煤巷综掘打钻作业示范线成套技术

煤巷综掘打钻作业示范线成套技术

杨峰

淮河能源控股集团煤业公司顾桥煤矿，安徽淮南 232001

摘要：传统的打钻装备落后，安全管理难度大，为此我们研究实现了一套煤巷综掘打钻作业线成套技术，经过实践证明该套技术科学、可靠，易于安全管理。

关键词：综掘；打钻；示范线；技术

前言

顾桥矿煤巷掘进瓦斯治理措施采用前探钻孔+循环预测，过断层、预测指标超标或瓦斯涌出异常时施工局部措施钻孔，工作面回采前需施工两巷顺层钻孔抽采煤层瓦斯。以前，由于打钻装备落后及施工工序存在问题，打钻效率低、安全隐患多。

施工前探（局部措施）钻孔存在的问题：采用普通分体式钻机，挪移钻机时需2拆2安，前拉后撬或违章采用综掘机炮头运输，安全隐患大，工人劳动强度大；挪移钻机费时费力，打钻准备时间是打钻时间2～4倍。

施工两巷顺层钻孔存在的问题：打钻长期占道施工，掘进打运互相影响；工作面贯通后，顺层钻孔还未完工；工作面贯通后要进行安装，切眼向外200m范围轨、运顺无时间空间施工顺层钻孔，存在空白带；工作面回采时打钻，轨顺环境脏、温度高、出钻屑难，运顺施工顺层钻孔，粉尘串入工作面进风。

为提高煤巷迎头打钻效率，减少顺层钻孔施工与掘进打运互相影响，我矿在1621（1）轨顺建立煤巷综掘打钻作业示范线，形成迎头及顺层打钻与掘进配套作业的标准工序，取得了很好的效果。

1 钻孔设计及钻机装备

我矿1621（1）工作面标高-672.6～-708.1m，设计可采长度1150m，倾斜长度240m，煤层原始瓦斯压力0.20～0.40MPa，原始瓦斯含量4.0～5.0m3/t，处于无突出危险区。

轨顺设计116个顺层钻孔，孔深110m，运顺设计116个顺层钻孔，孔深125m，钻孔孔径120mm，终孔间距10m（构造带间距5m），前探钻孔设计61～91m，共计2个。

钻机全部采用西安或铁福来一体式轻型履带钻机，淘汰分体式ZDY3200钻机。

2 煤巷综掘打钻作业示范线标准

2.1前探（局部措施）钻孔打钻作业示范线标准

（1）巷道断面：掘进顺槽保证施工巷道净断面不低于5600mm×3400mm ，能满足综掘机和履带钻机之间挪移的有效间距。

（2）支护及管路安装：巷道支护及时，抽采管路（包括应急）和风水管路紧跟迎头。

（3）开钻准备：1个小班内具备开钻条件。包括：综掘机退至迎头＞10m，封迎脸、净底、打钻材料到位，履带钻机移至迎头等。

（4）快速打钻：迎头前探钻孔自开钻三个小班打完前探孔（孔数2个，孔深＞80m），局部措施钻孔自开钻五个小班施工完毕（孔数9个，孔深＞60m）。

（5）快速恢复进尺：钻孔施工完毕后，当班内履带钻机退至迎头50m外，综掘机移至迎头进尺。

2.2顺层钻孔打钻作业示范线标准

（1）掘进顺槽保证施工巷道净断面不低于5600mm×3400mm ，能满足行人进料与履带钻机之间的有效安全间距。

（2）无极绳机尾轮距离迎头距离≥200m且＜300范围，每旬延一次机尾轮，控制长度100m左右。

（3）顺层钻孔施工始终处于机尾轮与综掘机二运之间，避免占道施工互相影响。

（4）钻屑直接上皮带，安装过桥设置皮带机护栏，进入皮带机里侧时实现皮带、钻机两停电。

3 高效抽采成套技术

3.1一体式履带钻机施工、跟管钻进工艺保孔畅通

掘进工作面无极绳机尾轮以里布置一部ZDY4000L型一体式履带钻机紧跟工作面施工顺层抽采钻孔，采用大通径￠89肋骨钻杆施工，￠120开闭式钻头，实现跟管钻进，确保抽采、注水期间孔内畅通。优点：

1）实现钻机安全、快捷挪移，高效钻进，成孔率高。

2）避免钻孔施工与生产单位打运交叉作业。

3）工作面贯通前两巷顺层钻孔全部施工完毕，为工作面瓦斯治理、长时抽采创造条件。

3.2孔内：实现定段式封孔，确保封孔质量，提高抽采效果

顺层钻孔采用定段式封孔，将外口囊袋送至孔口往里3～8m处，避开巷道煤体松动范围，确保封孔严实（附图1）。

图1 顺层钻孔定段封孔示意图

3.3孔口：安装多功能短接，实现“一孔多用”

顺层钻孔封孔下套管时孔口套管加一个注水短接和2吋闸阀，实现注水、抽采两不误。安装2吋闸阀可实现单孔控抽，安设注水短接便于进行煤层注水，这样，既可满足瓦斯治理抽采需要，又可用于工作面回采时超前深孔注水，且注水期间不影响其他钻孔抽采，实现“一孔多用”。

3.4孔外：实现“气、水分离”，确保抽采连续

在抽采系统管路产生冷凝水或是注水孔恢复抽采时，在孔外抽采软管上设三通放水，做到“水走水路、气走气路”，实现气、水分离，确保积水放空、抽采连续。

3.5一次成巷，抽采管路紧跟掘进

瓦斯抽采、迎头应急抽采管路与风水管路平齐，由施工单位在煤巷掘进期间同步敷设，工作面贯通前全部延接到位，不再后续单独安装管路，大大节约工作面投产工期。

4 效果检验

1621（1）轨顺迎头布置一台一体式履带钻机（ZDY4500L）施工迎头前探及卸压钻孔，设计每茬2个前探钻孔（深度61～91m），实现在3小班施工完毕（含进、退钻机）,施工单位负责打钻，掘进实现月度单进260m。（见附表1）

附表1 每茬前探钻孔钻机形成与撤钻时间统计表

在1621（1）轨顺布置一台一体式履带钻机（ZDY4500L）施工顺层钻孔，台效3600m/月，实现工作面贯通，顺层钻孔施工完毕。

采用封孔、抽采成套技术，单孔抽采浓度在40%以上,百孔抽采纯量1.0m3/min以上，工作面预计2019年4月1日投产，钻孔最少抽采时间在60天以上，本煤层残余瓦斯含量不超过4m3/t，可确保工作面日产10000吨。

5 结论

建立“安全、高效、先进、集成”的煤巷综掘打钻示范作业线是实现快速掘进及工作面顺层钻孔高效抽采的有效手段。

参考文献：

[1]陈崇柱，潘光明，于吉峦，等.透巷道钻孔施工技术在煤矿安全生产中的应用[J].山东煤炭科技，2003（5）：3-4.

[2]米彦军.大口径透巷道排水钻孔施工技术研究[J].科技创新与应用，2014（27）：81-81.