煤矿防突钻孔施工工艺优化及应用

郑飞

摘 要：煤矿钻孔施工的效率直接影响企业的经济增长速度，而防突工作消除了钻孔掘进期间的危险性，使得钻机能够向着矿井深处平稳进行掘进，提升了钻机掘进速度，提高了钻机工作效率，以促进煤矿产业经济稳定增长。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对煤矿防突钻孔施工工艺优化及应用提出了一些建议，仅供参考。

关键词：煤矿防突钻孔;施工工艺;优化及应用

煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中非常复杂的瓦斯动力学现象。随着开采深度的增加，瓦斯含量明显增加;煤层瓦斯压力和地应力也随着开采深度的增加而增大。当煤层抵抗线低于瓦斯地应力时，会有大量的瓦斯和煤瞬间释放，造成瓦斯和煤突出事故。相关技术措施和防突设备的实际应用，不仅可以提高煤体的物理力学性能，而且可以有效地释放瓦斯压力;经过再分配和组合，可以形成一定范围的卸压带，保证井下掘进工作安全正常进行。

1 优化煤矿防突钻孔施工工艺的重要意义

局部瓦斯爆炸、煤与瓦斯爆炸等事故是煤矿生产中常见的开采灾害，严重制约了煤矿的安全生产。为了保证矿井的正常安全生产，煤炭行业在防爆矿井的煤矿通道、巷道的开采过程中，包括增加局部通风机的数量和增加局部通风机的功率等。为防止爆炸已作了许多努力，建立合理、有效的煤层气防爆开采、通风、排水等管理措施，必须充分利用矿井地质条件。实施矿井综合机械化技术和合理的巷道掘进通风方式。为了维护矿井的安全生产，必须安全、快速地钻掘巷道。煤矿瓦斯爆炸是一个复杂的动态过程。不同程度的动态冲击可能造成设施损坏和人员伤亡。瓦斯灾害是煤矿五大自然灾害之一。随着开采深度和规模的增加，瓦斯的排放量明显增加。为确保煤矿安全生产和相关煤层气资源的有效利用，我国提出了“顺序开采”处理方案，该规划的实施将有助于建立煤矿安全与环境控制体系。针对当前煤巷掘进的连续性、瓦斯处理规范的紧张性、高成本防突灾害的处理等问题，通过优化煤巷采区防突措施，提出了一种新的防突措施，采用“钻槽一体化”液压开槽设备，有效地提高了煤层透气性和钻孔排水半径，缩短了钻孔预抽区瓦斯抽放标准时间，保证了煤巷的连续性，减少了矿井防突工作量，为矿山安全生产提供了新的思路。

2 煤矿钻孔施工工艺存在的问题

首先，准确分析和预测突出危险性是煤矿防突工作的重要环节。准确有效地预测突出危险性，可以为消除突出提供有效的时机，提高安全生产的概率。不按规定进行钻探施工，很难准确预测突出危险性。在施工过程中，工作面容易发生事故。因此，在钻井施工过程中，应严格按照规定的位置和角度确定相关参数，以保证预测数据的准确性和可靠性，为防突工作提供准确的参考。突出事故发生前，矿区往往存在一定的征兆和现象，其中瓦斯变化是最常见的征兆。无论是工作面瓦斯浓度的异常变化，还是爆破后瓦斯浓度的异常变化，都可视为一种突出的症状。但瓦斯突出具有较强的随机性和动态性，给防突工作带来困难。如果不采取有效措施，不能及时发现突出症状，很容易造成突出事故。因此，煤矿管理人员、安全检查员、瓦片检查员和现场作业人员应密切关注回风气流和工作面的动态变化，掌握预警数据，根据异常瓦斯现象及时采取有效的技术防范措施。其次，传统的钻杆钻进时，当钻进深度大于60m时，由于周围煤体的软硬，造成钻进形状不良，钻进扭矩和钻杆应力增大，易断杆或埋钻，致使煤层气无法及时排出，增加施工时间，延缓施工进度。最后，在煤矿开采过程中，耗水量较大。一般采用单水头水压供水。但随着矿井埋深的增加，耗水点增多，单一水压不能满足钻头除渣的要求，导致煤渣堆积过多，堵塞钻井，卡钻现象无法如期完成。

3 煤矿防突钻孔施工工艺优化和应用

3.1 升级基础设备

基础设备是煤矿钻孔施工的重要保障，提升基础设备的性能，能够加快工程施工进度，降低钻孔施工过程中的安全隐患。传统钻孔施工设备为了减少施工成本，采用一些较为落后的钻孔设备，增加了煤矿钻孔难度。将传统设备和新型设备结合运用，一方面可以加快钻孔的工作进度，另一方面可以增加操作安全系数，降低瓦斯突出危险。在采掘工作面施工过程中，QFA-22防爆设备主要是建造防爆钻孔。钻机有转换开关，可以有效地降低卡钻概率，提高钻孔形成速度。钻机具有承载力、工作效率、卡利勒速度快等特点，广泛应用于煤矿领域。在煤矿车间进行高级排放钻井时，重量轻、功率大、操作方便、功能多、安全性好，成为煤矿钻机的首选设备。Qva-22防爆设备电源2.5千瓦，电压和电流125V，15.6A;本类型钻机钻孔直径43～90mm，钻孔深度25m低于;低于。扭矩为42N m，速度为520r/min。

3.2 改进钻杆和钻头

传统钻机的钻头一般采用三翼钻头，切割面相对较小，容易受到周边煤体的影响造成钻孔坍塌或钻孔不成形，延缓煤层瓦斯的释放速度，影响工作进度，将钻头更改为四翼钻头，增加了孔内切割面，使钻孔成形更快，降低周边煤体的影响。

3.3 增加供水流量

随着煤矿矿井的掘进深度增加，煤矿各节点的用水量逐步上涨，如果不能及时供应，容易造成煤层瓦斯突出，延缓钻孔施工进度。在矿井深度增加的同时加大供水流量，有效推动施工进度，减少煤矿工作的危险系数。

3.4 切实做好防突措施效果检验和安全防护措施

单纯地采取防爆措施并不意味着防爆工作已经到位，也不意味着达到了预期的作用，还必须对采取的防爆措施的效果进行检查，证明防爆措施是实际有效的情况，才能继续采取防爆措施进行工程。另外，预测不准确，防止爆炸的对策也不一定完整，因此，为了防止预测错误或突发失败等，必须彻底切断安全装置。如果被认为没有明显的危险工作面明显的危险，也要认真实践安全防护。

3.5 推广应用防突消突新技术

防止煤矿爆炸是一项复杂而漫长的工作。煤与瓦斯爆炸是一种非常复杂的矿井瓦斯动力现象，总会出现新的情况，需要不断发现新的防爆技术，推广和应用。例如，高车道排水技术比高钻孔具有更明显的排水效果，同时，由于侧采、预抽等方法，弥补了高钻孔水量减少、低密封质量、排水系统不匹配等诸多缺陷。在附近保护层开采的情况下，在运输开采前旋风和平炉的同时，放置长钻孔，给煤层注水，提高了煤的可塑性，减少了工作前的地应力集中，缓解了煤的潜力和瓦斯潜力的突然释放，也减少了煤层突出的防爆效果。

4 结语

综上所述，升级基础设备可以加快钻孔施工进度，确保施工质量，改进钻杆和钻头能够减少钻孔过程断杆、夹钻的情况发生，增加供水流量能够有效减少煤屑拥堵钻孔，降低事故发生率。通过钻孔施工工艺优化一方面可以提高煤矿工作效率，另一方面可以降低煤矿工作危险系数。

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