综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施(2021新版)

( 安全技术 )

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综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施(2021新版)

Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people

make mistakes

综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施

(2021新版)

一、工程概述

为提高块煤率、瓦斯抽采率及降低煤尘，根据12407综采工作面钻孔预裂设计方案及矿方相关要求，结合现场实际，需在12407综采工作面，对煤层进行超前钻孔预裂。为确保超前钻孔预裂施工安全，特编制本施工安全技术措施。

二、钻孔布置技术参数及要求、施工工艺

1、钻机技术参数

采用ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机，其主要技术参数：钻孔深度：350/100m，钻杆直径：63.5/73mm，钻杆长度1.5m，额定转速：50~175r/min，主轴倾角：0~±900，给进行程：600mm。泵电动机型号：YBK2-225S-4，泵电压660/1140，适用钻孔深度：350/100m，

终孔直径：150/200mm。

2、预裂钻孔布置参数

（1）预裂单排钻孔布置参数

在回风顺槽钻机及预裂设备布置，从回风顺槽画好的点位置及角度向运输顺槽钻孔，沿平行工作面方向布置一组钻孔，在回风顺槽1600米，布置1#钻孔，依次向外布置2#、3#……，根据煤层薄厚起伏变化，当采高为2.4m时，钻孔布置在采高中间位置，即1.2m 处，当采高为3m时，钻孔布置在采高中间位置，即1.5m处。实验阶段1600m（1#钻孔离停采线距离），钻孔预裂应超前工作面不低于150m。根据地质资料，在实施区域内，当遇到断层不能打预裂钻孔，可避开断层10m外继续布置预裂钻孔。根据工作面周期来压步距，当遇到来压区域，不打钻孔预裂，利用矿山压力作用，对煤壁进行破碎，有效节约成本。钻孔布置参数如表4-1所示。

1）孔间距：设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔平均间距10m。

2）钻孔数量：沿垂直于煤层倾向方向布置钻孔，试验区域共10

个钻孔。

3）预裂孔长度：预裂钻孔设计长度为126m。

4）钻孔直径：113mm。

5）钻孔角度：如表4-2

4-1钻孔布置参数表

钻孔直径113mm钻孔间距10m

钻孔长度126m封孔长度20m

预留保护线20m钻孔数量10个

12407工作面回风巷高程高于运顺，存在一定角度。

由于12407回顺与运顺的高程测点存在20m的错距，因此在计算过程中需纠正错距引起误差。

4-2钻孔布置参数

12407回顺12407运顺正切值角度

测点标高测点错距测点标高

15000.22154仰角

15100.144765仰角

1520910.71315201500910.8910.001190.06799仰角

15300.056818仰角

15400.045645仰角

15500.034473仰角

1560907.33115701550907.3920.000410.0233仰角

15700.22899仰角

15800.20569仰角

15900.296885仰角

1600904.79515951575905.8110.006770.38808仰角

（2）预裂双排钻孔布置参数

在距离单排眼钻孔10#孔向外10m处，打双排钻孔的1#钻孔，依次布置2#、3#……，在回风顺槽钻机及预裂设备布置，从回风顺槽画好的点位置及角度向运输顺槽钻孔，沿平行工作面方向布置双排钻孔，呈三角型布置，底排钻孔与底板间距1m，顶排钻孔与顶板间距1m，顶排钻孔间距为12m，底排钻孔间距为12m，顶排钻孔与底排钻孔错距投影距离为6m。具体如下图：

12407回风巷双排钻孔布置示意图

根据地质资料，在实施区域内，当遇到断层不能打预裂钻孔，可避开断层10m外继续布置预裂钻孔。根据工作面周期来压步距，当遇到来压区域，不打钻孔预裂，利用矿山压力作用，对煤壁进行破碎，有效节约成本。钻孔布置参数如表4-3所示。

1）孔间距：设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔平均间距10m。

2）钻孔数量：沿垂直于煤层倾向方向布置钻孔，12407工作面初步设计预裂区域长度为1600m，试验区域共266个钻孔。

3）预裂孔长度：预裂钻孔设计长度为126m。

4）钻孔直径：113mm。

5）钻孔角度：根据测得高程计算得。

表4-3钻孔布置参数

钻孔直径113mm钻孔间距6m

钻孔长度126m封孔长度20m

预留保护线20m预计钻孔数量250个

二、煤层预裂技术参数及要求、施工工艺

1、预裂泵的技术参数

（1）预裂泵驱动功率：160KW，最大排出压力66MPa，最大排出流量：7.1m3/h。

（2）水箱规格：2m×1m×1m，与预裂泵直接相连，内有水质过滤装置，可保证水质。

（3）超高压软管：超高压软管规格：16×6S-80(内径钢丝层数-压力)，每根长度可根据需求定做。

（4）液压卷管器：液压卷管器对预裂深度、速度进行控制，起到给进、后撤作用。

（5）封孔器：采用FKS-80/15型号系列超高压煤层注水封孔器，封孔器外径88mm，封孔长度最大2.2m，承压40MPa；或者，采用钻孔封孔设备用煤炭科学研究总院重庆分院生产的KFB型矿用封孔泵，封孔长度8米，封孔距离20m。

（6）管路附属装置：配套材料包括配套法兰、阀门、连接胶管及螺栓、胶垫等。