松软煤层筛管护孔瓦斯抽采技术

庞博+申振华

摘 要：我国的瓦斯抽采技术虽然起步比较晚，研究人员不断加大对于瓦斯抽采技术的研究力度，这项工作也有了很多新的研究成果，松软煤层筛管的护孔研究是一个比较新的研究方向，对于这项瓦斯抽采技术的研究才起步不久，在实际的操作中有许多问题，本文根据实际的瓦斯抽采技术展开具体分析。

关键词：松软煤层；抽采技术；技术分析

在对质地比较松软的煤层进行瓦斯抽采技术时，需要克服许多困难，如进行抽采的有效距离不长，钻孔工作难度大、抽采的效果不好，为了减少这些抽采工作中的阻碍，本文将筛管护孔工艺加入到瓦斯抽采的工作中，达到负压相对比较高的高效瓦斯抽采工作成果，文本将具体的操作程序以及注意事项一一阐述，希望可以给我国从事瓦斯抽采的工作者一些参考。

1 软煤层的瓦斯抽采工作的现状

松软煤层是一种特殊的煤层，与一般的煤层有很大的不同，其整体结构的强度比较低，在进行瓦斯抽采后，抽采的效果并不好，抽采的效率比较低，尤其是在钻孔环节，频繁地出现顶钻、抱钻、卡钻等现象，加大了瓦斯抽采的难度，最终使得钻好的孔达不到预定的要求，使得可供抽采的瓦斯总量也变小，主要是由于抽采的深度达不到要求，还有一方面的不利因素是，松软煤层在承受钻孔作业时，会由于钻孔机械的震动效果发生改变，主要是煤层结构的变化，有一部分强度比较低的煤层就会变形甚至断裂，承受的力度比较大的煤层还会使已经钻好的孔洞次闭合，延长抽采的时间。

2 筛管护孔的工艺研究

在松软煤层中钻进，容易发生喷孔、塌孔、卡钻等孔内事故，导致钻孔成孔深度浅、成孔率低、瓦斯抽采效果差。针对此问题，采用空气钻进与螺旋钻进相结合的方法钻进成孔。选用113mm三翼内凹PDC合片全面钻头开孔，钻进3m，换110mm四翼一字铰接内芯可开闭PDC钻头接73mm宽叶片大通孔螺旋钻杆钻进。

2.1 钻压

在松软煤层中采用空气螺旋钻进时，对钻机的钻压要求并不高，钻机的转矩要大，真正用在钻头上破碎煤层的钻压一般不会超过500kN。如果遇到夹矸、顶底板岩石，所需钻压也不会超过1500kN。松软突出煤层容易发生塌孔、埋钻等孔内事故，一般情况下，钻机的起拔力不小于5000kN，最好在10000kN以上。

2.2 转速

在松软突出煤层钻进时，转速对钻孔轨迹的影响很大。钻压一定的条件下，转速越高，钻速越高，单位时间内产生的煤屑越多，如果没有及时调整供风参数，大量煤屑堆积在孔内，将会造成堵孔事故；转速越低，钻速越低，单位时间产生的煤屑较少在冲洗介质作用下，煤屑易排出孔外，孔内干净。

2.3 通风参数

①风量：在钻进过程中，供风量的大小直接关系到钻孔排粉的性能。风量小，钻孔排粉效果差，造成堵孔、抱钻事故等安全隐患。风量大，携带煤屑能力强，钻孔冲洗得干净，有利于钻进。②风压：空气钻进排粉需要一定的风速，钻进中的压力损失主要包括加速压损、摩擦压损、钻屑悬浮提升压损和局部压力损失。通过以上分析，在实际施工中，供风量和供风压力的选择应有一定的富余量，选取风压0.8～1.0MPa，风量10～13m3/min。

2.4 筛管护孔输送。顺煤层钻孔钻进至设计深度，不给进时回转2～3min，以充分排出孔内煤渣，将孔内钻具提离孔底2m左右停钻，即可下入筛管护孔。采用人工输送方法下入筛管护孔。筛管护孔连接方式有丝扣式和插接式2种。下入筛管护孔后，逐根提出孔内钻杆，卸掉孔口外多余的筛管，然后进行封孔。

3保证松软煤层抽采达到预定效果的措施

3.1封孔技术

针对松软煤层的特点，有一系列专门的抽采方案，一般是将打孔的部位的两端堵好，保证内部环境封闭后，再从中间往里注入水泥浆等液体混合性材料，在受到来自外部煤体的作用压力后，煤体已经破碎的地方就可以被水泥浆修复好，保证整个煤体的完整性，一般松软煤层这种煤体的表面都是不平整的，这种优势可以帮助水泥浆有效扩散，扩散的水泥浆地道钻孔周边的裂缝之中，封堵了这些裂缝，等到过了一段时期之后，水泥浆液从液体变成了固体，很大程度上支撑起了钻孔，钻孔受到了保护作用，就不会因为煤层的强度低而收缩了，能够保证钻孔成果的稳定性，对于抽采的后期工作有很大的帮助。

3.2 最佳的通道预留方式

煤层钻孔施工完毕后。在下钻的地方其周围的煤层都会受到作业过程中所产生的振动的影响，更为严重的是松软煤层结构原本的强度就要明显的低于正常的煤层，因此钻孔的垮塌极易发生。瓦斯抽采空间人工预留通道技术针对煤层钻孔成孔后塌孔阻塞瓦斯流动空间现象，在此情况下，我国的相关从业人员提出利用高强度PE胶管形成人工预留瓦斯流动通道，这对于整个行业而言是创新性的，使瓦斯在高强胶管内流动，有效的保证了在钻孔不通时瓦斯依旧可以正常的流动，经此方法便可以实现松软煤层瓦斯的连续抽采作业。

3.3 通风系统

不仅仅是松软煤层作业时需要注意通风问题，即使是一般的矿井作业，通风都是一个不可避免的问题，通风能够在一定程度上确保矿井内的安全防护工作。在进行松软煤层的通风工作时，首先要注意通风设计工作，采取最为合理的通风位置设计，保证松软煤层的风量供给，具体的风量可以参考相关参数标准，提高通风率，在进行管理通风系统时，可以将现代化的计算机技术应用到松软煤层的抽采之中，提高通风系统的自动化程度；设计好通风系统后，在投入使用后的一段时间后，还要对其可行性进行评估，确保其报警系统与应急系统都能保持在最佳状态。

3.4 监控技术

在进行松软高突图层的瓦斯抽取的作业过程中，由于特殊的结构状况致使抽采的难度加大，这就需要先进技术在其中的有效运用，实时监控技术是一种以网络为传输平台的新型技术，可以对施工的过程有效的视频监督，实时监控系统的使用在一定程度上强化了实时监督检查与日常的施工的规范化管理。

3.5 建设完善的瓦斯抽采团队

一项工艺想要达到更好的效果必须要坚强对于工人的管理，要落實抽采责任制，使每一个抽采工人都能明白自身的责任，加强对抽采安全的重视程度，在传统的抽采技术上不断进步，将学习到的新型抽采技术与松软煤层的具体状况相互结合，加强抽采工作的创新程度，使抽采的瓦斯质量更好、浓度更高，只有不断进行对煤矿的参观、交流与学习才能实现技术进步。

结束语

采用了筛管护孔工艺的松软煤层的瓦斯抽采工作与以前相比，抽采效果有了很大的提升，突显出更好的实用性，并且能够克服松软煤层的各种弱点，因此可以在整个瓦斯抽采活动的每一个环节都将筛管护孔技术应用其中，能够提高抽采的瓦斯的浓度，还可以达到比较好的均匀度，相关人员应当对这项瓦斯抽采工艺开展更高程度的研究，使其更好地为煤矿生产服务。

参考文献

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