千米钻机卡钻事故分析及预防措施

千米钻机卡钻事故分析及预防措施

摘要：千米钻机在煤矿开采过程中有十分广泛的应用，但是在使用过程中很容

易出现卡钻故障，影响钻机使用性能。本文对千米钻机卡钻事故的原因进行分析，并且提出预防措施，旨在提高采矿安全性。

关键词：千米钻机；卡钻；事故原因；预防措施

引言

在采矿过程中，常规钻机的钻进能力不足，施工钻孔长度短、定向效果差，

一般只能在巷道形成后进行施工，预抽期很短，导致矿井瓦斯抽采不能满足矿井

接续安全生产的需要。为此，煤矿开采过程中可以采用千米钻机和配套设备，用

于井下定向长钻孔及分支钻孔施工，可以抽采瓦斯、探测地层。千米钻机在很多

煤矿生产过程中都有十分广泛的应用，但是在使用过程中也有一些缺陷，卡钻事

故最常见，在煤矿开采过程中要对千米钻机的卡钻事故进行分析，及时查找原因，并解决问题，防止带来严重的安全事故。

一、千米钻机卡钻事故分析

（一）事故概况

本文以某煤矿为例，对千米钻机使用过程中的卡钻事故进行分析。该煤矿在

开采过程中，由于技术方面和煤层地质方面的原因，出现了四次卡钻和一次掉钻

事故。

第一次卡钻时钻机钻入的深度为60m，当时钻机无法转动，施工人员对该事

故进行记录，根据当时的情况来看，由于施工场地的钻孔是上山孔，孔内压力比

较大，当时技术人员采取向孔内大流量送水然后将水流调至最小，让水慢慢的向

外流出，将钻孔内部被堵地点的煤泥向外冲出，然后慢慢转动钻机，最终成功将

钻杆拉出。

第二次卡钻时钻入的深度为280m，当时钻机也无法继续转动，技术人员根据之前出现过的情况，采取同样的方法，但是钻机依旧无法转动，后来技术人员采

取扩孔的办法，将钻杆拉出。

第三次钻机卡钻时，钻入的深入大约为580m，由于此时钻入的深度较深，所以施工组进行讨论，设置了多种方案，最终选择使用打捞钻杆，在打捞钻杆的内

部抹黄油的方法，减少打捞钻杆与孔内被卡住的钻机钻杆之间的摩擦力，经过十

个小时之后将钻杆拉出。

第四次卡钻时钻入的深度为368m，施工技术队伍根据此前钻机的卡钻事故，综合多种方案之后成功将钻杆拉出。

（二）钻机卡钻事故原因分析

对于该煤矿生产中出现的卡钻事故，分析的思路主要是对钻机施工的记录着手，对记录中所记载的各种钻机卡钻问题进行详细分析，发现钻机卡钻主要与钻

孔内的水压力、煤层顶底情况、钻进过程中的水流量情况、钻机的推进压力等参

数有关。在正常情况下，千米钻机的钻孔深度不超过500m时，如果煤质比较硬，则钻入过程中水压力表的读数一般会保持在300~400pis之间，正常的水流量为每

分钟200L，钻机的推进压力表读数在1800~2000pis之间，但如果在钻入的过程中，钻孔打到了顶板或者底板，则水压力会突然增加，压力读数一般为400~500pis之间，钻机的推进压力将增大2000pis以上，但水流量始终正常。如果钻孔的深度

更深，超过600m，则随着钻入的深度不断增加，水压也会增大，一般钻入的深

度为600-700m的时候，水压可以达到500pis。在钻入过程中，卡钻指的是钻孔

中的煤泥没有及时排出，从而导致钻杆被抱死不能转动，如果钻入的过程中水压

增加到600 pis，就很容易出现煤泥抱死钻机的现象，此时应该要立即停止钻动，

防止继续钻入对钻机带来超高压力而导致钻头折断，停止钻入之后还应该要试着

将钻杆从钻孔中拉出，并且到出水口观察出水的颜色，来判断被卡住的位置是煤

泥还是岩石，如果出水的颜色是黑色，则说明钻孔被煤泥堵住，要进行清洗，将

煤泥冲出，如果出水的颜色发白，则说明达到了顶板或者底板的岩石。

经过实践发现，煤层的结构越复杂，软煤的数量越多，在钻入的过程中也越

容易发生塌孔现象，煤层的压力过大，在钻孔之后很容易出现变形，从而导致煤

渣在其中排不出来，最终导致卡钻。另外，在钻孔的时候，如果钻入的速度太快，煤渣也不能及时被水流冲出，如果钻孔的过程中突然停电、停水，而且时间较长，也会导致煤泥被堵住，从而出现卡钻。

二、卡钻的预防措施

卡钻是煤矿开采过程中十分常见的一种问题，出现卡钻时要及时处理，将钻

机拉出，同时在日常管理过程中也要加强对卡钻事故的预防，从技术角度着手，

提高钻机钻入水平。

（一）认真分析煤层的地质情况

在煤矿开采股从中，应该要对煤矿的基本情况进行了解，对煤层中的软煤层、硬煤层分布位置进行了解，然后通过地质说明书和钻孔的施工记录，对钻孔进行

科学合理地设计，让钻孔可以尽可能避开软煤层，尽量在硬煤中钻进。

（二）避开煤层压力带

压力过大会导致钻孔变形，煤渣被堵住，不能及时流出，导致卡钻，所以在

钻孔过程中应该要避开煤层压力带，将回采工作面和掘进施工抽放的地点分开，

防止在钻机抽放过程中受到回采工作面的动压的影响，导致塌孔。

（三）完善管理制度

在钻机使用过程中，操作人员的技术水平不高、操作不规范也是卡钻问题的

主要原因。在钻孔过程中，应该要不断完善管理制度，可以从以下几个方面着手：第一，加强人员的培训工作，提高打钻人员的素质。千米钻机的钻入深度很深，但是安全隐患也比较大，在钻入过程中必须要提高技术人员的质量意识、安

全意识，加强对技术人员的培养，使其能够掌握千米钻机的使用情况，在操作过

程中按照规范进行操作，减少误操作带来的问题。

第二，加大奖罚力度。在钻孔过程中，由于技术人员的疏忽，导致施工过程

中的卡钻事故比较严重，所以煤矿企业必须要完善奖惩制度，对于施工过程中由

于个人原因造成的安全事故，必须要进行严厉地惩罚，对于连续零事故的技术人

员可以进行奖励，通过奖罚分明的管理制度，可以引导技术人员形成良好的责任

意识、质量意识，减少钻孔过程中的事故发生率。

第三，加强施工现场管理。在钻机施工过程中，应该要积极完善施工现场的

管理制度。要在施工现场配备安全管理人员，及时对施工现场出现的卡钻事故进

行处理，同时要实行三级管理制度，班长对整个作业过程负全面责任，钻机操作

人员负责钻机操作、数据分析、问题处理，辅助工则主要起到辅助和协调的作用，为钻机操作人员提供服务，三者之间要相互监督、相互提醒，一旦发现有卡钻的

预兆，要及时停止钻机操作，并且逐渐将钻杆拉出。

结语

综上所述，煤矿开采是我国经济发展过程中的重要生产内容，在煤矿开采过程中，安全问题始终处于第一位，但目前瓦斯问题依旧是制约煤矿高效、安全生产的主