《井下垂直下向钻孔穿强突煤层施工工法》在潘一矿东一11515煤层群高抽巷工程项目的应用情况如下:
1.工程概况
潘一矿11515煤层群高抽巷位于一水平东一采区,巷道标高-533.5~-575.5米,从B组抽采石门拨门向东施工,施工长度为1559.7米,巷道位于8煤上方20米处,根据原始资料8煤顶板砂岩含水层实际涌水量分析,预计最大涌水量可达到40立方米/小时,正常涌水量为10立方米/小时。钻孔将穿过高抽巷下部8、7、6、5、4-2、4-1煤,各煤层瓦斯含量及瓦斯压力见表9。
煤层 |
瓦斯含量(立方米/吨) |
瓦斯压力(兆帕) |
8 |
6~8 |
1.3 |
7 |
3.14 |
0.82 |
6 |
1.87 |
0.9 |
5 |
6.12 |
1.85 |
4-2 |
7.58 |
1.4 |
4-1 |
11.22 |
3.8 |
其中8、5、4煤属于强突出煤层。
巷道内原有两个从地面施工的勘探钻孔1和2号,1号孔深761.69米,到1煤底板以下50米;2号孔深689.70米,仅到4煤底板以下10米。需在已有1号和2号孔间补充11515-1和1151-2两个补勘钻孔对8煤以下的煤岩层进行精确勘探,以便准确掌握煤岩层情况,为采掘工作提供详细、准确的地质资料,11515-1和11515-2补勘钻孔设计孔深100,钻孔间距300米,11515工作面(设计)平面图如图8、11515煤层群高抽巷预想地质剖面图如图9、钻孔柱状图如图10所示。
2.施工准备
钻孔类型 |
钻机 |
钻杆 |
钻头 |
排屑方式 |
补勘钻孔 |
ZDY-3200S型钻机 |
ф73毫米光钻杆 |
ф94~133毫米复合片 |
压风排屑 |
空压机 |
功率(千瓦) |
流量(立方米/分钟) |
额定压力(兆帕) |
|
MLGF |
132 |
20 |
1.25 |
钻孔施工前,3寸风、水、排管路、调度电话安装到位;混凝土基础要符合要求;现场配备2台干粉灭火器和消防沙;连接防喷装置的抽采系统安全、可靠;瓦斯传感器等各种监测、监控、瓦斯电闭锁装置严格按要求安设,并保证准确、灵敏、可靠,瓦斯传感器悬挂在钻机回风侧5-10米范围内。
瓦斯传感器 |
报警点 |
断电点 |
复电点 |
断电范围 |
|
TI |
≥1%CH4 |
≥1.5%CH4 |
<%CH4 |
钻孔施工地点20米范围内及回风流中非本质安全型电气设备 |
3.现场实施
钻机就位后,将钻机进行固定,每班施工人员班中和接班时都要对地脚螺栓和液压单体的稳固进行检查,确保安全、可靠、有效。
钻孔采用中风压排渣钻进,先用ф133毫米金刚石复合片钻头钻进20米,然后下ф127毫米套管进行护孔,同时对钻孔进行全孔注浆封堵岩层裂隙,杜绝涌水和跨孔、塌孔对钻孔的影响,待水泥凝固48小时后再用ф94毫米高强度金刚石复合片钻头配合突出煤层安全钻进防喷装置穿强突煤层钻进成孔。
在穿煤过程中必须使用突出煤层安全钻进防喷装置,防喷装置与抽采系统连接,抽采系统形成的负压对孔内钻屑阻塞钻孔起到抑制作用同时对孔内瓦斯进行抽放,避免瓦斯超限和喷孔事故的发生。
钻孔在起钻后及时对钻孔进行测井、侧斜,在测井、侧斜过程中钻杆严禁转动。组合测井仪在下钻、提钻时速度要≤10厘米/秒;全方位钻孔测斜仪在预定测点要停留进行采样并按顺序详细记录测量结果。YHQ-XG全方位钻孔测斜仪校正技术数据见表12和表13。
测点 |
孔深 |
方位 |
倾角 |
备注 |
1 |
2.50 |
334.62 |
-89 |
╱ |
2 |
7.50 |
327.85 |
-88.83 |
╱ |
3 |
12.50 |
331.83 |
-87.98 |
╱ |
4 |
17.50 |
333.33 |
-87.38 |
╱ |
5 |
22.50 |
328.48 |
-87.55 |
╱ |
6 |
27.50 |
330.52 |
-87.28 |
╱ |
7 |
32.50 |
331.99 |
-87.14 |
╱ |
8 |
37.50 |
332.73 |
-86.62 |
╱ |
9 |
42.50 |
333.77 |
-87.07 |
╱ |
10 |
47.50 |
330.55 |
-86.89 |
╱ |
11 |
52.50 |
339.78 |
-86.74 |
╱ |
12 |
57.50 |
337.26 |
-86.9 |
╱ |
13 |
62.50 |
344.95 |
-86.93 |
╱ |
14 |
67.50 |
353.69 |
-86.16 |
╱ |
15 |
72.50 |
334.80 |
-86.39 |
╱ |
16 |
77.50 |
332.84 |
-87.96 |
╱ |
17 |
82.50 |
338.56 |
-87.26 |
╱ |
18 |
87.50 |
336.12 |
-86.63 |
╱ |
19 |
92.50 |
335.70 |
-86.50 |
╱ |
测点 |
孔深 |
方位 |
倾角 |
备注 |
1 |
2.5 |
337.95 |
-88.75 |
╱ |
2 |
7.5 |
338.76 |
-89.34 |
╱ |
3 |
12.5 |
341.25 |
-87.89 |
╱ |
4 |
17.5 |
339.31 |
-88.54 |
╱ |
5 |
22.5 |
338.13 |
-88.55 |
╱ |
6 |
27.5 |
239 |
-88.49 |
╱ |
7 |
32.5 |
336.69 |
-88.24 |
╱ |
8 |
37.5 |
340.66 |
-88.35 |
╱ |
9 |
42.5 |
339.74 |
-88.37 |
╱ |
10 |
47.5 |
338.39 |
-88.34 |
╱ |
11 |
52.5 |
339 |
-88.19 |
╱ |
12 |
57.5 |
340.3 |
-87.36 |
╱ |
13 |
62.5 |
339.83 |
-87.57 |
╱ |
工程11515-1钻孔于2009年10月12日开工至2009年10月27日11515-2钻孔结束,历时16天。从工程前期准备到竣工仅用了30天时间,两孔孔深分别达117米和106.4米,钻孔质量优良,数据采集达到要求。