水力冲孔.doc

安阳市大众煤矿矿井通风系统优化报告水力冲孔实验根照矿井瓦斯治理规划,11采区采用穿层钻孔预抽煤层条带瓦斯措施,几个月来测量出的数据显示,11011底板抽放巷钻场内钻孔中的浓度远远达不到预期的浓度,主要原因是煤层透气性差,通过实验研究提出了水力冲孔的施工要领、水力冲孔及其消突机理，研究表明，采用底板岩巷穿层钻孔与水力冲孔区域消突措施，可有效的消除突出应力，大幅度的增加煤层的透气性，保障了工作面的安全高效回采。为此，由大众煤矿各部室区队有关人员组成研究小组，于2010年7月对大众煤矿11011下顺槽底板抽放巷进行水力冲孔实验。一、水力冲孔钻孔设计1、水力冲孔工艺提前焊接好喷嘴。将喷嘴焊在钻杆上做成割刀，向孔内装杆在最前方；冲孔时至少应有四人施工，1人操作高压水阀及换杆；1人负责用管钳转动钻杆进行装杆；1人负责清煤；1人观察孔口情况（并协助装杆）；在岩孔内装杆须用静压水，钻杆接头间隙用棉纱封闭严密，拧紧装至见煤位置时，去掉钻杆上的静压水管，换成高压水管连接到钻机上，打开高压注水泵缓慢升高压力，向冲孔位置输送高压水；打开钻场外高压控制阀门向钻孔供水，水压缓慢升高，不得大于22MPa，一般为20MPa。；开始冲煤孔第1根钻杆时，应缓慢推进，并保持较长时间（至少30分钟），直至钻孔排水顺畅，水色较清，无明显煤（岩）粉冲出时，再装下一杆； 装杆时，首先关闭高压水阀门，接着打开卸压阀，待钻杆内水压完全卸载之后（目视卸压阀出水流不急），用棉纱封闭钻杆接头间隙后接杆并拧紧；在冲孔过程中，以保持水流正常为准。若发现钻孔不出水，要立即停止推进，回撤钻杆，并来回推进几次，待水流正常时再缓慢冲孔；计划每个钻孔冲出煤量为1吨。 水力冲刷施工工艺见下图1冲刷钻孔 2冲刷水枪 3钻机 4高压胶管 5高压水泵 6水管 7水车2、实验钻场的确定根据大众煤矿11011下顺槽底板抽放巷的具体情况选择实验钻场： 11011底板抽放巷1号钻场位于11011下顺槽底板瓦斯抽放巷内部，距底板抽放巷巷道开口的距离为100m，钻场距煤层底板法线距离为17.7m，距11011下顺槽上帮水平距离为20m，标高为-240m，钻场周围岩层为砂岩，中等坚硬；地质构造复杂程度中等。 根据1号钻场施工的穿层钻孔情况及对钻孔内瓦斯参数的测定，为了提高瓦斯抽放和区域消突效果，采取水力冲孔措施，增大控制煤层的范围，增加煤层透气性。3、钻孔布置在11011下底板抽放巷1号钻场内重新施工9个实验钻孔，具体布置如下图：4、组织措施成立1号钻场水力冲孔领导小组，负责水力冲孔的领导和技术指导工作，领导小组成员要现场跟班，确保安全完成水力冲孔任务。组 长：孙云虎、王大庆成 员：秦来昌、孙世金、向昌正、徐学伏、路桂林、郝新周李跃华、路东城、王子光、申光明、程喜林4、冲孔措施1）抽放队负责关闭1号钻场的瓦斯抽放控制阀门，撤掉钻孔内支管和钻场抽放措施，并按钻孔设计打冲孔钻孔。2）通风区保证在冲孔过程中风筒正常通风。3）抽放队负责在风门外风机后10m处安设高压注水泵和水箱，注水泵与钻场之间用高压铁管（或高压胶管）联接；4）钻场口上方悬挂瓦斯便携仪5）冲孔前检查高压注水泵、高压铁管、高压胶管是否破损、漏水，管路接头是否严密；6）冲孔前需先按设计施工冲孔钻孔，冲孔钻孔采用直径为75 mm钻头，每打完一个孔，即用黄土封住，封孔长度不少于300mm，全部打完冲孔钻孔后，开始准备冲孔。7）冲孔时至少应有四人施工，1人操作高压水阀及换杆；1人负责用管钳转动钻杆进行装杆；1人负责清煤；1人观察孔口情况（并协助装杆）。8）提前焊接好喷嘴。将喷嘴焊在钻杆上做成割刀，向孔内装杆在最前方；9）在岩孔内装杆须用静压水，钻杆接头间隙用棉纱封闭严密，拧紧；10）装至见煤位置时，去掉钻杆上的静压水管，换成高压水管连接到钻机上，打开高压注水泵缓慢升高压力，向冲孔位置输送高压水。11）打开钻场内高压控制阀门向钻孔供水，水压缓慢升高，不得大于22MPa，一般为20MPa。；12）开始冲煤孔第1根钻杆时，应缓慢推进，并保持较长时间（至少30分钟） ，直至钻孔排水顺畅，水色较清，无明显煤（岩）粉冲出时，再装下一杆；13）装杆时，首先关闭高压水阀门，接着打开卸压阀，待钻杆内水压完全卸载之后（目视卸压阀出水流不急），用棉纱封闭钻杆接头间隙后接杆并拧紧；14）在冲孔过程中，以保持水流正常为准。若发现钻孔不出水，要立即停止推进，回撤钻杆，并来回推进几次，待水流正常时再缓慢冲孔。15）冲孔时的注意事项：冲孔前，要先去掉钻孔内的封孔材料，保证钻孔畅通。冲孔前，可先安装钻杆钻头用静压水把钻孔预先疏通一次。冲孔时，因水压较大，接撤钻杆时，一定要关闭控制阀门，待水压完全卸压后，再接撤钻杆。每接一根钻杆，一定要用棉纱（或麻丝）缠入钻杆接头并拧紧，防止漏水。否则，水压达不到，冲孔效果差，还容易掉入钻杆。冲孔时，钻机要保持转动，防止钻孔冲煤卡住钻杆。冲孔时，若孔口瓦斯浓度升高，发现超限（0.8%）时，要回转钻杆，停止冲孔，待瓦斯浓度降到规定以下（0.8%）时，方可继续冲孔。冲孔时，若发生喷孔、卡钻等动力现象，要及时停止冲孔，撤出人员，汇报矿调度室和主管领导。采取措施，进行处理。冲孔时，所有人员严禁在钻场内。冲孔采用卧式钻机，操作台和开关要在钻场外的上风流中，距离冲孔位置至少5米。拆接钻杆时，要防止钻杆滑