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本煤层深孔技术研究报告
开题报告
平顶山十矿为煤与***突出矿井,目前主采戊组、已组煤。自1988年4月戊9-10煤层掘进时发生第一次煤与***突出以来,已经发生煤与***突出46次,其中丁组24次、戊组17次、己组5次。丁组煤层突出强度最大35 吨,,突出标高-337-310米。戊组煤层最大突出强度76吨,,突出标高-247--448米。己组煤层最大突出强度483吨,,突出标高-416-613米。
随着高产高效工作的开展和矿井的不断延伸,煤层***含量、***压力逐渐增大,矿井***涌出量急剧加大,***超限、煤与***突出日益加重。
本煤层***抽放是工作面防突的一项主要区域性防突措施,就十矿当前本煤层抽放而言,由于煤层软,打钻过程中喷孔、夹钻现象严重,钻孔深度往往达不到设计要求(设计孔深65米,实际孔深一般在50米左右),抽放的治理效果就大打折扣。随着大采长工作面的增多,采长由原来的150米增加到250米以上,回采工作面抽放空白带将会加宽,不利于工作面防突管理。所以必须进行抽放深孔技术的研究,特别是松软煤层的攻关,增加有效孔深,提高抽放和防突效果。
研究报告
1、影响钻孔深度的原因
在本煤层施工过程中,对钻孔达不到设计深度的影响原因主要有:
⑴煤层内部***压力的影响:
在钻孔打到煤层内部时,由于煤层没有卸压,因此钻孔越深,煤层对钻杆施加的压力也就越大,在钻机钻进过程中,随着钻杆的转动,煤层内部的***被逐渐卸压,在此过程中出现的喷孔现象亦可理解为***压力的释放过程。如果钻进速度过快,则煤层内部的***压力释放不及,就会阻碍钻杆的旋转。在钻孔浅部钻机的能力能够带动钻杆旋转,当煤层对钻杆的压力与钻机的能力达到平衡之后,钻杆的旋转就回逐渐困难,继而引起夹钻现象。
⑵煤层性质的影响
由于在煤层中往往含有软分层,因此钻孔施工过程中,在通过软分层时,由于应力和高压***的作用,会造成***喷孔、钻杆和钻头前方周围的煤体失去应力平衡,煤粒大量溃散,***喷孔带来时所带来的煤粉一时难以排出,从而积聚并堵塞钻孔,造成孔口气流不畅,进而造成钻杆夹死。
⑶钻孔排渣不畅的影响
当钻杆向煤体深部推进时,由于钻孔排渣距离长,排渣阻力也相应增加,滞留在钻孔内的沉渣也就越多,孔内的空间也就愈小,如果钻进速度过快,则可能造成钻杆夹死。
2、解决方法:
要解决以上问题,就要根据软分层打钻自身的特殊要求和特点,总结出适合在软分层中打钻的工艺,归纳起来可以概括为“低压慢速,边进边退、掏空前进”。也就是说在打钻工艺中要掌握好压力、速度和排渣三个环节,主要技术参数见下表:
层位
己15煤层

软煤
夹矸
给进压力(Mpa)
<8
<6
8~10
<12
给进速度(min /根)
7~8
4~6
8~10
7~8
⑴给进压力:
打钻过程中使用的MK系列钻机,液压系统中有泵压、起拔压力和给进压力3种,都有一定的极限范围,三者之间是同步变化的,钻进过程中主要是要掌握给进压力。通过对给进压力的系统测定,主要可以归纳为:对不同层段应控制不同的给进压力极限值,压力值的差别主要是由于该层段的扭矩不一样。
⑵钻进速度
掌握钻进速度是保证正常钻进的重要环节,通过降低钻进速度,做到充分排渣、减