松軟圍巖瓦斯抽采高位鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)

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1、松軟圍巖瓦斯抽采高位鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)摘要：通過對(duì)頂板泥巖破碎帶進(jìn)行注漿處理，使鉆孔施工深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有效提高了高位鉆孔抽采效果，對(duì)于松軟圍巖工作面瓦斯治理效果特別顯著。關(guān)鍵詞：松軟圍巖破碎卡鉆注漿封孔1工作面概況淮北礦業(yè)許疃煤礦7128工作面位于82采區(qū)的右翼，走向長(zhǎng)2100米，傾斜長(zhǎng)165米，煤厚平均1.7m，其中里段有560米處于71、72煤層合并區(qū)，煤層厚度2.3～7.1米，平均4.7米，煤層傾角8°～15°，平均11.5°；外段有220米處于71、72煤層合并區(qū)，煤層厚度4.3～6.3米平均4.8米，煤層頂板為細(xì)砂巖，厚6.06

2、～16.8米，平均11.4米，煤層傾角10°-28°，平均19°。煤層直接頂為粉砂巖、泥巖、砂泥互層，厚薄不均，局部泥巖厚度達(dá)到11.5米。工作面標(biāo)高-445.0～-520.0m，71煤層瓦斯含量4.46m3/t，72煤層瓦斯含量5.01m3/t，可采儲(chǔ)量139.48萬噸，瓦斯儲(chǔ)量1120萬m3，計(jì)劃月產(chǎn)10萬噸。工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為15-24m3/min，配風(fēng)量為1500m3/min。2松軟圍巖高位鉆孔施工期間存在的問題為解決瓦斯問題，在風(fēng)巷掘進(jìn)期間，每隔80～100米施工一個(gè)高位鉆場(chǎng)。為便于通風(fēng)管理，一般鉆場(chǎng)長(zhǎng)度不超過6米，采用擴(kuò)

3、散通風(fēng)，即鉆場(chǎng)從風(fēng)巷撥門，以20～60°的角度爬坡進(jìn)入煤層頂板0.5～1米的位置。每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)施工6～8個(gè)鉆孔，鉆孔開孔間距500mm，鉆孔深度為140m，鉆孔終孔位置位于煤層頂板20～28米、距離風(fēng)巷中線5～30米。由于煤層頂板是復(fù)合型頂板，且泥巖較厚，鉆孔有50米處在軟巖中很難穿過，施工期間主要存在以下幾個(gè)問題：2.1松軟圍巖巖性破碎，有多種巖石摻雜一起，其不同巖面抗壓能力不同，當(dāng)鉆頭穿過不同巖性，很難掌握鉆機(jī)的給進(jìn)壓力，極易導(dǎo)致鉆孔偏斜，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鉆孔偏到煤層頂板40～50米位置或鉆孔從煤層頂板進(jìn)入煤層體中，施工的鉆孔很難滿足瓦斯治理

4、需求。2.2泥巖遇水易膨脹、返沫難，易造成卡鉆、埋鉆現(xiàn)象，如果處理不當(dāng)，強(qiáng)行鉆進(jìn)，極易掉鉆頭、鉆桿現(xiàn)象。2.3在松軟巖層中好不容易施工的鉆孔，在退鉆后很快就出現(xiàn)不同程度的塌孔、縮孔現(xiàn)象，很難實(shí)現(xiàn)全程下護(hù)壁管處理，護(hù)壁管經(jīng)常30米都下不到。抽放期間，由于孔內(nèi)不暢通，裂隙不發(fā)育，導(dǎo)致抽放管路內(nèi)負(fù)壓大，流量小，瓦斯?jié)舛鹊?，采空區(qū)隨頂板垮落的瓦斯不能得到抽放，隨采空區(qū)漏風(fēng)一起進(jìn)入工作面上隅角和回風(fēng)巷，極易造成上隅角瓦斯超限。2.4松軟巖層中開孔施工的高位鉆孔，其開口端巖性破碎、易導(dǎo)致鉆孔封孔不嚴(yán)，一旦與瓦斯泵連接，易產(chǎn)生裂隙和鉆孔串孔現(xiàn)象，如不

5、采取妥善處理，嚴(yán)重影響抽采效果。3改進(jìn)方案3.1為了改變松軟圍巖的巖性，采取注漿加固的措施進(jìn)行處理，利用小鉆頭對(duì)巖體破壞小，易鉆進(jìn)、方位偏差小的特點(diǎn)，在松軟巖石段采取φ75mm的小鉆頭開孔，直至穿過松軟巖石段，然后往孔內(nèi)插入注漿管、回漿管，回漿管要盡量插入鉆孔末端，然后用預(yù)濕的快干水泥卷進(jìn)行孔口封孔，封孔深度不低于0.6m。待快干水泥凝固后，利用自制的風(fēng)動(dòng)注漿泵進(jìn)行注漿，為提高注漿效果，加速孔內(nèi)泥漿的凝固速度，在水泥漿中，加入適量膨脹劑、速凝劑、石膏粉等特效材料，其質(zhì)量配比為：水泥：水：膨脹劑：速凝劑：石膏粉＝100：80：9：2：0.

6、5；若注漿過程中，周圍巖壁裂隙中有較多漿液流出，應(yīng)間斷地多次注漿，以提高注漿效果。3.2注漿24小時(shí)候，孔內(nèi)注入的漿液完全凝固，巖體得到很好加固，此時(shí)可采用φ94mm或φ113mm的大鉆頭開孔鉆進(jìn)，直至終孔。4實(shí)施效果4.1鉆孔鉆進(jìn)期間鉆機(jī)的給進(jìn)壓力穩(wěn)定，返沫快，鉆進(jìn)速度得到極大提高，無卡鉆、埋鉆現(xiàn)象，能夠快速穿過松軟圍巖段，且鉆孔偏斜小，施工的鉆孔基本符合設(shè)計(jì)要求。4.2施工好的鉆孔，在退鉆后，不會(huì)發(fā)現(xiàn)塌孔和縮徑現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)全程下護(hù)壁管處理。4.3開孔段鉆場(chǎng)巖壁內(nèi)的裂隙得到很好加固，在抽放期間未發(fā)生漏氣和孔與孔之見的串氣現(xiàn)象。4.4

7、回采期間，鉆孔內(nèi)的裂隙發(fā)育、瓦斯?jié)舛雀摺⒆畲筮_(dá)到70%以上，混合濃度基本穩(wěn)定在30%以上；孔內(nèi)未出現(xiàn)斷裂、堵塞、賣死現(xiàn)象，單孔流量大得到很大提高，通過測(cè)試，單孔流量達(dá)到5m3/min；比原來的1.55m3/min，提高了320%；回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葟?.8%降低到0.35%，上隅角瓦斯從3.2%降低到0.45%，瓦斯抽采效果得到極大提高。4.5抽放期間，瓦斯管路中殘?jiān)佟⒊榉咆?fù)壓穩(wěn)定，抽放效果好。5結(jié)論由于本方案，工序較多，施工進(jìn)度慢，因此在一般巖石穩(wěn)定性較好的地點(diǎn)，建議不推廣運(yùn)用。但在煤層頂板泥巖較厚或鉆孔需穿斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶，鉆孔施

8、工期間易出現(xiàn)卡鉆、埋鉆，且瓦斯較大的礦井，建議推廣運(yùn)用。