馮首翔

摘要：在顧橋礦-760～-975北翼二水平回風斜巷揭6-2煤段揭煤鉆孔施工過程中，為了實現(xiàn)“鉆到位、管到底”，提高鉆孔的成孔率和施工效率，本文通過闡述施工中出現(xiàn)的問題，研究分析跟管鉆進施工工藝和鉆孔封孔工藝，進而為巷道掘進和瓦斯治理提供參考依據(jù)。

關鍵詞：跟管鉆進 鉆孔封孔 創(chuàng)新

1 概述

顧橋礦-760～-975m北翼二水平回風斜巷揭6-2煤段，6-2煤頂板標高約-945m，6-2煤層瓦斯壓力5.18Mpa，瓦斯含量8.14m3/t，揭煤區(qū)段內(nèi)6-2煤層平均厚4.0m，煤層傾角約1°～3°。因6-2煤瓦斯壓力較大，采用巷道揭煤法。距6-2煤法距12.9m平行于-760m～-975m北翼二水平回風斜巷施工頂板巷，供揭煤鉆孔施工專用。巷道內(nèi)進行噴注漿和打地坪，地坪厚度不小于300mm。6-2煤頂板巷采用“U”型棚支護，巷道坡度為2.4°，巷高3.4m，寬4.2m，長95m。

2 鉆孔設計

2.1 抽采鉆孔設計。抽采鉆孔共設計494個，分為31組布置，每組鉆孔間距為3m，每組鉆孔總工程量約19650m。揭6-2上煤線鉆孔控制范圍是揭煤處-760～-975m北翼二水平回風斜巷巷道輪廓線周圍不小于15m煤體。揭6-2煤鉆孔控制范圍是揭煤處-760～-975m北翼二水平回風斜巷巷道輪廓線周圍不小于20m煤體，控制范圍不足20m的需施工減壓鉆孔，以消除巷道輪廓線周圍20m范圍內(nèi)的煤層突出危險。

2.2 效檢鉆孔設計。效檢鉆孔共設計6個，總工程量約210m。

3 施工設備

鉆機：ZDY3200S鉆機4臺

鉆頭：Φ113mm、Φ94mm復合片鉆頭及Φ108mm可開臂式符合片鉆頭

鉆桿：Φ63.5/73mm肋骨鉆桿和Φ89mm大通徑肋骨鉆桿。

4 施工過程中出現(xiàn)的問題

4.1 由于該地點瓦斯壓力大（瓦斯壓力5.18Mpa）、地應力大，鉆孔在過煤時，孔內(nèi)排渣量較大，且煤渣大部分呈粉末狀，導致鉆孔過煤段施工過程中抽采管路、負壓除塵器容易堵塞。過煤段時，施工180～200個鉆孔時平均每米排出煤粉量約105kg。施工280～300個鉆孔時平均每米排出煤粉量約64.6kg。施工380～400個鉆孔時平均每米排出煤粉量約50kg。

4.2 鉆孔施工過程中，部分鉆孔孔內(nèi)有水，造成孔內(nèi)煤粉程稀泥狀，增加了孔內(nèi)排渣難度，起鉆結束后煤段易垮孔，導致套管難以下到位。鉆孔施工結束后，經(jīng)過反復掃孔，套管仍很難下到位。

5 跟管鉆進施工工藝

為解決套管下不到位這個難題。經(jīng)集團公司、處領導和工區(qū)領導研究決定，將兩部鉆機更換跟管鉆進的方法進行施工，部分鉆孔按照放水孔施工，施工每組鉆孔時，必須先施工放水鉆孔。2013年1月29日將1#鉆機和3#鉆機更換成大通徑動力頭，使用Φ89mm大通徑肋骨鉆桿，采用跟管鉆進施工。鉆孔在施工過程中，巖石段采用普通復合片鉆頭施工，施工至見煤后，起鉆更換跟管鉆進鉆頭施工，鉆孔施工到位后，從鉆桿內(nèi)向孔內(nèi)下套管，套管下到位后，起出鉆桿。放水孔施工后，單獨采用一路抽采管路進行放水，使用鉆孔施工過程中孔內(nèi)的水量明顯變小，煤段容易垮孔的問題也得到了明顯的改善，普通鉆頭施工的成孔率也逐步地提升。2013年2月1日至5月4日兩種施工工藝對比施工情況見下表：6 鉆孔封孔工藝

封孔嚴格執(zhí)行打一、封一、注一，施工結束后未能及時合茬的鉆孔必須安設彎頭。鉆孔施工結束后，采用專用封孔器帶壓封孔，封孔長度不小于20m。不穿過6-2煤的鉆孔，若見煤點（6-2煤上煤線）低于22m的鉆孔，封至見煤點前2m；穿過6-2煤的鉆孔，若見煤點（6-2煤）低于22m的鉆孔，封至見煤點前2m。

6.1 跟管鉆進施工封孔工藝。①鉆孔施工到位，從鉆桿內(nèi)全程下1吋PVC管，煤段采用花管，1吋套管內(nèi)全程下4分注漿管（內(nèi)外絲），待搗開鉆頭后，起出鉆桿。②從孔口下2吋PVC套管24m，孔口1根下2吋鐵套管，在距孔口17m-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一端固定在封孔袋內(nèi)，另一端順延至孔口，利用封孔器向通過塑料軟管向封孔袋內(nèi)吹入聚氨酯進行座底；待座底結束后，將聚氨酯充分混合后倒入封孔袋內(nèi)進行封堵孔口。③距孔口17-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一段固定在封孔袋內(nèi)，采用封孔器通過塑料軟管向孔內(nèi)注入聚氨酯座底，聚氨酯用量不少于1組（黑、白藥各5kg），若見煤點低于22m的鉆孔，則位于見煤點前2-5m處扎封孔袋。

6.2 普通鉆進施工封孔工藝。①鉆孔施工結束后，孔內(nèi)全程下1.5吋PVC管，孔口1根下2吋鐵管，鐵管與套管之間采用變頭連接，1.5吋套管內(nèi)全程下4分管。②距孔口17-20m處扎封孔袋，將塑料軟管一段固定在封孔袋內(nèi)，采用封孔器通過塑料軟管向孔內(nèi)注入聚氨酯座底，聚氨酯用量不少于1組（黑、白藥各5kg），若見煤點低于22m的鉆孔，則位于見煤點前2-5m處扎封孔袋。③孔口下入兩路4分管，每路4m，一路作為注漿管，一路作為返漿管，返漿管在孔口一端安設截止閥。采用注漿壓力不小于4MPa的注漿泵注漿，通過4分注漿管向孔內(nèi)注入水泥漿。待返漿管返漿后，關閉返漿管上的截止閥繼續(xù)向孔內(nèi)注漿。注漿壓力不小于2MPa。水泥漿按水：水泥≤0.7：1配制（質(zhì)量比）；聚氨酯由A、B藥組成，按1：1比例配比使用（每孔A、B藥各1.5組（7.5kg））；攪拌桶使用油桶自制（不小于100升，內(nèi)有刻度。25kg水在攪拌桶內(nèi)深度約110mm）。前期封孔過程中，由于6-2煤上面有兩道煤線，座底段有時避不開煤線，容易造成座底不嚴，由于該施工地點瓦斯壓力為5.18Mpa，一旦出現(xiàn)鉆孔漏氣，留有漏氣通道，很難進行堵漏。為提高封孔質(zhì)量，確保鉆孔抽采效果，對加強封孔采取以下措施：①座底段由原來的2m更改為3m，座底段應盡量避開煤線。②座底結束后通過向孔內(nèi)吹壓風的方式檢查座底是否嚴實。③孔口2m必須扎封孔袋進行封堵，并預留200mm采用安爾特或錨固劑進項封堵。④注漿壓力不得小于2Mpa。通過這四道保障措施，能夠確保鉆孔封孔質(zhì)量，提高抽采效果。

7 下向鉆孔帶壓注漿

本次揭6-2煤過程中，為解決鉆孔封孔質(zhì)量問題，我單位大膽嘗試了下向鉆孔帶壓注漿方案。一改以往下向鉆孔不能帶壓注漿的思想（害怕帶壓把底注穿了）。帶壓注漿時不能急于一次性把壓帶上，可以先注0.5～1袋水泥，下向鉆孔由于水泥自重的影響，水泥可以在孔底凝固而且不會堵實注漿管。等水泥凝固過一個圓班后，座底的強度得到了很大的提高。再通過點注的方式緩慢帶壓注漿。直至注漿管和返漿管的注漿壓力均不小于2Mpa。通過帶壓注漿的方案，使鉆孔的封孔質(zhì)量得到很大提高，杜絕了鉆孔漏氣的現(xiàn)象。

8 鉆孔抽采效果

根據(jù)對施工鉆孔實測濃度結果顯示，采用跟管鉆進施工的鉆孔孔內(nèi)瓦斯?jié)舛容^高，實際考察鉆孔520個，鉆孔封孔注漿后孔內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?0%的鉆孔共26個，抽采24小時后，孔內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?0%的鉆孔共34個。措施鉆孔干管濃度平均達40%以上，干管純量在1.6 m3/min～

2.5m3/min之間，平均2.16m3/min，百孔抽采純量達1m3/min。

9 總結

①跟管鉆進施工能夠充分做到“鉆到位，管到底”。大大提高了鉆孔的成孔率。由于跟管鉆進鉆頭在巖石段施工時，鉆頭的損壞程度大，鉆頭不易搗開。巖石段采用普通復合片鉆頭施工，施工至見煤后，起鉆更換鉆頭。②高瓦斯、高地壓的施工地點，可以先采用跟管鉆進的方式施工一部分鉆孔進行抽采，使瓦斯壓力和地壓得到了釋放，有利于后面的鉆孔施工。③普通鉆頭施工的鉆孔，鉆孔施工結束后，由于部分孔內(nèi)有水，煤段易垮孔，導致套管無法下到位，需反復透孔。從而影響施工效率。專門指定一部分鉆孔當作放水孔的施工，使鉆孔施工段孔內(nèi)水量減少，提高鉆孔成孔率。④鉆孔封孔質(zhì)量必須重視，只有提高封孔質(zhì)量才能提高抽采效率。要提高封孔質(zhì)量，必須得帶壓注漿，只有帶壓注漿的鉆孔，才能達到長時間抽采不漏氣。

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