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摘要：煤礦防突是防治煤與瓦斯突出而制定的相關規定。本文針對煤礦鉆孔施工工藝存在的問題進行剖析，通過升級基礎設備、改進鉆桿和鉆頭、增加供水流量等優化措施，以期提高鉆孔施工效率，提升煤礦防突鉆孔施工的穩定性。

關鍵詞：煤礦；鉆孔施工工藝；基礎設備

引言

煤礦鉆孔施工的效率直接影響企業的經濟增長速度，而防突工作消除了鉆孔掘進期間的危險性，使得鉆機能夠向著礦井深處平穩進行掘進，提升了鉆機掘進速度，提高了鉆機工作效率，以促進煤礦產業經濟穩定增長。

1.煤礦鉆孔施工工藝存在的問題

首先，在進行鉆孔施工時，一般選用的設備是ZDY1900型液壓鉆機進行鉆孔操作，該機型鉆機受到礦井深度和地應力等因素影響，減小了鉆機的推進功率、推進力和起拔力，導致鉆機在推進時速度較慢，延長了鉆孔時間，而且在鉆進的過程中，傳統深孔鉆車的排渣能力較弱，大量煤屑堵塞鉆孔，造成卡鉆或埋鉆現象，影響施工效率。其次，傳統鉆桿在進行鉆孔時，打孔深度超過六十米后，周邊煤體的松軟度和硬度造成鉆孔形狀較差，而且鉆進扭矩和鉆桿受力增大，容易出現斷桿或者埋鉆現象發生，使得煤層瓦斯不能及時進行抽放，增加施工時間，拖延了施工進度。最后，煤礦礦井開采過程中，用水量相對較大，一般是采用單頭水壓進行用水點供給，但隨著礦井深度的增加，用水點增多，單水水壓不能滿足鉆頭的排渣要求，造成煤屑堆積過多堵塞鉆孔，出現卡鉆現象無法按照預期完成掘進指標。

2.煤礦防突鉆孔施工工藝優化和應用

(1)升級基礎設備基礎設備是煤礦鉆孔施工的重要保障，提升基礎設備的性能，能夠加快工程施工進度，降低鉆孔施工過程中的安全隱患。傳統鉆孔施工設備為了減少施工成本，采用一些較為落后的鉆孔設備，增加了煤礦鉆孔難度。將傳統設備和新型設備結合運用，一方面可以加快鉆孔的工作進度，另一方面可以增加操作安全系數，降低瓦斯突出危險。例如江蘇某煤礦在進行鉆孔施工時，在前期鉆孔的施工過程中，仍舊可以采用ZDY1900型液壓鉆機進行工作，以減少鉆車能源的消耗，節約煤礦生產成本。實時跟蹤液壓鉆車掘進的工作情況，當掘進深度超過該機型鉆機的工作承載力時，替換功率較強的深孔鉆車繼續進行鉆孔作業，一般可以選用功率較大的CMS1-6200/80型深孔鉆車，當掘進深度增加時可以適當更換鉆車上的動力馬達，更換成可調節轉速的變量馬達，使鉆車能夠及時應對掘進過程中的突發情況，在掘進順利階段將馬達轉速提升至800r/min，如果遇到掘進困難或其他問題可以將轉速適當調低，避免鉆速過高引起周邊煤體坍塌，造成埋鉆現象。圖1為升級過后的基礎設備。

(2)改進鉆桿和鉆頭傳統鉆機的鉆頭一般采用三翼鉆頭，切割面相對較小，容易受到周邊煤體的影響造成鉆孔坍塌或鉆孔不成形，延緩煤層瓦斯的釋放速度，影響工作進度，將鉆頭更改為四翼鉆頭，增加了孔內切割面，使鉆孔成形更快，降低周邊煤體的影響。傳統肋骨鉆桿在進行鉆孔作業時，鉆孔掘進深度的增加，增加了鉆桿的受力和扭矩，容易造成斷桿現象，引進新型三棱鉆桿能夠有效減少斷桿的情況。如表1所示，三棱鉆桿的不同規格能夠承受不同的掘進壓力，錐螺旋的連接模式應用范圍較廣，使用成本較低。例如河南某煤礦在進行鉆孔施工時選用QHE-16型三棱鉆桿，鉆桿長1000mm，直徑73mm，采用錐螺紋接頭方式，在進行鉆孔掘進的過程中，單桿所受到的扭力為4700N/m，小于該類型三棱鉆桿6500N/m的扭力上限，進行鉆孔操作的過程中能夠減少斷桿的情況發生。如圖2顯示，在進行鉆孔作業的過程中，有時會遇到一些松軟煤體，造成鉆孔坍塌，形成堵孔的現象。三棱鉆桿工作時，鉆桿壁會不停擾動鉆孔內落下的煤屑，避免煤屑大量堆積堵塞鉆孔的排風通道，隨著鉆桿的不停轉動，使得排渣通道及時打通，有效避免了卡鉆情況，實現較軟煤體的深孔鉆進。通過更換鉆桿，一方面能夠減少掘進時鉆桿折斷，另一方面能夠提升排渣量，減少夾鉆的情況發生。

(3)增加供水流量隨著煤礦礦井的掘進深度增加，煤礦各節點的用水量逐步上漲，如果不能及時供應，容易造成煤層瓦斯突出，延緩鉆孔施工進度。在礦井深度增加的同時加大供水流量，有效推動施工進度，減少煤礦工作的危險系數。例如河南某礦井在1080米深度繼續向下掘進的過程中，因為用水點增多，增加了一臺循環加壓泵，選擇100L/min的循環加壓泵提高供水流量，考慮到實際所處位置的深度，工作人員將循環加壓泵的壓力調整至了8MPa，而且考慮礦井深度增加后煤屑較多，工作人員將供水管道直徑從十毫米調整至了十五毫米，使得管道排渣效率提高，加快鉆孔施工的工作進度。增加供水流量不僅可以有效解決礦井生產過程中單頭水壓不足的問題，而且供水管道直徑增加，能夠有效減少煤屑擁堵鉆孔，減少卡鉆、埋鉆的事故發生。圖3為某位施工人員有效地增加煤礦供水流量。

3.結論

綜上所述，升級基礎設備可以加快鉆孔施工進度，確保施工質量，改進鉆桿和鉆頭能夠減少鉆孔過程斷桿、夾鉆的情況發生，增加供水流量能夠有效減少煤屑擁堵鉆孔，降低事故發生率。通過鉆孔施工工藝優化一方面可以提高煤礦工作效率，另一方面可以降低煤礦工作危險系數。

【參考文獻】

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[3]凌標燦,戴世鑫.三棱鉆桿在中軟煤層順層瓦斯抽排鉆孔的應用[J].煤炭科學技術,2009(10):44-46.

作者：趙志杰 單位：山西陽煤集團登茂通公司