浅谈煤矿地质超前钻探施工及注意事项

吴翔

摘  要：本文分析和论述了21轨道下山上部车场施工前方地质构造等情况，掌握钻探期间钻孔规律，根据第一轮超前探测情况，完善了本轮探测设计及安全技术措施，优化生产系统，为岩巷快速掘进提供了保障。

关键词：地质构造;超前探测;快速掘进

一、概况

21轨道下山上部车场巷道断面为直墙半圆拱型断面，采用锚网喷+锚索支护，巷道净宽5400mm，净高3600mm。采用ZDY3200L型坑道钻机施工，采用水力排粉施工。钻孔施工完毕后全段使用膨胀水泥注浆封闭。根据设计，所打钻孔不见煤，因此不再安设防喷孔装置，钻孔施工过程中遇到瓦斯，立即使用封孔胶进行封孔处理，并停电撤人。

二、超前探钻孔设计及技术要求

1.本次施工共设计钻孔5个，设计总钻进工程量为215m。2-1、 2-2#、2-3#钻孔探测施工前方构造情况;2-4、2-5孔为控制巷道两帮钻孔。

2.钻孔施工参数严格执行设计，施工人员不得随意更改，要求实际施工过程中方位角误差控制在±0.5°、倾角误差控制在±0.5°范围内。设计孔深30m及以上钻孔必须进行测斜。

3.钻孔施工人员要将钻进情况详细记录，包括钻孔开孔位置（距离顶底板距离及中线距离）、煤岩变化情况，当钻孔见煤岩时，现场施工人员汇报队值班队长。

4.依次按照钻孔顺序施工或按照地测部指定顺序施工。每个钻孔施工结束后，及时与地测部人员汇报见煤岩情况，由地测部人员根据各钻孔钻探情况调整其它钻孔参数或补充钻孔。

三、钻孔施工要求

1.钻孔施工严格按照《21轨道下山上部车场第2轮地质超前探设计》施工，参数设计见施工现场悬挂施工作业图版。

2.如施工钻孔期间遇地质条件变化及时向地測部汇报;需进行补孔或变更参数时，应当出具补孔或参数变更通知单后方可实施。

3.施工过程中，现场施工人员必须详细记录煤岩变化情况、瓦斯及涌水情况。

4.安装测斜装置时，探管应轻拿轻放，往孔内下入探管时，严禁大幅度转动钻杆，应控制钻机直接将探管缓慢下入孔内，钻孔钻进时，钻机司机观察给进压力。如发现压力突然升大，立即停止给进，防止损坏探管。

四、施工工艺

（一）施工钻机类型

钻探设备：ZDY3200L坑道型钻机、φ73mm ×750 mm完好钻杆不少于80m、直径94mm钻头1用1备。

钻孔施工循环：交接班→安全检查（现场隐患及时处理）→移钻机（未完成钻孔不移钻机）→定钻孔角度（未完成钻孔不用再次定钻孔角度）→开孔（未完成钻孔不用再次开孔）→复核钻孔开孔方位及倾角（未完成钻孔不再复核）→二次钻进（未完成钻孔继续钻进）→拔钻（同时验收钻孔）→安设囊袋→注浆封闭钻孔。

1.准备工作

（1）配齐施工人员井下作业所必备的劳动防护用品。

（2）整理施工现场，安设打钻用风、水管路等打钻前准备工作。

（3）现场需配齐打钻及封孔所需物料，其中包括封孔胶、囊袋、封孔管、滤布，备用钻头等物料，并在开钻前物料运送到位。

（4）检查后路：打钻现场至-445水平运输大巷车场必须保证行人道畅通，以便发生突发事件时人员能够安全顺利撤出。

（5）打钻人员必须严格执行现场交接班制度，严禁擅自离岗，交接班时交接清楚上一班施工情况及存在问题，报表中必须清晰记录钻孔的见煤岩长度及异常情况。

（6）安全检查

检查钻机、钻具、机电设备完好情况;检查液压管路连接是否畅通、正确，检查油量、油压是否符合规定;检查各类操作手把是否到位。

检查灭火设施完好情况、便携仪吊挂位置、牌板、施工及测量工具是否齐全等。

检查压柱上方顶板情况，检查所用方木是否开裂，无法使用时要及时更换。

现场所有人员必须了解掌握该施工地点的正确避灾路线。

检验合格后，钻机接通风（水）源、电源进行试转。

2.移钻、定钻孔角度

根据防突细则要求使用开孔定向仪进行开孔定位，具体使用步骤如下：

（1）打开开关按钮进入菜单页面。

（2）进行仪器检测。

（3）仪器校准

点击进入地磁模式（在无磁环境下进行），静止一分钟左右，等待数据稳定下来后（陀螺仪显示为0）点击确定键完成校准。

（4）使用固定装置将开孔定向仪固定在钻杆上，完成钻孔开孔定位。

3.超前探钻孔施工

（1）开孔：

清理钻孔口影响钻进的物体，修平开孔处墙体，保证顺利开孔。

（2）钻进：

根据见岩或者出现瓦斯异常时，及时调节推进力及钻进速度，岩孔钻机推进压力控制在6Mpa以下。钻进3m时对停钻对钻孔方位、倾角进行复验。

（3）拔钻：

钻孔拔钻前，必须得到钻孔验收人员许可，拔钻后填写钻孔验收单，但钻孔见煤岩情况与设计相差较大时，与地测部联系进行补孔并测斜。

（4）封孔：

拔钻结束后，使用1个囊袋封孔器封孔，囊袋安设在距孔口约3m处，囊袋安设完毕后首先向囊袋注浆，注浆压力为1MPa，然后通过注浆管向钻孔内注膨胀水泥（比例为1：1），注浆压力不少于1MPa，稳压时间不少于3-5min，单孔注浆详见施工现场施工作业图版。注浆封孔时，安设一趟注浆返水管，返水管一头用滤布包裹，与囊袋平齐。

（二）施工钻孔安全措施

1.操作钻机人员必须做到持证上岗，否则不得参与操作施工。施工现场吊挂打钻施工管理牌版，写明当班安全负责人。施工人员熟知透水预兆、突出预兆、避灾线路。

2.钻机调整好打钻方位后，必须将柱头栓牢，并挂好防倒绳或将柱头用铁丝交替连接固定（在靠帮摆放及打钻期间都需挂防倒绳），要经常检查压机柱是否松动，发现问题及时处理。

3.钻探队每班打钻前要详细检查钻机固定情况，查看压车柱是否牢固，钻机有无损伤（螺丝、螺帽是否完整或松动），开关是否有失爆，手把是否灵活可靠，液压油及润滑油是否充足，如有问题立即进行处理，保证钻机安全运转。

4.打钻时，应严格遵循“开钻时，先供水后送电;停钻时，先停电后停水”的操作原则，避免因操作不当影响施工。

5.钻机开孔打进约3m后，再检查一次钻机是否安设牢固。一旦钻孔定位，必须保证钻机安设牢固，防止打钻过程中钻机跑偏。

6.安卸钻杆之前，必须先停止钻机，在确认钻机及立柱稳定后，方可安卸钻杆。

7.在安卸钻杆时，施工人员应站在钻杆两侧，不得正对钻杆。

8.打钻人员必须穿戴整齐，防止衣袖卷入钻机，安卸钻杆人员不得戴手套。

9.打钻时要严格按照设计参数进行施工，并做好施工记录，详细记录钻进过程中遇到的异常情况。

（三）注浆安全技术措施

1.注浆前检查，注浆泵是否完好，风、水管路是否畅通。

2.注浆管路连接部位必须使用配套同型号U型卡连接，不得采用其他物品替代。

3.浆液比例控制在1：1左右（膨胀水泥：水），浆液搅拌均匀，防止出现泥块，不得使用失效水泥。

4.注浆期间，若注浆泵堵塞，必须先停泵，然后泄压后方可对注浆泵进行维修。

5.注浆期间，注意观察套管及孔口附近漏浆情况，若出现孔口管外溢或围岩鼓起应立即停止注浆，并及时汇报值班人员，未得到明确指示前不得继续注浆。

6.钻孔注浆完毕后，需使用清水对注浆泵进行清洗，保证注浆泵腔内清洁，防止注浆泵堵塞。

7.注浆期间，地测部跟班人员与钻探队跟班人员必须现场进行注浆并填写记录。