透巷道鉆孔施工技術在煤礦安全生產中的應用研究
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摘 要：在高危行業中，煤礦安全生產一直是安全生產監督管理部門所重點關注的。煤礦安全生產的重點還是要依靠技術。透巷道鉆孔施工技術的應用能保障透巷道的使用更加安全，防止孔內事故的發生，確保安全生產。
關鍵詞：透巷道;鉆孔施工;鉆進工藝;封閉工藝
中圖分類號：TD263 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）14-0164-02
Abstract： in high-risk industry， coal mine safety production has always been the focus of safety production supervision and management department. The focus of coal mine safety production still depends on technology. The application of drilling construction technology can guarantee the use of tunnel more safely， prevent the occurrence of accidents in the hole， and ensure the safety of production.
Keywords： penetrating roadway; drilling construction; drilling technology; sealing technology
透巷道鉆孔技術作為煤礦安全生產中的常用技術，它在落實了國家安全生產監督管理局提出的“安全第一，預
防為主”方針上顯得尤為重要。透巷道鉆孔技術應用于煤礦生產的諸多方面，如煤層底板預注漿系統，它是利用透巷道鉆孔技術，將配置好的漿液通過礦井下的管道和送料鉆孔注入注漿鉆孔中，以此來用于改造煤層底板突水情況;還有大口徑透巷道排水鉆孔的封閉技術用于解決鉆孔過程中遇見的裸孔段沒有進行好封閉和空區隔離部位密封出現質量問題所帶來的巷道涌水現象，這對于煤礦采空區的隔離質量，各含水層（包括采空區）的封閉質量以及鉆孔或煤礦采空區帶來的向巷道涌水隱患的消除都有重要的意義。這項技術在使用過程中不僅是對工人技術的考驗，還有對工人施工過程中靈活度及細心情況的要求。如順煤層巷道鉆孔需要操作人員根據煤層結構及煤層賦存情況和現場條件，準確把握鉆孔施工隱蔽性較大所帶來的鉆孔施工效果降低和鉆尺及材料消耗等問題。
1 技術要求
1.1 透巷道鉆孔結構
一個完整的透巷道鉆孔主要包含這幾部分：止水短管、止水封閉區（止水短管和一級鉆孔之間的部分）、止水器（壓盤和止水材料）、一級鉆孔、二級鉆孔（透巷鉆孔）和鉆孔封閉區。
1.2 技術關鍵
透巷道鉆孔技術在施工成功上有兩個關鍵要點，第一點就是要保證施工過程中鉆孔必須順利打通巷道，第二個關鍵要點是確保在封閉過程中保證封閉的質量。在這兩點考慮的基礎上考慮到實際的因素，減少開拓巷道的工程量，降低人工、物力和財力方面的損耗。
1.3 技術要求
（1）鉆孔最終位置控制在偏斜程度不超過1.5m。
?。?）井下管道順利找到最終鉆孔。管道下井時要直，不能出現斷開、錯位或漏水的情況，盡量一次到達孔底。
?。?）需每五十米用測斜儀進行一次鉆孔偏斜測量，確保鉆孔偏斜時能及時糾正，孔的偏差在所要求范圍內，只有這樣才能使管道在井下找到鉆孔。
2 施工工藝
在施工過程中需要對以下這幾個部分進行注意：
2.1 鉆進工藝
鉆進施工前，準備工作必不可少，包括對相關鉆進設備質量進行檢測，針對每一個細節，及時發現問題并上報解決，從而保證良好的施工質量。相應設備安裝完成后還需再次審查，要求鉆塔天輪中心、鉆機立軸軸心和所標定的鉆孔中心保持在同一鉛垂線上這是保證開孔垂直精度和以后施工垂直精度的先決條件，滿足以上條件方可施工。
在施工初期，鉆頭一開始鉆孔時，剛接觸到煤巖不要急功近利，需在慢速空轉下，等預開孔處鉆頭磨圓，且鉆頭由原來的螺旋擺動到不再晃動，此時才可進行鉆進。開孔位置才不會產生偏差。在施工過程中，本著“先探后擴”的施工原則并采用試探鉆進的方式垂直慢速用小的鉆頭試鉆，在沒有出現問題時就可以進行下一級套管來擴孔，在進行變徑鉆孔時，要同時保證與上一級孔徑和變徑后的這級孔徑匹配，即兩級導向，確保施工精度的同時，降低孔內事故發生幾率。合理鉆進要依據實際情況如巖層產狀等改變參數，嚴格控制鉆頭的轉速，鉆頭壓力以及沖洗液用量以保證施工的質量，例如基巖地段運用5300mm、5250mm大小的釬頭鉆孔，在35r/min的轉速下進行。因風量和鉆頭沖擊可導致煤礦采空區坍塌、埋鉆塌陷事故發生，因此，在鉆孔時要重點關注鉆孔周圍的變化、煤粉噴量大小及鉆孔的進度等情況，且遇到采空區時要及時提鉆。在煤礦采空區采用旋孔式，使用較小的鉆頭進行鉆探。以上都是為了確保施工質量。
2.2 封閉工藝
一級鉆孔施工完成后，改變孔徑用下一級孔徑巷道繼續鉆進打通巷道，止水短管要求和透巷鉆孔的孔徑一致，下井前其內部用粘土進行填充，短管進入預期位置。而止水器需設置在止水短管上部的一定位置，即鉆孔變徑位置，且該處巖石完整，由此才能起到變徑位置處止水的目的。為保證止水效果，需采用下壓短管的方式將止水材料壓實。檢測止水效果需要向孔內注水觀測其消耗量的同時，鉆孔內部對水量不進行消耗，合格后才能往鉆孔內注入水泥漿液，對止水封閉區進行填充封閉。一定時間后，水泥凝固達到一定強度，此時沖凈短管里的粘土，按照正循環方式對鉆孔進行封閉。 在開擴巷道過程中，巷道頂板以上的巖石層由于放炮的波及產生松散破碎的地帶，止水位置若選取在該地層進行封閉，填入止水封閉區的水泥漿液在此地帶的裂縫空隙處流失，難以達到密封效果。巷道施工完成以后，有時產生涌水現象，對其原因進行分析主要有兩點：裸孔段沒有進行好封閉、空區隔離部位密封出現質量問題。針對這兩種情況，進入孔內施工時，需要對巷道以上各含水層及時進行封堵，也對鉆進巷道和封閉鉆孔不消耗水進行了要求。
水泥漿液的選擇也有要求，普通硅酸鹽作為封孔水泥必須質量合格。復孔時間的選擇可依據，提前進行的水泥凝固試驗來了解封孔水泥初凝時間以及凝固強度。除此，不同地帶使用的泥漿也有不同，如快速凝結的硫鋁酸鹽水泥常常用于采空區、孔壁斷裂地帶以及不穩定土層的建筑施工，這既縮短了水泥凝結的時間，也提高了施工質量和鉆進效率。
3 打鉆期間問題的處理
鉆孔是巷道施工的關鍵一步，鉆進過程中只有處理好事故問題，才能保證鉆孔的質量。
3.1 偏孔
鉆孔偏離是施工過程中常見的問題，多是由于鉆桿的形變，鉆桿延接不嚴密，鉆頭與桿的徑差，當然還有煤巖結構的影響。施工前檢查必不可少，不使用彎曲變形的鉆桿，接桿時要扣牢，盡量避免失誤發生。鉆進過程中，鉆桿應處于鉆孔中間位置。偏離產生時要及時糾正，可通過抽拉排渣的方法讓鉆桿回到鉆孔。
3.2 塌孔
塌孔多出現離開孔在8-20m地方，粉末狀的煤層結構顆粒使鉆孔周圍在受到打鉆以及巷道鉆進的頻繁擾動時，煤體自承失衡導致煤層巷道易發生塌孔問題。解決此問題，預防為主，在巷道內鉆進時應緩慢，依靠排渣給孔壁施力，進而使孔壁圍巖處于一種相對平衡的狀態，避免塌孔問題的出現。塌孔問題出現后，盡量不要開啟鉆桿進行高速轉動，換檔讓鉆桿低速震動，直達鉆孔出水或風，此時開始快速清除塌孔鉆渣。利用外力設備將鉆桿拔出，解決后續問題要確保鉆桿是活動的。
3.3 掉鉆桿
為減小打鉆過程中的經濟損失，要謹慎處理掉鉆桿問題。問題發生后，可在鉆孔0.1m處開一個新孔，為減小掉鉆桿周圍所帶來的壓力，新孔打過原孔鉆頭位置，并清除鉆渣，接上鉆桿并拉出。面對鉆桿掉到較深位置，可結合塌孔的解決方案進行處理。
4 結束語
透巷道鉆孔工藝一直是煤礦生產的重點技術，具有貫通巷道的特殊性，鉆孔和封閉對于整個煤礦的安全生產至關重要。只有采用合理的鉆進技術才能保證鉆孔能夠準確的命中巷道。封閉質量上出現問題會產生巷道涌水，影響鉆孔正常使用。因此這兩點對于煤礦生產尤為重要。當然，煤炭資源的開采要確保安全，這不僅需要工人專業知識素養還需要其臨場應變突發狀況，防止事故的發生。
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