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筛孔管护孔技术在松软煤层瓦斯抽采中的应用

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两组钻孔 的瓦斯浓度随时问变化 ， 如 图５ 所示。
两组不同下筛管 工艺 抽采效果对 比
Ｆ 翻
Ｉ ±
茔 三 塑１
为７ ５ ｍ 整体式瓦斯抽放筛 管抵 至钻 头处 ， 将钻头一字形复合片 切 削片抵开 ， 使 塑料棒带护孔管从钻头 内部穿 出下入孑 Ｌ 底或接
近孔底 ， 同时孔 底筛管固定装置 的“ 爪子” 张开 ， 固定于孔壁上 。
钻孔预抽 达标 时间见表２ ， 其 中预抽率按照３ ０ ％为达标界 限。 从 表２ 可 以看出 ， 下筛 管的深度越 长 ， 钻孔 预抽达标 时间就越短 ， 在同一钻 孔控制 范围内 ， 预抽率达 Ｎ３ ｏ ％， ２ Ｏ 吁Ｌ 需要预抽５ ６ ｄ ， 而４ Ｏ 吁Ｌ 则需要３ ０ ｄ 即可 ， 预抽时问减少 了２ ６ ｄ 。
４ ． １ 增 加 了下 筛管 的 深度 ， 提高 钻 孔 下筛 管 的成 功 率
筛孑 Ｌ 管护孔技术通过在首山一矿的应用 ， 证 明通过钻杆 内
３ ０ 个钻孔 ， 共 计施 － １ ２ ６ ０ 个。 第一组 ３ ０ 个 钻孔采用 传统下筛管工
艺封孔 ，即钻杆退出后再下筛管封孔 ， １ ３ 个钻孔下 筛管深度超
企 业 技 术 开 发
２ ０ １ ５ 年６ 月
２ 钻杆内下筛孔管护孔工艺
传统 的钻孔封孔下筛管工艺为钻孔成孔后退 出钻杆 ， 再下 入封孔筛管 ， 而钻杆 内下筛孔管护孔工艺则是在钻孔施工成孔
后， 不退出钻具 的前提下 ， 直接下放 筛管 。 即从钻杆尾部向钻扦 杆体 内下顶端 安装３ ０ ０ ｍｍ长的孔底筛 管 固定 装置 ， 后接长度
表 ２不 同 下筛 管 深度 钻 孔 瓦斯 流 量随 抽 采 时 间变 化及 单 孔预 抽达 标 时 间
３ 筛孔管护孔技术在首山一矿的应用
３ ． １ 瓦斯抽采钻孔施工参数布置
本 次筛孔管护孔技术 在首山一矿 己１ ５ — １ ２ ０ ５ ０ 风巷 （ 外段 ）
进行试验 。平宝公 司首山一矿 己１ ５ — １ ２ ０ ５ ０ 采面位于 己二采 区东
下筛管 工艺能够解决 瓦斯抽放筛管从 钻孔 内下 至孔 底这一难
题， 实现 了钻孔 “ 打多深 、 管多 深 、 抽 多深” ， 筛管护 孔的下管深 度平 均达到孔深 的９ ０ ％以上 ， 提高 钻孔下 筛管成 功率 ； 而传 统
过５ Ｏ ｍ， ｌ ７ 个钻孔下筛管深度小于５ ０ ｍ； 第二组施 ３ ２ ３ ０ 个钻孔 ，
０ ｉ ｕ １ ｂ ２ ０ ２ ０ ３ ０ ３ ｂ ４ ０ ４ ０ ５ ０
抽采时间／ ｄ
然后退钻洗孔 ， “ 降转速” ， 调节 动力头 马达 的排量 ， 将转速 降至最低 ， 开始旋转退钻杆 ， 并压风排粉 ， 将孔 内钻屑尽可能冲 洗干净 。 当钻头快 到孔 口时 ， 停 止旋转 ， 避免横 梁被折断 ， 继续
４ ２ ０． １ ２ ０ ． １ ０ ． Ｏ ７ Ｏ ． Ｏ ６ Ｏ． ０５ ０ ． ０ ５ Ｏ． ０ ７ ７ ５ ０ ． １ ７ Ｏ ． １ ６ ０ ． １ ６ ０ ． １ ５ ０． １ ４ ０ ． １ ３ ０． １ ３
孔 间距 为２ ． ４ ｍ， 钻孑 Ｌ 水平 角０。 （ 垂 直于巷道煤壁 ） ， 垂直角为平
翼上部第三个 区段 芝 赫末 苯基 ， 采面设计走向长Ｉ ５ ４ ６ ｍ， 设计采长２ １ ２ ． ４ ｍ，
采 面 回采 己１ ５ 煤层 ， 煤层埋 深７ ４ ４ ． ２ ～ ７ ９ ７ ． ８ ｍ。 己１ ５ 煤 层 平均 厚度： ３ ． ５ ｍ， 瓦斯 压力 ： ０ ． ８ １ ～ １ ． ５ ＭＰ ａ ， 瓦斯 含量 ： １ ０ ． ６ ｍ３ Ｒ 。 己 １ ５ — １ ２ ０ ５ ０ Ｊ ￣巷（ 外段 ） 标高为 ： 一 ６ ３ ８ ． ７ —６ ５ １ ． ７ ｍ， 长度为 ： １ １ ０ ０ ｍ。 己１ ５ — １ ２ ０ ５ ０ 风巷 （ 外段 ） 钻孔设计深 度７ ５ ｍ， 孔径 为１ １ ３ ｍｍ， 钻
∞ 瓶 ∞ 衢 ∞ 坛 坩
筛 管
２ ４ ｏ
兰 塑 堕 量 ： ：
单 孑 Ｌ 平需 要 抽
１ Ｏ Ｏ １ ８ ７ ５ ６ ３ ０
孔号 深度 抽采 抽采 抽采 抽采 抽采 抽 采 单孔 均 日抽 采 时间 （ ｍ） ５ ｄ １ ０ｄ １ ５ ｄ ２ ０ ｄ ２ ５ ｄ ３ ０ｄ 平均 采量（ ｍ ’ （ ｄ ）
为钻杆内下筛孔 管护孔工艺 ， ２ ７ 个钻孔实现全程下筛 管 ， ７ ５ ｍ，
３ 个钻孔下筛管深度为７ ０ ｍ。在对 比的两组 钻孔 瓦斯抽采效果 跟踪检验期末 ， 第一组钻孔瓦斯抽采管路 的平均瓦斯体积分数
为１ ３ ％， 平均纯流量约 １ ． ６ ８ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ， 第二组钻孔瓦斯抽采管路的 平均瓦斯体积分数为３ ０ ％， 平 均纯 流量 约１ ． ７ ４ ｍ］ ／ ｍｉ ｎ 。 第二组钻 孔 的瓦斯抽采体积分数 比第一组提 高了１ ７ ％。 两组钻孑 Ｌ 的瓦斯
行 于煤层顶板施 工。
注： 单孔 布置范 围内瓦斯 总量均 为１ ８ ５ ８ ６ ； 单孔需抽采瓦斯量均为５ ５ ７ ６ 。
３ ． ２ 筛孔管护孔下放工艺的应用效果考察
３ ． ２ ． １ 两组 不 同下 筛 管 工 艺 抽 采 效 果 对 比
４ 结
语
己１ ５ — １ ２ ０ ５ ０ 风巷 （ 外段 ） 考察钻 孔分 两组施 工 ， 每组 施工
退钻 ， 直至完全起 出钻杆 。
图５两组钻孔的瓦斯浓度随时 间变化图
３ ． ２ ． ２ 不同下筛管深度抽采效果对 比 选取第一组 的２ Ｏ 钻孔和第二 组的４ Ｏ 钻 中３ ２ ｍｍ 筛管长度４ ２ ｍ， ４ Ｏ 吁Ｌ 下 中３ ２ ｍ ｍ 筛管长度７ ５ ｍ， ２ 个钻孔瓦斯抽采流量随抽采时间的变化和２ 个

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极度松软煤层掘进工作面煤与瓦斯突出防治技术的与应用

极度松软煤层掘进工作面煤与瓦斯突出防治技术的与应用

2012.No7提 要　通过对首山一矿己15—12010机巷掘进工作面的瓦斯地质分析，提出了高压磨料射流割缝技术与钻孔瓦斯排放相结合的综合防突技术措施，提出从点到线、从线到面、从而构成立体的卸压理念，大大提高了突出危险掘进工作面的掘进速度。

关键词　掘进工作面　防突技术　综合治理1 前言首山一矿是由平煤集团与上海宝钢集团合资组建的河南平宝煤业有限公司，2004年8月正式施工，矿井设计生产能力240万t/a。

属于煤与瓦斯突出矿井，其首采的己15煤层松软，透气性差，瓦斯含量大。

从工作面前期200m掘进情况看，时常出现有夹钻、顶钻、喷孔、响煤炮等突出预兆，且效检超标累计4次，其中qmax值为12L/min，Smax值为8kg/m。

该掘进工作面的特点：（1）工作面瓦斯含量、瓦斯压力大，煤层全部为构造煤构成，突出危险性大。

（2）工作面顶板破碎，应力集中。

（3）是瓦斯排放效果差。

（4）防突措施施工困难，管理难度大。

为实现安全生产，提高掘进速度，决定采取的措施是：（1） 研究工作面防突措施、钻孔布置及施工工艺。

（2）采取钻孔高压磨料射流割缝技术。

（3）加强支护，减少掘进工作面前方应力集中影响。

2 工作面概况己15—12010工作面机巷位于首山一矿己二采区上部，西邻-600m轨道石门，东至高沟逆断层附近，北面紧邻白石山背斜，南面尚未开采。

工作面走向长1186m，标高为-600～-606m。

巷道沿己15煤层顶板掘进，煤层平均厚度3.5 m，倾角为0～11°。

煤层瓦斯压力1.4MPa，瓦斯含量10.5m3/t，煤层硬度系数0.3，透气性系数0.871m2/MPa2瞭d。

该工作面位于白石山背斜南翼，紧邻白石山背斜，直接顶板为1.8～3.5m泥岩，具滑面，易离层脱落。

基本顶为7.7～14.2m中粒砂岩。

直接底板为泥岩、砂质泥岩，厚度8.5～13m。

断层较为发育，层落差0.3～2.2m居多，多为正断层。

工作面应力集中，煤层赋存不稳定，煤体破碎、松软，瓦斯含量较大，属高地应力工作面。

顺层钻孔下筛管技术在八矿戊组煤的应用

顺层钻孔下筛管技术在八矿戊组煤的应用

顺层钻孔下筛管技术在八矿戊组煤的应用摘要:为了解决松软低透气性煤层顺层钻孔塌孔难题，八矿在戊9.10-12080机巷进行了顺层钻孔下筛管高效抽采瓦斯技术试验。

通过对比下筛管本煤层顺层钻孔和传统本煤层顺层钻孔的抽采浓度、抽采纯量数据，采用下筛管技术的单孔瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量比对比孔提高1倍以上，由钻孔塌孔引起的瓦斯抽采困难、浓度低的问题得到治理，瓦斯浓度和纯量显著提高。

确保了矿井安全高效生产。

关键词：煤与瓦斯突出;松软低透气性煤层;瓦斯抽采;筛管;顺层钻孔;抽采浓度八矿戊组煤层普遍存在煤层松软、地质构造多，瓦斯压力增大等问题，使用传统的瓦斯抽采钻孔施工过程中，钻机受松软煤层影响，易塌孔，排渣困难，喷孔、塌孔现象突出。

为了解决这一难题，在戊9.10-14160机巷试验了顺层钻孔钻孔护壁技术，该技术是防止松软煤层抽采钻孔塌孔的有效手段。

当前，护孔装置及方法有多种形式。

目前筛管护孔技术具有施工工艺简单，经济投入少，护孔效果好等优点。

1巷道概况戊9.10-12080工作面位于戊二下延采区，西部为新西二风井保护煤柱，东至采区下山，北临戊9.10-12121采面，南邻戊9.10-12101采面。

根据钻孔及相邻采面揭露戊9.10煤层资料，该采面煤厚在4.0～4.8米左右，平均按4.2米，构造区域有变薄情况。

煤层倾角平均为11°。

等高线总体趋势平稳，该煤层为半光亮至半暗型煤。

工作面标高为-372～-423.2米,地面标高+120～170米，埋深492～543.2米。

2技术原理及试验装备2.1技术原理顺层钻孔下筛管高效抽采瓦斯技术原理为利用ZDY系列全液压坑道钻机，配套大通孔宽翼片螺旋钻杆和内芯可开闭型PGC钻头，采用中风压回转钻进成孔。

成孔后不提钻，从大通孔宽叶片螺旋钻杆内部下入带有筛眼的PVC抽放管，利用孔底悬挂装置进行固定，然后起出钻杆，将PVC抽放护孔筛管留置在孔内，形成永久瓦斯抽采通道。

2.2试验装备2.2.1钻机根据实验要求，结合施工地点地质条件，本次戊9.10-12080机巷打钻选用ZDY3200S 型钻机。

封孔堵漏新技术在提高瓦斯抽采效果中的应用

封孔堵漏新技术在提高瓦斯抽采效果中的应用


收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ４— ０ ３
作者简介 ： 靳玉平 （ １ ９ ６ ３ 一） ， 男， 河南焦作 人 ， 助理 工程师 ， 从 事“ 一
通三防” 管 理工 作 ， 现 任 赵 固二 矿 通 风 区 区长 。
・
１１ ４・
２ ０ １ ３年 第 ７期
靳玉 平 ， 等： 封 孔堵 漏新 技术 在提 高 瓦斯抽 采效 果 中的应 用
经 过 该矿 抽 放 队 实 际操 作 ， 堵 漏 前所 有 钻 孑 Ｌ 瓦 斯浓 度 均 为 ０ ， 堵 漏 后各 孔 抽 采 浓 度 有不 同程 度地
塑管 作为 封孔 管二 次封 孔 ， 封孔 长 度 由原 来 的 １ ２ ｍ 增加 到 １ ５ ｍ。为 了验证 处 理 效果 ， 选取 １ ４ １ ２ １ 运 输 巷 内单孔 抽 采 浓 度 为 ０—３ ％、 漏 气 比较 严 重 的 ｌ ０ 个抽 采孔 进行 试验 ， 测试 结 果见 表 １ 。
巷道 所在 的二 煤 层 ， 平 均厚 ６ ｍ， 倾角 １ ２ 。 ， 直 接 顶 为粉 砂 岩 ， 厚３ ． ０ １ ｍ； 基 本顶 为砂 岩 ， 厚 １ ８ ． ４ ｍ。 １ ４ １ ４ １ 运输巷实测煤层 瓦斯含量 １ ９ ． １ ７ ｍ ／ ｔ ， 实 测 煤层 瓦斯 压力 １ ． ０ ７ ＭＰ ａ 。１ ４ １ ４ １准备 回采 面采 用顺 层钻 孔 预抽 回采 区域 煤 层 瓦 斯 的 防 突措 施 ， 钻孔 布 置如 图 １所示 。该 矿 现 采 用 发 泡 聚合 材 料 封 孔 ， 封 孔 长度 ３～ ５ ｍ， 封 孔 深度 １ ３ ｍ。
２ ． ５ ２倍 和 ２ ． ２ ５倍 。
关键词 ： 封孔堵漏新技术 ｉ 抽采 钻孔 ； “ 三步走”
松软、低透气及底板易变形煤层瓦斯治理实践

松软、低透气及底板易变形煤层瓦斯治理实践

松软、低透气及底板易变形煤层瓦斯治理实践铁煤集团小青煤矿15煤层煤质软，透气性低，底板易变形。

软煤在巷道掘进过程中容易剥落，导致瓦斯超限事故;在施工和抽采过程中，钻孔遇到软煤，导致抽采效果差;煤层底板遇水变形后，闭壁出现裂缝，存在漏风、喷井的隐患。

针对上述问题，小青煤矿研究并提出了15煤层瓦斯治理的综合措施，取得了良好的效果。

标签：软煤层;瓦斯抽采;钻孔施工;技术实践一、15煤层工程概况小青煤矿隶属于铁煤集团，核定生产能力1.2Mt/a，主要开采4#、7#、15#煤层，属于高瓦斯矿井。

15煤层煤厚1.07～1.84m，平均1.36m，全区可采。

一般含夹石1～2层，局部3～4层，夹石厚度在0.30m以下，结构属较简单—复杂。

煤层直接顶板为K2灰岩，厚度9m左右。

伪顶为泥岩、砂质泥岩，偶为粉砂岩。

底板以黑灰色泥岩、铝土质泥岩为主。

煤层在局部地段存在煤质变松软现象，变松软厚度0.20～0.80m。

原始瓦斯含量6.23～7.15m3/t，瓦斯压力0.25～0.42MPa，透气性系数为1.01～2.05m2/（MPa2·d），平均1.53m2/MPa2·d）;钻孔瓦斯流量衰减系数为0.040～0.101d-1，平均0.071d-1，属较难抽放—可以抽放煤层。

二、15煤层掘进巷道遇松软煤层瓦斯治理为防止因软煤片帮出现的瓦斯超限事故，需从两方面着手解决，一方面是减少软煤层中瓦斯含量，另一方面是预防煤体片帮。

1、松软煤层施工瓦斯排放钻孔掘进区域经过有效预抽后，在掘进巷道遇软煤期间，应补充施工瓦斯排放钻孔，减少软煤中瓦斯含量。

瓦斯排放钻孔的效果是否明显，取决于钻孔孔径和钻孔有效影响半径，钻孔直径越大，其有效影响半径越大，排放瓦斯能力越强。

通常钻孔有效影响半径为钻孔直径的4～5倍，当钻孔孔径为75mm时，有效影响半径0.4～0.5m。

钻孔施工长度一般为10m。

如图1示，矿井在生产实践过程中软煤层内瓦斯排放钻孔直径75mm，钻孔布置间排距0.4m，钻孔深度10m，排放时间不少于4h。