一、技術背景
采用傳統(tǒng)施工工藝施工順層鉆孔,成孔深度最大僅能達到170m左右,單班最大鉆進深度僅能達到130m左右,且孔內排渣效果差,后期篩管下置困難,無法保證瓦斯抽采效果且孔內事故多發(fā),造成大量鉆桿丟失,為后期工作面回采埋下安全隱患。
當工作面煤層堅固性系數(shù)f<0.8時,在鉆進過程中塌孔、孔壁變形嚴重,極易使鉆桿抱死,中深孔成孔困難(在f≥0.6的煤層通常為140~170米),鉆孔覆蓋范圍難以滿足采掘前大面積區(qū)域預抽煤層瓦斯及生產和開發(fā)的要求。
二、研究內容
1.基本原理
該工藝從設備、鉆具、排渣風量、風壓等方面入手,通過更換大功率設備增大鉆機扭矩及防卡鉆能力強的特點,提高鉆孔施工能力及孔內事故處理能力;采用三棱螺旋鉆桿提高排渣效果、保證鉆屑及時排出,杜絕鉆屑抱死鉆桿導、致無法施工及埋鉆;采用移動空氣壓縮機提高風量、風壓,防止煤粉自孔內淤積,配合三棱螺旋鉆桿保證鉆屑及時排出;退鉆時每5~10m帶風空轉排渣,進一步減少鉆屑淤積,防止孔內鉆屑較多無法排出。
2.關鍵技術
通過采用ZDY4300LF(A)全液壓履帶鉆機設備增大鉆機扭矩,提高鉆孔施工能力及孔內事故處理能力;采用∮73mm三棱螺旋鉆桿提高排渣效果;采用MLGF-16/8礦用防爆螺桿壓縮機提高風量、風壓,防止煤粉自孔內淤積,配合三棱螺旋鉆桿保證鉆屑及時排出。
3.工藝流程
移動式空壓機→全液壓履帶鉆機→三棱螺旋鉆桿→三翼復合片鉆頭→開孔鉆進→終孔→退鉆→孔內下置抽采管→封孔注漿。
三、應用效果
1.該工藝已在某礦171306外工作面機巷進行了試驗,試驗施工6個鉆孔,成孔深度≥200米、篩管下置率≥70%、見煤率≥90%,單孔施工時間均小于1個圓班,最大單班施工深度達194m,成孔率達到100%。解決了鉆孔排渣問題,鉆孔通透性明顯提高,提高了鉆孔成孔率,保證了鉆孔質量;有效降低了孔內事故概率,降低了后期工作面回采安全隱患,安全效果顯著。
2.解決了深度在180~200m的順層鉆孔施工難題,提高了鉆孔成孔率及施工效率,杜絕了埋鉆事故的發(fā)生,提高了瓦斯抽采效果為超寬工作面瓦斯治理提供了保障。
四、推廣前景
隨著煤礦超寬工作面的布置,瓦斯災害威脅不斷上升,而傳統(tǒng)工藝無法做到鉆孔覆蓋整個工作面。采用該工藝后,在不降低勞動效率的情況下,能夠保證鉆孔交叉覆蓋整個工作面,實現(xiàn)瓦斯無死角抽采,具有良好的推廣應用價值。
該工藝能滿足松軟煤層中深孔鉆進的需要,具有較大的推廣價值。
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