光面鉆桿、刻槽鉆桿、麻花鉆桿、三棱鉆桿等，長度通常為1 米、1.5 米。鉆桿原材料通常為R780，屬于地質鉆探管，耐磨堅固。

2 煤礦井下的瓦斯抽采鉆孔施工技術

2.1 循環式

瓦斯抽采鉆孔技術作為新型技術最突出的特點就是它將鉆頭與鉆桿之間的配合更加協調化，鉆頭與鉆桿之間利用的是一種動力傳輸技術，能夠直接將機械能轉化為動能，方便機器直接投入使用進行鉆孔，并且這項技術有一個優勢，就是它可以保證機械能轉動能源源不斷地傳送，減少功能傳輸過程中的損耗。鉆孔技術的運行是需要介質的，循環式鉆孔技術一般將水作為介質，目的是實現動力系統的周期循環。

2.2 穿層鉆孔

這種抽采技術，一般都是用于巷道內向鄰近煤層的鉆孔抽瓦斯用的。它可以有效的在抽采時，預防噴孔和塌孔現象的發生。采用這種技術的一般都是在透氣性能比較好或者松軟的煤層內，所以在運用的過程中要求的也會更加嚴格，這也就導致開采的成本增高，需要做很多的準備工作。比如：鉆孔的布置、準確的計算時間、保證準確的預制時間、最重要的就是煤層底部的打巖巷。巷道內一般每50 米就要設一個鉆場，每一個鉆場的要求也非常嚴格：需要對瓦斯含量、濃度、間距等等來確定鉆孔的數量。確定好數量之后，還需要注意每一個鉆孔都要呈放射的形狀排列。一般情況下，是每一個鉆場打孔的數量都不會低于10 個的。正常情況下的鉆孔深度是一百米至一百五十米之間，直徑一百毫米內。

2.3 高位瓦斯抽采鉆孔施工技術

1） 鉆孔層位的選擇，根據采場覆石移動規律研究表明，在豎直方向覆巖移動破壞通常可劃分為冒落帶，裂隙帶和彎曲下沉帶三種。其中的裂隙帶又可分為微小斷裂帶和嚴重斷裂帶三種。煤層開采了以后，不同的分布狀態的覆巖將對瓦斯的流動產生很大的影響，離層裂隙是瓦斯積聚的空間，同時它還是瓦斯的流動通道。瓦斯進入采空區的通道是豎向裂隙，也被稱為導氣裂隙。由覆巖移動的規律和瓦斯流動的規律來看，裂隙發育充分的部位一般位于裂隙帶的中下部，是瓦斯的主要集中區，這個地方的瓦斯含量高，瓦斯的濃度大，是瓦斯抽采的最佳位置，同時也是高位鉆孔布置的最佳位置。而要保證鉆孔抽采的最佳效果的話首先應該保證鉆孔和成孔的完整性，選擇鉆孔布置的層位時，應對施工區域巖性進行分析，鉆孔應布置在比較穩定的巖層中。

2） 鉆孔直徑的確定，鉆孔參數的選取首先要分析煤巖層的賦存條件，以此來選擇和調整抽采的要求、設備的能力。當煤巖層具備了打深孔的條件時，抽采的要求可相應提高，也可以選擇相應的鉆進技術施工深孔，如果地形條件過于復雜，較長的鉆孔根本不能施工要根據實際的情況來進行相應的調整，來確定鉆孔的深度是否合適。同等條件下，瓦斯的滲透面積越大說明鉆孔的直徑越大，抽采效果越好。選擇鉆孔直徑時要綜合考慮瓦斯的含量、抽放的周期和施工的成本等因素。在應用中，要根據不同地形采取不同孔徑鉆孔進行抽采效果的對比和分析，選擇技術和經濟合理的鉆孔直徑。

3） 鉆孔的布置形式，鉆孔的參數確定了以后，為了保證鉆孔的抽采效果良好，要根據工作面布置的情況來合理的布置鉆孔。由于礦井通風壓差靠近回風的抽采效果要好于進風側鉆孔，因此鉆孔的布置一般都靠近回風側。一般在回風巷道每隔一定距離(根據鉆孔實際施工長度確定) 設計一個鉆場，每個鉆場的分布都應該呈小扇形并且鉆孔朝向回采面的方向。如果頂板巖石的穩定性差或者成分中含有松軟泥巖，鉆孔的布置要避免這層，而且設計不能太深。而對于高位鉆孔，如果地層條件許可應該選擇能力大的鉆機來進行大直徑、長深度的瓦斯抽采鉆孔。

2.4 順層長鉆孔

順層長鉆孔很簡單的一個名字，按字面理解就是順著煤層的長長的鉆孔抽采技術。這種技術可以即能提高抽采效率，又能降低瓦斯能量。但是需要注意一點的是，它的鉆機、鉆具、排渣方式的選擇都是非常的重要的。首先，鉆機一定要滿足鉆孔的長度，而且要求是可以控制到整個回采的采煤區域。鉆桿就簡單很多，能夠隨鉆孔的加長和推動力即可。但鉆頭方面就需要注意了，要選擇組合的鉆頭，這種鉆頭可以減少噴孔頻率和次數。

3 結語

煤礦井下瓦斯抽采鉆孔抽放技術種類，裝備種類繁多，為保證正常安全綠色的施工作業，我們對其施工技術和裝備進行研究，對施工技術和裝備進一步發展。