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摘 要:在现阶段,经济处于的迅速发展状态,其煤矿企业为社会经济的快速发展是做出了一定的贡献的,但是存在的问题也非常多。本文对突出煤层打钻常见问题作了有关探讨,提出了相应的处理方法。
关键字:突出煤层 打钻 常见问题 处理方法;
一、突出煤层打钻现状以及常见问题产生的原因
(一)突出煤层打钻的现状
在我国现阶段,松软突出煤层的钻孔深度即使已经超过了150cm,甚至还有240cm的高记录,但是在一般情况下,大多数的钻孔深度都在100m以下,成孔的概率又比较低,因此导致防突成本以及瓦斯抽放成本变得很高。基于这样的情况,我们不难看出,突出煤层打钻的常见问题就是煤与瓦斯之间的问题,这个问题也是煤层打钻经常会解决的问题。
(二)造成钻孔喷孔、垮孔、卡钻的原因
喷孔是一种井喷,而且是比较小型的一种。喷孔时其高压瓦斯会向孔口方向喷出,导致高压瓦斯自身所携带的煤粉就直接向巷道冲出去。在孔口就呈现出一种烟雾弥漫的现象,还有气流冲击的声音一直伴随着,这种现象所持续的时间不一样,有时是比较短,几分钟就停下来,有时候又比较长,二十几分钟都一直持续着。喷出的煤粉自然而然的就会在孔口附近形成堆积,达到一吨的现象是普遍存在的,甚至更多,这样就导致巷道瓦斯的浓度超过限定,就只有停止打钻工作,对于工程进度的影响是有很大影响的。
在进行喷孔的时候,就避免不了垮孔以及卡钻的情况出现,无法继续钻进不说,还有可能变成事故,打钻诱发瓦斯突出停钻一个月的现象也是会出现的。喷孔这种现象可以当作是钻孔过程中的一种动力现象,类似于煤与瓦斯突出之间的关系。一般情况下,钻孔在进入软煤层的时候,钻头在旋转的同时就会对软煤层产生一种冲击力,这种冲击力会使煤层快速破碎,瓦斯就迅速解吸了。瓦斯迅速解吸就会导致流入钻孔中的瓦斯涌出的量增加到平时的几倍到十几倍,其后果是非常严重的。另外一种喷孔是经过打钻所产生的煤粉而产生的,因为煤粉中的媒体含水量比较高,因此难以顺利捧出,喷孔就由此而生,在钻孔浅部就会出现堵孔的现象,另一方面,打钻的风压以及风量也会引起堵孔现象的出现。
正常情况下,引起卡钻的因素有两种,一种是钻孔孔底接近或者打到夹矸、岩层时造成的,另外一种是由于喷孔的时间太长,排碴的力度不够,导致孔内积伞增多,堵孔、塌孔的范围也不断在扩大,导致出现扭断钻杆、钻头丢失等情况的出现。
二、 突出煤层打钻常见问题的处理方法
(一)打夹矸的处理
遇到央矸的时候,需要把给进速度减下来,其给井压力不能超过10MPa。一般情况下,钻头的速度为30drain,这个时候就因该加快钻头的速度,大概50r/min左右。
(二)打钻喷孔的处理
遇到喷孔的时候,在打钻的过程中就会听到响煤炮的声音。在钻孔里面的塌孔排出来的炭末量比较多,导致钻杆不容易拔出来,炭末把钻杆挤死就造成了卡钻的情况。在这个时候,钻是不能再继续前进的,其钻杆也只能往后退,如果出现钻杆不能转动的情况,这时就强行把它向外拉。
(三)卡钻的处理
遇到卡钻的情况,并且其钻孔深度还超过了60m,这时就需要把钻机操作台上的所有(两个)前进已以及后退的把子要一起转动起来,让钻杆一起抖动起来,一直持续到孔口出风为止。一旦孔口开始出风了,钻孔必然会转动起来。如果钻孔的深度比60cm还要低,除了采取以上措施外,还可以强行向外拔出钻杆。
(四)掉钻杆的处理
如果掉钻杆的位置与孔口之间的距离低于5cm的时候,并且在孔口能看见掉的钻杆,其应急的处理方法如下:首先在与原来钻孔一定的距离的某一位置,重新开始开孔打钻工作,要注意要与原孔方向相平行,深度要超过掉了的钻头的位置,最后再把新钻孔内的钻孔全部起出。如果使用这种方法还是不能解决掉钻杆这个问题,还可以采取另一种方法:向新钻孔内灌水法,这种方法其实质就是使煤层中的媒体变得松软起来,这时再把钻杆接到原来钻杆掉的的位置上,一边旋转一边起出已经掉落的钻杆。
(五)打钻时给进压力升高的处理
首先我们来分析一下打钻的时候给进压力升高的原因主要有哪些。内容如下。
1.当钻头从软分层或者硬分层中进行换层时就会导致给进压力升高,进入夹矸内也会出现这种情况;
2.当孔内出现堵孔现象时也会出现给进压力升高的现象;
3.当钻具出现损坏的情况,也会致使压力突然发生变化。
分析完原因之后,就需要提出相应的措施来解决问题。当出现打钻时给进压力升高的情况,首先要停止钻进工作,这是最基本的,其次是撤钻退钻,使钻机空转及来回拉动钻杆。
三、结论
综上所述,孔钻深度在不断加大中,这样就直接导致钻孔内的阻力越来越大。在进行打钻工作的时候,就避免不了断钻杆、掉钻头等情况的出现,这是需要进一步加强钻杆的强度的,钻机的扭距和功率也需要进一步的提高。总而言之,突出煤层打钻有许多的问题,要解决这些问题的措施就是要不断寻求新的技术、新的工艺等,以此来解决这些问题,降低钻进事故发生概率。
(作者单位:义马煤业集团孟津煤矿有限责任公司)
参考文献:
[1]殷新胜,凡东,姚克,王毅,冀前辉.松软突出煤层中风压空气钻进工艺及配套装备[J].煤炭科学技术.2009(09)
[2]胡胜勇,刘应科,汪业松,张占国.突出煤层掘进工作面前方集中应力带的确定[J].中国煤炭.2010(10)
[3]常江华,凡东,刘庆修,史海岐,刘建林,杨伟峰.水平孔绳索取心钻进技术在金矿坑道勘探中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2012(01)
[4]杨冬生,姚尚文.突出矿井煤层群开采首采保护层区域消突技术实践[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版).2009(04).
关键字:突出煤层 打钻 常见问题 处理方法;
一、突出煤层打钻现状以及常见问题产生的原因
(一)突出煤层打钻的现状
在我国现阶段,松软突出煤层的钻孔深度即使已经超过了150cm,甚至还有240cm的高记录,但是在一般情况下,大多数的钻孔深度都在100m以下,成孔的概率又比较低,因此导致防突成本以及瓦斯抽放成本变得很高。基于这样的情况,我们不难看出,突出煤层打钻的常见问题就是煤与瓦斯之间的问题,这个问题也是煤层打钻经常会解决的问题。
(二)造成钻孔喷孔、垮孔、卡钻的原因
喷孔是一种井喷,而且是比较小型的一种。喷孔时其高压瓦斯会向孔口方向喷出,导致高压瓦斯自身所携带的煤粉就直接向巷道冲出去。在孔口就呈现出一种烟雾弥漫的现象,还有气流冲击的声音一直伴随着,这种现象所持续的时间不一样,有时是比较短,几分钟就停下来,有时候又比较长,二十几分钟都一直持续着。喷出的煤粉自然而然的就会在孔口附近形成堆积,达到一吨的现象是普遍存在的,甚至更多,这样就导致巷道瓦斯的浓度超过限定,就只有停止打钻工作,对于工程进度的影响是有很大影响的。
在进行喷孔的时候,就避免不了垮孔以及卡钻的情况出现,无法继续钻进不说,还有可能变成事故,打钻诱发瓦斯突出停钻一个月的现象也是会出现的。喷孔这种现象可以当作是钻孔过程中的一种动力现象,类似于煤与瓦斯突出之间的关系。一般情况下,钻孔在进入软煤层的时候,钻头在旋转的同时就会对软煤层产生一种冲击力,这种冲击力会使煤层快速破碎,瓦斯就迅速解吸了。瓦斯迅速解吸就会导致流入钻孔中的瓦斯涌出的量增加到平时的几倍到十几倍,其后果是非常严重的。另外一种喷孔是经过打钻所产生的煤粉而产生的,因为煤粉中的媒体含水量比较高,因此难以顺利捧出,喷孔就由此而生,在钻孔浅部就会出现堵孔的现象,另一方面,打钻的风压以及风量也会引起堵孔现象的出现。
正常情况下,引起卡钻的因素有两种,一种是钻孔孔底接近或者打到夹矸、岩层时造成的,另外一种是由于喷孔的时间太长,排碴的力度不够,导致孔内积伞增多,堵孔、塌孔的范围也不断在扩大,导致出现扭断钻杆、钻头丢失等情况的出现。
二、 突出煤层打钻常见问题的处理方法
(一)打夹矸的处理
遇到央矸的时候,需要把给进速度减下来,其给井压力不能超过10MPa。一般情况下,钻头的速度为30drain,这个时候就因该加快钻头的速度,大概50r/min左右。
(二)打钻喷孔的处理
遇到喷孔的时候,在打钻的过程中就会听到响煤炮的声音。在钻孔里面的塌孔排出来的炭末量比较多,导致钻杆不容易拔出来,炭末把钻杆挤死就造成了卡钻的情况。在这个时候,钻是不能再继续前进的,其钻杆也只能往后退,如果出现钻杆不能转动的情况,这时就强行把它向外拉。
(三)卡钻的处理
遇到卡钻的情况,并且其钻孔深度还超过了60m,这时就需要把钻机操作台上的所有(两个)前进已以及后退的把子要一起转动起来,让钻杆一起抖动起来,一直持续到孔口出风为止。一旦孔口开始出风了,钻孔必然会转动起来。如果钻孔的深度比60cm还要低,除了采取以上措施外,还可以强行向外拔出钻杆。
(四)掉钻杆的处理
如果掉钻杆的位置与孔口之间的距离低于5cm的时候,并且在孔口能看见掉的钻杆,其应急的处理方法如下:首先在与原来钻孔一定的距离的某一位置,重新开始开孔打钻工作,要注意要与原孔方向相平行,深度要超过掉了的钻头的位置,最后再把新钻孔内的钻孔全部起出。如果使用这种方法还是不能解决掉钻杆这个问题,还可以采取另一种方法:向新钻孔内灌水法,这种方法其实质就是使煤层中的媒体变得松软起来,这时再把钻杆接到原来钻杆掉的的位置上,一边旋转一边起出已经掉落的钻杆。
(五)打钻时给进压力升高的处理
首先我们来分析一下打钻的时候给进压力升高的原因主要有哪些。内容如下。
1.当钻头从软分层或者硬分层中进行换层时就会导致给进压力升高,进入夹矸内也会出现这种情况;
2.当孔内出现堵孔现象时也会出现给进压力升高的现象;
3.当钻具出现损坏的情况,也会致使压力突然发生变化。
分析完原因之后,就需要提出相应的措施来解决问题。当出现打钻时给进压力升高的情况,首先要停止钻进工作,这是最基本的,其次是撤钻退钻,使钻机空转及来回拉动钻杆。
三、结论
综上所述,孔钻深度在不断加大中,这样就直接导致钻孔内的阻力越来越大。在进行打钻工作的时候,就避免不了断钻杆、掉钻头等情况的出现,这是需要进一步加强钻杆的强度的,钻机的扭距和功率也需要进一步的提高。总而言之,突出煤层打钻有许多的问题,要解决这些问题的措施就是要不断寻求新的技术、新的工艺等,以此来解决这些问题,降低钻进事故发生概率。
(作者单位:义马煤业集团孟津煤矿有限责任公司)
参考文献:
[1]殷新胜,凡东,姚克,王毅,冀前辉.松软突出煤层中风压空气钻进工艺及配套装备[J].煤炭科学技术.2009(09)
[2]胡胜勇,刘应科,汪业松,张占国.突出煤层掘进工作面前方集中应力带的确定[J].中国煤炭.2010(10)
[3]常江华,凡东,刘庆修,史海岐,刘建林,杨伟峰.水平孔绳索取心钻进技术在金矿坑道勘探中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程).2012(01)
[4]杨冬生,姚尚文.突出矿井煤层群开采首采保护层区域消突技术实践[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版).2009(04).