CN111456731A - 瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，包括的施工步骤如下：工艺从准备、开孔、钻进、退钻和封孔，通过变孔径、排净渣、换介质、管到底的方式，实现孔内排渣排气通道畅通减少喷孔。本发明瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，通过钻孔结构、排渣方式、封孔方式导等的改变，保持了钻孔排渣和通气通道的畅通，能有效的防范钻孔因堵塞形成压力气室造成的喷孔事故。对于透气性好、放散初速度快的高瓦斯松软煤层有较好的防喷效应；通过增加一路抽采骨架筛管，避免钻孔施工完毕后煤层坍塌堵塞瓦斯释放通道，保证了瓦斯抽采的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及瓦斯灾害治理钻孔施工技术，具体的说，是涉及一种瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法。
背景技术
煤矿井下煤层开采面临着不同程度的瓦斯灾害威胁，需要施工大量的钻孔对瓦斯进行提前抽采，消除灾害威胁。常规穿层钻孔在高瓦斯松软煤层区域施工时大量煤粉在钻杆螺纹处堆积堵孔，孔内形成气室，特别是在有粘性地质层位施工时大量粘性地质体和水存于钻杆螺旋间隙中，当更换压风施工时大量的干煤粉粘在钻杆上极易造成堵孔，钻孔穿煤时释放大量瓦斯无法及时排出，在钻孔内形成压力气室，达到一定压力后一次喷出形成喷空，造成大量瓦斯泄露到巷道中，严重时喷出的钻屑易打伤施钻人员。同时由于煤层松软，造成钻孔事故率较高，埋钻造成钻具损失较大。钻孔频繁喷孔带来的安全问题将造成煤矿井下开采工程停工。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种有效的防范钻孔因堵塞形成压力气室造成的喷孔事故的瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，包括的施工步骤如下：工艺从准备、开孔、钻进、退钻和封孔，通过变孔径、排净渣、换介质、管到底的方式，实现孔内排渣排气通道畅通减少喷孔。
所述变孔径为:改变一级孔径为二级孔径结构，岩石段采用大孔径施工，防止煤粉在岩石孔段的淤积，钻孔穿煤时排渣和排气通道的畅通。
所述排净渣为：每钻进2米必须退钻1次，保证孔内钻屑及时排出；更换压风后，确保排净孔内冲洗静压水；防止煤粉包裹钻杆现象。
所述换介质为：采用岩水煤风的介质作业；减少煤渣量，保持煤层段孔壁完整和干燥性，降低了软煤段垮孔风险。
所述管到底为：增加一路抽采骨架筛管，防止封孔后因岩石段钻屑淤积在孔内形成压力气室，确保孔内瓦斯释放通道，保证钻孔抽采的连续性。
所述孔口悬挂CO、CH4便携仪；钻机前加设皮带挡板。
所述大孔钻头直径为Φ133mm开孔2米，起钻换抽放器，换小孔钻头直径为Φ113mm。
进尺步骤为：Φ113mm钻头、清水钻进至见煤，停钻，换Φ94mm钻头；下钻至孔底，采用压风吹不少于10分钟；Φ94mm钻头、压风钻进3至5米后，来回拉钻至孔内排渣通畅；每钻进2米，来回拉钻、排渣；钻进至煤层顶板0.5至1米，停钻。
起钻步骤为：过煤段根根带风，排渣不畅时来回拉钻；起过煤段进入岩层段4米，换清水冲孔；孔内返清水后，起钻。
所述封孔步骤为：下置Φ32mm筛管，全孔下入；下置63mm封孔管12米及2米铁管；采用囊袋带压注浆封孔、孔口做好二次保护。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，通过钻孔结构、排渣方式、封孔方式导等的改变，保持了钻孔排渣和通气通道的畅通，能有效的防范钻孔因堵塞形成压力气室造成的喷孔事故。对于透气性好、放散初速度快的高瓦斯松软煤层有较好的防喷效应；通过增加一路抽采骨架筛管，避免钻孔施工完毕后煤层坍塌堵塞瓦斯释放通道，保证了瓦斯抽采的连续性。
本发明瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，大幅降低了钻孔的喷孔率及孔内事故的发生，采区采用常规工艺共计施工钻孔93个，钻孔量3699米，有统计的喷孔6次，喷孔概率达6.5％，其中瓦斯预警3次；开始采用本发明施工方法后，共施工钻孔442个，发生喷孔的钻孔共有2个，喷孔概率为0.45％，且没有较强的瓦斯喷孔未发生瓦斯预警现象发生。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行详细的说明：
一种瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，包括的施工步骤如下：工艺从准备、开孔、钻进、退钻和封孔，通过变孔径、排净渣、换介质、管到底的方式，实现孔内排渣排气通道畅通减少喷孔。
所述变孔径为:改变一级孔径为二级孔径结构，岩石段采用大孔径施工，防止煤粉在岩石孔段的淤积，钻孔穿煤时排渣和排气通道的畅通。
所述排净渣为：每钻进2米必须退钻1次，保证孔内钻屑及时排出；更换压风后，确保排净孔内冲洗静压水；防止煤粉包裹钻杆现象。
所述换介质为：采用岩水煤风的介质作业；减少煤渣量，保持煤层段孔壁完整和干燥性，降低了软煤段垮孔风险。
所述管到底为：增加一路抽采骨架筛管，防止封孔后因岩石段钻屑淤积在孔内形成压力气室，确保孔内瓦斯释放通道，保证钻孔抽采的连续性。
孔口悬挂CO、CH4便携仪；钻机前加设皮带挡板。
所述大孔钻头直径为Φ133mm开孔2米，起钻换抽放器，换小孔钻头直径为Φ113mm。
进尺步骤为：Φ113mm钻头、清水钻进至见煤，停钻，换Φ94mm钻头；下钻至孔底，采用压风吹不少于10分钟；Φ94mm钻头、压风钻进3至5米后，来回拉钻至孔内排渣通畅；每钻进2米，来回拉钻、排渣；钻进至煤层顶板0.5至1米，停钻。
起钻步骤为：过煤段根根带风，排渣不畅时来回拉钻；起过煤段进入岩层段4米，换清水冲孔；孔内返清水后，起钻。
所述封孔步骤为：下置Φ32mm筛管，全孔下入；下置63mm封孔管12米及2米铁管；采用囊袋带压注浆封孔、孔口做好二次保护。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，通过钻孔结构、排渣方式、封孔方式导等的改变，保持了钻孔排渣和通气通道的畅通，能有效的防范钻孔因堵塞形成压力气室造成的喷孔事故。对于透气性好、放散初速度快的高瓦斯松软煤层有较好的防喷效应；通过增加一路抽采骨架筛管，避免钻孔施工完毕后煤层坍塌堵塞瓦斯释放通道，保证了瓦斯抽采的连续性。
本发明瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，大幅降低了钻孔的喷孔率及孔内事故的发生，采区采用常规工艺共计施工钻孔93个，钻孔量3699米，有统计的喷孔6次，喷孔概率达6.5％，其中瓦斯预警3次；开始采用本发明施工方法后，共施工钻孔442个，发生喷孔的钻孔共有2个，喷孔概率为0.45％，且没有较强的瓦斯喷孔未发生瓦斯预警现象发生。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (10)
1.一种瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，包括的施工步骤如下：工艺从准备、开孔、钻进、退钻和封孔，其特征在于：通过变孔径、排净渣、换介质、管到底的方式，实现孔内排渣排气通道畅通减少喷孔。
2.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述变孔径为:改变一级孔径为二级孔径结构，岩石段采用大孔径施工，防止煤粉在岩石孔段的淤积，钻孔穿煤时排渣和排气通道的畅通。
3.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述排净渣为：每钻进2米必须退钻1次，保证孔内钻屑及时排出；更换压风后，确保排净孔内冲洗静压水。
4.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述换介质为：采用岩水煤风的介质作业。
5.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述管到底为：增加一路抽采骨架筛管，防止封孔后因岩石段钻屑淤积在孔内形成压力气室，确保孔内瓦斯释放通道，保证钻孔抽采的连续性。
6.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：孔口悬挂CO、CH4便携仪；钻机前加设皮带挡板。
7.根据权利要求2所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述大孔钻头直径为Φ133mm开孔2米，起钻换抽放器，换小孔钻头直径为Φ113mm。
8.根据权利要求7所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：进尺步骤为：Φ113mm钻头、清水钻进至见煤，停钻，换Φ94mm钻头；下钻至孔底，采用压风吹不少于10分钟；Φ94mm钻头、压风钻进3至5米后，来回拉钻至孔内排渣通畅；每钻进2米，来回拉钻、排渣；钻进至煤层顶板0.5至1米，停钻。
9.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：起钻步骤为：过煤段根根带风，排渣不畅时来回拉钻；起过煤段进入岩层段4米，换清水冲孔；孔内返清水后，起钻。
10.根据权利要求1所述瓦斯区域松软煤层穿层钻孔施工方法，其特征在于：所述封孔步骤为：下置Φ32mm筛管，全孔下入；下置63mm封孔管12米及2米铁管；采用囊袋带压注浆封孔、孔口做好二次保护。
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