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
①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；
②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）；
③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
④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；
⑤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。；
⑥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；
⑦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；
⑧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；
⑨计划每个钻孔冲出煤量为1吨。
⑩ 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：
⑴冲孔前，要先去掉钻孔内的封孔材料，保证钻孔畅通。
⑵冲孔前，可先安装钻杆钻头用静压水把钻孔预先疏通一次。
⑶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。
⑷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。
⑸冲孔时，钻机要保持转动，防止钻孔冲煤卡住钻杆。
⑹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。
⑺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。
⑻冲孔时，所有人员严禁在钻场内。
⑼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。
⑽拆接钻杆时，要防止钻杆滑落伤人。
⑾拆接钻杆时，严禁使用铁质物品敲击钻杆、钻具，防止产生火花，可使用铜锤。
⑿冲落的煤要及时装罐外运，防止堵塞钻场和巷道。
⒀一个孔冲完毕，移孔前，要进行冲孔确认，确保冲到煤孔眼底。
16）未尽事项严格按照打钻安全措施和打钻操作规程执行。