钻孔施工与封孔教案

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教学内容：瓦斯抽采钻孔施工与封孔

第一节瓦斯抽采钻孔的基本知识

一、瓦斯抽采钻孔的基本术语

（1）钻孔。用钻机在煤、岩层中钻进形成的孔称为钻孔。

（2）岩孔。在岩层中施工的钻孔称为岩孔。

（3）煤孔。在煤层中施工的钻孔称为煤孔。

（4）瓦斯抽采钻孔。用于瓦斯抽采的钻孔称为瓦斯抽采钻孔。

（5）顺层钻孔。在煤层巷道内沿煤层布置的钻孔称为顺层钻孔。

（6）穿层钻孔。在岩巷或煤巷向相邻煤层施工的钻孔称为穿层钻孔。

（7）平行钻孔。与工作面平行布置的顺层钻孔称为平行钻孔。

（8）斜交钻孔。与工作面成一定夹角布置的顺层钻孔称为斜交钻孔。

（9）枝状孔。成孔样式像树枝形状的钻孔称为枝状孔。

（10）一字孔。成孔样式为单孔的钻孔称为一字孔。

（11）交叉钻孔。由平行钻孔和斜交钻孔组成的一组钻孔称为交叉钻孔。

（12）上向、下向钻孔。钻孔的孔底高于孔口的钻孔称为上向钻孔；反之为下向钻孔。（13）扇形钻孔。平面呈扇形布置的一组钻孔称为扇形钻孔。

二、瓦斯抽采钻孔的布置方式

（1）按钻孔与煤层的相互关系的不同，钻孔布置方式可分为顺层钻孔和穿层钻孔。（2）按钻孔所处的岩性不同，钻孔布置方式可分为岩孔和煤孔。

（3）按与工作面的关系的不同，钻孔布置方式可分为平行钻孔和斜交钻孔。

（4）按钻孔的成孔样式的不同，钻孔布置方式可分为枝状孔和一字孔。

（5）按一组钻孔的平面样式的不同，钻孔布置方式分为扇形钻孔、平行钻孔和交叉钻孔。

（6）按钻孔的倾斜方向的不同，钻孔布置方式可分为上向钻孔和下向钻孔。

第二节瓦斯抽采钻孔的参数

一、钻孔直径

二、钻孔长度

三、钻孔方位

四、钻孔开口位置

综上所述，钻孔的参数与瓦斯抽采密切相关，在钻孔施工中必须按设计进行。第三节瓦斯抽采钻机

钻机的工作方式有旋转钻进和孔底马达式钻进。普遍采用旋转钻进的钻机进行瓦斯抽采钻孔的施工。通常情况将矿井静压水与钻杆连接，用水排渣。也可把井下压风管与钻杆连接，用压风进行排渣。有时同时接入压风和静压水排渣。当采用螺旋钻杆时，机械排渣成为主要排渣方式。

二、钻机维护与保养

1.使用中的维护与保养

（1）应使用规定标号的液压油，如果没有液压油而以相同黏度的机械油作代用品时，将缩短液压元件的使用寿命。

（2）初次加油时，应认真清洗油箱，所加液压油必须用滤油器过滤。

（3）未经许可，井下不许随意打开油箱盖和拆卸液压元件，以免脏物混入系统。

（4）使用中经常检查油面高低状态，发现油量不足即应通过空气滤清器加油。

（5）回油压力超过0.6 MPa应更换回油滤油器滤芯。

（6）定期检查液压油的污染和老化程度（可采用与新油相比较的方法）。如发现颜色暗黑混浊发臭（老化），或明显混浊呈乳白色（混入水分），则应全部更换。

（7）开动钻机以前或连续工作一段时间以后，应注意检查油温。

（8）机身导轨表面，应在每次提放钻前加润滑油一次；在夹持器座下部的滑轨应常加注润滑油。

（9）要经常用清水冲洗卡盘卡瓦之间的缝隙，以清除岩粉。

2.搬迁时的注意事项

（1）在长距离搬迁钻机时，所有拆下的油管应接好堵头，所有拆开的接头均需用布包严扎紧，避免赃物进入液压系统。油管应盘绕整齐，以免运输过程中挂断。

（2）如装车运输，应将机身落到最低位置，然后锁紧。

（3）在起吊、装卸、运输过程中，应注意保护压力表、操作手把、手轮、外露油管接头、机身导轨、滤清器和冷却器等易碰坏的零部件。

（4）在搬运过程中，所有部件均不允许顺坡道滚放，也不能从水中通过。

三、钻机故障判断与排除

钻机常见的故障及排除方法如表6-1所示，实际工作中应结合实际情况，综合分析。第四节钻杆与钻头

1.光面钻杆

光面钻杆是煤层钻进使用最为广泛的钻杆，采用流体动力排渣（压风、静压水）。常用的钻杆直径有42 mm、50 mm、63.5 mm、73 mm。钻杆长度1～2 m。

在煤层条件较好的情况下，光面钻杆钻进效率较高。但对于高应力、高瓦斯的煤层，光面钻杆无能为力，在打钻过程中经常会出现塌孔、堵孔等现象。一旦遇到煤炮区、严重喷孔区和塌孔区，其风力排渣通道容易被封堵，风力排渣失效，继续钻进往往会引起卡钻夹钻，旋转退钻时又很容易引起钻孔高温，严重时发生燃烧。

光面钻杆水力排渣不仅存在用水量大、排渣效率低、清渣不便和容易塌孔等问题，而且造成作业环境泥泞。

2.螺旋钻杆

螺旋钻杆，常用的钻杆直径有38 mm、69 mm、89 mm、98 mm。钻杆长度1～2 m。

螺旋钻杆主要依靠机械螺旋输送作用实现排渣，在钻进过程中排渣效果好，施工中通过螺旋叶片将煤粉自动排出，在软煤层中施工或遇塌孔等排渣大的情况时，能够通过螺旋叶片不断将煤渣排出，使钻孔深度得到提升。主要适用于软煤及破碎煤体的瓦斯抽采钻孔的施工。

3.三角钻杆

4.内螺旋钻杆

施工抽采瓦斯钻孔使用的钻头有合金片钻头、金刚石钻头和P.C复合片钻头。抽采瓦斯钻孔施工大都采用硬质合金片钻头，在硬岩层钻进时常采用金刚石钻头，而在钻进各种硬度的岩层时P.C复合片钻头的综合效益最高。

第五节钻孔施工

一、瓦斯抽放钻孔施工注意事项

（1）钻孔要严栺按照标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深进行施工；（2）安装钻杆时要注意以下问题：

○1先检查钻杆；○2连接钻杆时要对准丝扣；○3严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管；○4必须在安完第一根后，在安第二根。

（3）钻头送入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢转，待钻头下到孔底工作平稳后，压力在逐渐增大；

（4）采用清水进钻时，开始必须注水，水返回后才能给压进钻，不准钻干孔；孔内岩粉多时，应加大水量，冲好后方可停钻；

（5）钻进过程中要准确测量距离，每钻进10m或换钻具时必须量一次钻杆，以核实孔深。

（6）钻进过程中的注意事项：

○1发现煤壁松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减小以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆；

○2钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风并及时封孔；

○3钻孔钻进时出现瓦斯急剧增大、顶钻等现象时，要及时采取措施。

（7）临时停钻时，要将钻头退离孔底一定距离，防止煤岩粉卡住钻杆；停钻8h以上时应将钻杆拉出来。

（8）提出钻具时注意：

○1提钻前，要丈量机上余尺。