CN104047609A - 一种急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法，该方法包括施钻扩孔、撤杆护壁、固定转向形成下煤通道的步骤，在所述的施钻扩孔步骤中，钻孔中的矸渣采用风动除渣，有效防止卡钻，护壁套筒采用2.5～3.0mm厚的铁皮加工制作，内径为480mm，长度与钻杆长度相适宜，接头处既可采用铁夹板（8mm钢板）配螺栓（M=16mm）连接固定，也可以采用榫口连接方式。该施工方法还包括在护壁套筒内嵌入一根孔径为450mm、长度为1.5m的钢筒，增加其抗冲击力强度，在通道内安设一根（φ15.5mm，长度为下煤通道长度的2倍）的钢丝绳，下段每隔10m固定一个绳卡，盘圈存放在机巷适当位置，上端连接固定在风巷专用绞车上，以备用于疏通处理下煤通道。

Description

一种急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔施工方法

技术领域

本发明涉及一种综采工作面开切眼先导钻孔施工技术，特别涉及一种用于急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法。

背景技术

随着矿井开采水平的不断延伸，地质条件和灾害日趋复杂，对于采用走向长壁后退式综合机械化采煤法的急倾斜煤层，开切眼安全施工常受地质构造复杂、煤层赋存条件差、瓦斯灾害严重等影响。传统开切眼施工是从下往上爆破施工小断面巷道贯通风巷，再从上往下爆破扩刷至所需断面，现场施工安全威胁大，且爆破多次震动对顶板支护产生不利影响，特别是是由下向上施工时，由于煤层松软且倾角较大，极易发生垮冒造成飞矸伤人事故，同时人员上下行走、运送材料不方便，劳动强度体力消耗比较大。采用传统方法施工开切眼已无法满足安全高效现代化矿井建设需求，开切眼施工思路和工艺迫切需要创新和改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法，采用钻机由下向上施钻成孔再逐级扩孔方式形成通道，以避免传统施工方式爆破人员进入通道内作业所带来的安全危险，解决急倾斜煤层开切眼施工易发生煤层垮冒、推底、飞矸伤人等问题，形成下煤通道便于后续开切眼安全快速施工。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔施工方法，包括以下步骤：

a.施钻扩孔：开切眼先导钻孔按煤层真倾斜方向设计，在机巷定好开孔位置并放线，采用钻机在机巷煤层顶板下方适当位置，沿切眼中心开孔施工，由下向上采用φ115mm钻头开孔并贯穿风巷形成初始通道，然后依次采用φ160mm、φ220mm、φ250mm、φ460mm、φ660mm钻头扩孔形成先导钻孔；

b.撤杆护壁：φ660mm钻头扩孔完成后，暂不回撤钻杆，在风巷将第一节护壁套筒用专用连接装置固定在钻头上，利用钻机回撤钻杆向下牵引护壁套筒，机巷每回撤一根钻杆，风巷就加一节护壁套筒，以此类推，直至护壁套筒穿过整个通道；

c.固定转向：护壁套筒最下方采用φ15.5mm的钢丝绳固定在机巷的钢梁上，再在护壁套筒下部安装转弯导管接至机巷胶带运输机上，安装完成后，即形成下煤通道。

采用前述方案的本发明，护壁套筒采用2.5～3.0mm厚的铁皮加工制作而成，内径为480mm，长度与钻杆长度相适宜，两节护壁套筒接头处既可采用铁夹板（8mm钢板）配螺栓（M=16mm）连接固定，也可以采用榫口连接方式。

在施钻扩孔步骤中，钻孔中的矸渣采用风动除渣，即以压风为动力带动钻杆转动，以利于排渣，防止采用水力除渣因压力不够或停水等原因造成矸渣膨胀堵塞钻杆，形成卡钻现象，减小松软煤层处垮孔几率。

本发明还包括为防止后续开切眼扩刷爆破冲击破坏护壁套筒导致不能下运煤矸，每次爆破前在护壁套筒内嵌入一根孔径为450mm、长度为1.5m的钢筒（采用6mm厚的钢板加工制作而成），以增加护壁套筒抗冲击力强度。开切眼扩刷前在通道内安设一根（φ15.5mm，长度为下煤通道长度的2倍）的钢丝绳，钢丝绳下段每隔10m固定一个绳卡，盘圈存放在机巷适当位置，上端连接固定在风巷专用绞车上，发生下煤通道堵塞时，利用绞车缓缓拖动钢丝绳来疏通下煤通道，或采用钻机钻杆钻进方式疏通。

本发明与现有技术相比的有益效果是，设备取材方便，采用钻机自主施工，安全性较高，成孔速度快，施工成本低，为后续开切眼施工工艺改革和安全快速掘进创造良好条件。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的护壁套筒结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2，一种急倾斜煤层综采工作面开切眼先导钻孔施工方法，包括以下步骤：

a.施钻扩孔：在机巷1定好开孔位置并放线，采用ZDY-6000S型钻机2在机巷1煤层顶板3下方适当位置，沿切眼中心开孔施工，由下向上采用φ115mm钻头开孔，若返渣过程中出现煤层顶板3或煤层底板4岩样，立即调整钻机2的角度或方位进行钻孔方位定位，贯穿风巷5后形成初始通道6，然后依次采用φ160mm、φ220mm、φ250mm、φ460mm、φ660mm钻头扩孔形成先导钻孔7；

b.撤杆护壁：先导钻孔7完成后，暂不回撤钻杆，在风巷5将第一节护壁套筒8用专用连接装置固定在钻头上，利用钻机2回撤钻杆向下牵引护壁套筒8，机巷1每回撤一根钻杆，风巷5就加一节护壁套筒8，两节护壁套筒接头处采用铁夹板（8mm钢板）配螺栓（M=16mm）连接固定，以此类推，直至护壁套筒8穿过整个通道；

c.固定转向：护壁套筒8最下方采用φ15.5mm的钢丝绳（或刮板输送机链条）固定在机巷1的钢梁上，再在护壁套筒8下部安装转弯导管9接至机巷1胶带运输机10上，安装完成后，即形成下煤通道。

在所述先导钻孔7形成后，在通道内安设一根φ15.5mm、长度为下煤通道长度2倍的钢丝绳，下段每隔10m固定一个绳卡，盘圈存放在机巷1适当位置，上端连接固定在风巷5专用绞车上，以利于及时处理通道堵塞。

以上虽结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (4)

1.一种急倾斜煤层综采工作面开切眼先导钻孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，施钻扩孔：在机巷（1）定好开孔位置并放线，采用钻机（2）在机巷（1）煤层顶板（3）下方适当位置，沿切眼中心开孔施工，由下向上采用φ115mm钻头开孔，若返渣过程中出现煤层顶板（3）或煤层底板（4）岩样，立即调整钻机（2）的角度或方位进行钻孔方位定位，贯穿风巷（5）后形成初始通道（6），然后依次采用φ160mm、φ220mm、φ250mm、φ460mm、φ660mm钻头扩孔形成先导钻孔（7）；第二步，撤杆护壁：先导钻孔（7）完成后，暂不回撤钻杆，在风巷（5）将第一节护壁套筒（8）用专用连接装置固定在钻头上，利用钻机（2）回撤钻杆向下牵引护壁套筒（8），机巷（1）每回撤一根钻杆，风巷（5）就加一节护壁套筒（8），两节护壁套筒接头处采用铁夹板（8mm钢板）配螺栓（M=16mm）连接固定，以此类推，直至护壁套筒（8）穿过整个通道；第三步，固定转向：护壁套筒（8）最下方采用φ15.5mm的钢丝绳（或刮板输送机链条）固定在机巷（1）的钢梁上，再在护壁套筒（8）下部安装转弯导管（9）接至机巷（1）胶带运输机（10）上，安装完成后，即形成下煤通道。

2.据权利要求1所述的急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法，其特征在于，优选的，在所述的施钻扩孔步骤中，包括：钻孔中的矸渣采用风动除渣，即以压风为动力带动钻杆转动，以利于排渣，防止采用水力除渣因压力不够或停水等原因造成矸渣膨胀堵塞钻杆，形成卡钻现象，减小松软煤层处垮孔几率。

3.根据权利要求1所述的急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法，其特征在于，护壁套筒（8）采用2.5～3.0mm厚的铁皮加工制作而成，内径为480mm，长度与钻杆长度相适宜，两节护壁套筒（8）接头处既可采用铁夹板（8mm钢板）配螺栓（M=16mm）连接固定，也可以采用榫口连接方式。

4.根据权利要求1所述的急倾斜综采工作面开切眼先导钻孔的施工方法，其特征在于，为防止后续开切眼扩刷爆破冲击破坏护壁套筒（8）导致不能下运煤矸，每次爆破前在护壁套筒（8）内嵌入一根孔径为450mm、长度为1.5m的钢筒（采用6mm厚的钢板加工制作而成），以增加护壁套筒（8）抗冲击力强度，开切眼扩刷前在通道内安设一根（φ15.5mm，长度为下煤通道长度的2倍）的钢丝绳，钢丝绳下段每隔10m固定一个绳卡，盘圈存放在机巷（1）适当位置，上端连接固定在风巷（5）专用绞车上，发生下煤通道堵塞时，利用绞车缓缓拖动钢丝绳来疏通下煤通道，或采用钻机（2）钻杆钻进方式疏通。