圓弧形三棱抽放鉆桿在大眾煤礦的應(yīng)用

1、圓弧形三棱抽放鉆桿在大眾煤礦的應(yīng)用摘要：大眾礦屬煤與瓦斯突出礦井，典型的三軟”煤層，煤層瓦斯含量高。工作面在回采過程中，因煤體瓦斯抽排效果不好導(dǎo)致工作面、回風(fēng)流及采面上隅角瓦斯經(jīng)常超限，造成正常采煤頻繁停止，對產(chǎn)量限制極大。而煤體瓦斯釋放效果不好的原因之一是本煤層瓦斯抽放鉆孔打不深，鉆孔密度小，工作面沿走向中部煤體內(nèi)存在鉆孔空白帶，瓦斯得不到有效抽排，對安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。結(jié)合大眾礦現(xiàn)階段瓦斯抽放情況，選用圓弧形三棱抽放鉆桿，對該礦本煤層瓦斯實施鉆孔抽放，有效地解決了鉆孔成型淺，抽放效果不好的問題，取得了良好效果。關(guān)鍵詞：圓弧形三棱抽放鉆桿在大眾煤礦的應(yīng)用1概述大眾礦屬煤與瓦斯突出礦井，典型

2、的三軟”煤層，煤層瓦斯含量高。工作面在回采過程中，因煤體瓦斯抽排效果不好導(dǎo)致工作面、回風(fēng)流及采面上隅角瓦斯經(jīng)常超限，造成正常采煤頻繁停止，對產(chǎn)量限制極大。而煤體瓦斯釋放效果不好的原因之一是本煤層瓦斯抽放鉆孔打不深，鉆孔密度小，工作面沿走向中部煤體內(nèi)存在鉆孔空白帶，瓦斯得不到有效抽排，對安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。結(jié)合大眾礦現(xiàn)階段瓦斯抽放情況，選用圓弧形三棱抽放鉆桿，對該礦本煤層瓦斯實施鉆孔抽放，有效地解決了鉆孔成型淺，抽放效果不好的問題，取得了良好效果。2礦井概況大眾礦為煤與瓦斯突出礦井，現(xiàn)開采的二1煤層，煤層賦存比較穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造中等。煤種類型為瘦煤，煤塵無爆炸性，不易自燃煤層，瓦斯含量高，中國礦

3、業(yè)大學(xué)對我礦進(jìn)行了-500m以上水平二1煤層瓦斯參數(shù)研究，測定二1煤層瓦斯含量分別為7.543m3/t8.045m3/t,平均含量為7.794m3/t,透氣性系數(shù)為0.02-0.035m2/(MPa2.d),瓦斯解析指標(biāo)K1值為0.35mL/(min0.5g)；堅固性系數(shù)平均值f=0.279,瓦斯放散初速度平均值厶P=19.377mmHg,煤樣的吸附常數(shù)a=33.21m3/t,b=1.30MPa-1，煤的孔隙率平均值為5.443%，瓦斯壓力為0.40MPa、0.50MPa、0.37Mpa。3本煤層瓦斯抽放鉆孔施工工藝大眾礦屬高瓦斯突出礦井，每個回采工作面在回采前必須先施工本煤層抽放鉆孔。本煤層

4、抽放鉆孔施工所采用的鉆機(jī)為ZY-650型，配備普通圓鉆桿，每根鉆桿長度為0.8m，鉆桿連接采用錐形絲扣擰接，鉆頭選用與鉆桿徑相配的金剛石鉆頭，煤巷采用風(fēng)力排粉，巖巷采用水排粉。4鉆孔成型淺的原因鉆孔排粉不暢通。大量切割下的和噴孔產(chǎn)生的煤粉不能及時被排到孔外而積壓在孔內(nèi)，造成壓鉆、卡鉆等異常現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆孔施工速度慢、打不深，鉆桿被壓在孔內(nèi)，丟失嚴(yán)重。鉆孔偏斜。在薄煤層及煤層頂板有起伏的區(qū)域內(nèi)施工鉆孔，要求鉆孔直線性要好，否則鉆孔打不到預(yù)計深度就遇見頂?shù)装宥K孔。鉆桿摩擦力大。鉆桿摩擦力增大導(dǎo)致鉆機(jī)負(fù)荷升高和鉆進(jìn)緩慢，鉆孔越長鉆機(jī)負(fù)荷增加越快，負(fù)荷達(dá)到一定程度就會造成壓鉆。5鉆桿選型與現(xiàn)場施工(1

5、)鉆桿選型。為了解決抽排鉆孔打不深問題，大眾礦進(jìn)行了多年的現(xiàn)場試驗和研究摸索，最后找到適合大眾礦煤層特點使用的圓弧形三棱鉆桿。該型鉆桿利用了三角形穩(wěn)定性好和弧形鉆桿摩擦力小的優(yōu)點，鉆桿的三面結(jié)合處為弧形結(jié)構(gòu)，相鄰圓弧的終點采取直線連接，鉆桿體上的圓弧面位于以鉆桿體中心軸線為中心的同一個圓周面上，鉆桿體的橫截面圓弧形的弧線長度大于鉆機(jī)卡瓦之間張開的間隙，小于鉆機(jī)卡瓦的弧線寬度。3個平面在旋轉(zhuǎn)時形成3個排粉通道，更利于風(fēng)力強(qiáng)排煤粉?？古で涂箯澢芰?qiáng)，鉆孔直線性好，可用于軟煤層高瓦斯地質(zhì)條件的瓦斯抽放鉆孔施工(鉆桿對比見下圖所示)。普通圓鉆桿三棱鉆桿(2)現(xiàn)場施工。大眾礦在制定了詳盡的措施后，使

6、用圓弧形三棱鉆桿在12051上、下施工本煤層抽排鉆孔。該工作面位于礦井12采區(qū)，瓦斯壓力大，瓦斯含量高。使用三棱鉆桿前該工作面使用普通圓鉆桿，鉆孔深度淺；使用三棱鉆桿后，鉆孔深度可達(dá)80米，現(xiàn)場實施效果非常明顯。6效果分析(1)三棱鉆桿可以提高鉆進(jìn)深度，使用同樣的鉆機(jī)用其它鉆桿只能鉆進(jìn)50米，而用三棱鉆桿可鉆進(jìn)80米，鉆孔深度大幅提高。比原來施工最深孔50m提高60%。利于排粉，擴(kuò)大了排出煤粉和瓦斯的通道，輔以鉆桿的攪動揚(yáng)渣作用，使煤粉和瓦斯順利排出，每米排粉量在23-35kg,增加45%左右。(3)鉆孔事故率下降。不易發(fā)生脫扣、斷桿、滑絲，在鉆孔內(nèi)不易發(fā)生丟落鉆桿現(xiàn)象。三棱鉆桿成孔質(zhì)量好，不易塌孔，利于封孔和瓦斯抽放。三棱鉆桿在打鉆過程中不易彎曲，利于按設(shè)計的方位和角度進(jìn)行施工。杜絕了工作面瓦斯超限。由于瓦斯超限的停機(jī)次數(shù)明顯減少，工作面