鹤煤九矿三化一工程汇报材料03.21

鹤煤九矿“三化一工程”建设
汇报材料
鹤煤九矿
二○二○年三月
鹤煤九矿“三化一工程”建设汇报材料瓦斯治理工作是矿井发展的根本措施，是矿井安全生产的前提。

为确保矿井瓦斯治理效果，推进我矿“三化一工程”建设，在鹤煤公司的大力支持下，鹤煤九矿积极落实河南省瓦斯治理会议纪要“推广应用钻孔水力冲孔卸煤、水力割缝技术，解决突出煤层卸压、增透问题”精神，于2020年引进机械水力一体化增透系统，并进行机械造穴辅助水力冲孔试验，钻孔增透效果显著，现以造穴工艺为重点，对我矿“三化一工程”建设进行汇报。

一、试验地点3103上底抽巷概况
3103上底抽巷长度360m，坡度0-6°，该巷道原始瓦斯含量最大值为11.87m3/t，原始压力最大值0.79MPa，3103上底抽巷穿层钻孔主要预抽3103工作面上顺槽及工作面回采区域上部，目前正在施工的瓦斯抽采钻孔为预抽工作面回采区域钻孔。

二、机械水力一体化增透系统主要设备
1.煤矿用履带式全液压坑道钻机
2.清水泵站型号：
3.矿用振动筛式固液分离机型号KFS-50/11
4.高压密封三棱钻杆规格：φ89mm×
5. 高压旋转接头，规格：63.5/73/89
6. 可变径机械造穴装置，规格：φ110mm（闭合）--φ500mm mm（展开状态）
1.机械造穴原理。

通过钻孔见煤时，刀臂对煤体的切割，解决了较硬煤层水力冲孔时单靠高压水射流不能有效切割煤体的问题，单孔冲煤量得到较大提升，同时增大了钻孔成孔后有效抽采面积，成孔后，形成的钻孔孔洞裂隙重新发育，增强了附近煤体的透气性，促进瓦斯解吸和排放，有效的实现对煤体的泄压增透
图1-水力造穴原理
2. 水力造穴流程
（1）打钻前，连接自动开合式机械扩孔装置，调整清水泵站的使用压力，由小逐渐调大，观察刀臂开始打开时的压力以及完全打开时清水泵站水压表的压力大小。

（2）打钻时，清水泵站水压控制在4MPa 以下，待钻进至见煤位置时，根据开孔角度，再钻进适当米数后，停止钻进，保持动力头旋转，调整清水泵站的水压，逐渐往上调压，待清水泵站压力调到6-7MPa 时，随着齿条活塞下移，推动齿轮刀臂，可变径机械造穴装置刀臂开始打开，随着压力升高，待刀臂完全打开时进行旋转切割煤体，造穴直径扩大为φ500mm，同时进行水力冲孔。

（3）待钻孔穿透煤层见顶板后，退钻0.5m，保持动力头旋转，缓慢降低清水泵站的压力至4MPa以下。

（4）钻孔扩孔完毕后，退出自动开合式机械扩孔装置，完全退出钻杆后，调整清水泵站的压力，打开刀臂，清洗机械扩孔钻头齿轮部位及刀臂槽部位。

（5）当班施工完毕，退钻拆卸扩孔钻头后，用清水对钻头内外反复冲洗，并放置于专用注油盘内，防止扩孔钻头内部锈蚀损坏。

图2-大直径扩孔钻头模型图图3-直径500mm扩孔钻头实物图
四、造穴钻机在3103上底抽的试用效果
从2020年3月3日至3月20日，我矿在3103上底
抽共使用机械水力一体化增透系统施工瓦斯抽采钻孔24个，造穴压力控制在6-7MPa，在冲出煤量和钻孔抽采效果上取得了较好的效果。

1.单孔冲出煤量。

原该处单孔每米水力冲孔煤量在0.2t/m-0.3t/m。

自3月份开始使用机械造穴系统后截止目前共施工24个钻孔，累计穿煤长度442m，通过计量装置验收的煤量共计256t，平均单孔10.7t。

平均每米造穴冲孔煤量在0.5t/m左右。

大大提高了钻孔单孔出煤量。

2.抽采效果。

钻孔施工后，我矿及时安排进行钻孔观测，钻孔带抽后平均浓度在90%，24个钻孔抽采纯量0.5m3/min左右，取得了较好的抽采效果。

图4-3103上底抽巷3钻场钻孔浓度（其中1-6号孔为造穴钻
孔）
图5-3103上底抽巷4钻场钻孔浓度（全部为造穴钻孔）
五、3103上底抽巷“三化一工程”推进情况
1.抽采标准化
（1）严格进行抽采钻孔施工、验收，完善钻孔施工现场安全防护设施。

制定了《鹤煤九矿瓦斯抽采钻孔施工管理办法》，成立了鹤煤九矿瓦斯抽采钻孔验收小组，明确了验收职责，提升了钻孔施工质量。

规范抽采钻孔从施工、冲孔、封孔、注浆、联带、观测每个环节及整体工艺流程，为抽采地区标准化打下了良好的基础。

图6-抽采现场标准化
（2）积极推广通管直连封孔工艺。

2019年12月开始，全部穿层钻孔使用通管直连封孔工艺，组织对所有参与钻孔封孔、注浆人员进行培训，加强钻孔浓度考核力度，该地区钻孔浓度从平均45%上升到60%以上。

图7-通管直连钻孔联带
（3）大力推广大孔径水力冲孔，推进钻孔造穴技术，提高水力冲孔效果。

2019年12月开始，3103上底抽巷穿层钻孔全部由原直径94mm钻孔，调整为直径113mm钻孔，提高钻孔冲孔和抽采效果。

2020年3月开始，在3103上底抽巷试验使用钻孔造穴工艺，使用直径89mm的高强度三棱钻杆，配合直径500mm的扩孔钻头，在钻孔进入煤体后，切割产生孔洞，辅助水力冲孔，有效的提高了钻孔单孔冲煤量，单孔煤量提升一倍以上，达到平均单孔冲煤8吨以上，有效的实现了钻孔泄压增透。

（4）提升造穴地点煤粉运输清理辅助设备。

由于3103上底抽使用造穴钻机后，扩孔煤粉量较大，给职工增加了劳动强度，为解决此问题，我矿通防科牵头，延接了3103上底抽原有打钻清煤用刮板运输机，确保钻孔施工后煤粉可及时在钻机处运出，减少施工人员煤粉运移劳动量，同时也确保了打钻地点现场文明生产持续达标。

图8-打钻清煤专用刮板运输机
（5）积极采取办法，提高钻孔冲煤计量准确性和实用性。

改造了手推式计量装置，增加液压缸，减少职工实际操作工作强度，提高冲孔煤量计量效率。

对原有人工手动开启的单孔冲孔煤量计量箱进行了改进，将手动改为采用液压制动，打钻生产的煤粉经振动筛过滤后，煤粉直接进入液压式自动计量装置，经视频监督计量后，开启阀门，由液缸将计量斗向前推动，使计量斗中的煤粉直接进入刮板运输机中，从而达到减轻员工劳动强度的目的，取得了较好的效果。

图9-液压式自动计量装置
（6）推动造穴冲孔工艺的内部激励政策
为确保瓦斯抽采效果，提升钻孔瓦斯抽采浓度，要求第九抽采队制定了钻孔施工冲煤量激励政策，提高钻孔冲出煤量计分提到每吨30分（打拔岩孔进尺每米1.2分），员工在冲孔作业过程中，得到了实惠，使员工愿意干，有劲干，在冲出煤量多的情况下保证了冲煤工作得到了落实。

2. 打钻视频化建设
我矿严格按照上级要求，贯彻落实打钻地点钻、冲双视频建设。

3103上底抽巷在2019年11月，实现了退钻、冲孔计量双视频，我矿在2020年1月，在矿现有8套打钻视频的基础上对打钻视频系统进行了升级改造，3103上底抽在实现钻机退钻、冲孔双视频验收基础上，增设了钻杆自动计数、可视电话、无线传输等功能。

提高了钻孔视频验收效果，推动了矿井打钻视频化建设。

图10-钻、冲双视频验收
3.抽采计量精准化建设
3103上底抽巷根据不大于200m一个抽采计量单元的要求，目前根据预抽采单元，共计安装抽采计量单元4个，在线检测及人工计量装置5套。

安排人员定期进行在线检测和人工数据比对，确保数据准确可靠。

图11-10寸支管抽采在线检测
图12-6寸抽采在线检测
4.“一孔一工程”台账建立情况
2019年1月开始，根据要求，3103上底抽巷所有钻孔，全部建立“一孔一工程”台钻对新施工钻孔开始建立一孔一台账，详细记录钻孔各项施工参数、施工人员、以及后续观测记录，2019年9月开始，所有钻孔绘制钻孔浓度、负压、时间曲线，对钻孔抽采效果进行分析。

图13-抽采浓度折线图
通过使用机械水力一体化增透系统，在3103上底抽巷原有齐全的“钻、冲、筛、量、运、监”六位一体抽采体系中，增加了扩孔造穴这个环节，提高了单孔冲出煤量，提升了抽采效果，推进了整个抽采体系水平。

六、试用总结及下一步工作计划
1.优点
（1）通过机械造穴辅助水力冲孔，单孔煤量从原来的每孔4吨提升至8吨以上，提升了泄压增透效果，提高了钻孔抽采浓度、流量，保证了瓦斯抽采效果，保障了下一步煤巷掘进、工作面回采安全施工提供了有利的保障。

（2）设备自带的防喷装置，封闭性好，能够有效实现冲孔期间煤水进入振动筛进行分离，减少了涌向巷道的瓦斯量，提高了冲孔煤水筛分效率。

（3）采用高压密封三棱钻杆，钻杆连接密封性较好，也利于煤粉排出。

2.缺点
造穴装置与钻头不匹配，存在装置磨损，已联系厂家进行改进
3.下一步计划
（1）目前钻孔机械造穴辅助水力冲孔工艺效果显著，计划在矿井其他打钻地点逐步推进，并根据施工工序、清煤
工程量等，合理制定考核办法。

（2）由于机械造穴冲孔煤量较大，打钻地点存在冲孔煤粉、积水清理不及时，影响施工地点标准化。

加强现场管理和考核，保证施工地点标准化动态管理。

（3）与科研机构合作，对造穴工艺抽采影响参数进行井下考察，为下一步推进机械造穴工艺打好理论基础。

九矿的瓦斯抽采工作还存在许多不足之处，机械水力一体化增透系统还需要在现场实践中进一步总结、优化。

九矿全体职工，将继续在鹤煤公司领导下，推动机械水力一体化增透系统、通管直连、钻孔定向施工、远程智能化操控钻机等先进技术在我矿的应用，积极推进瓦斯抽采“三化一工程”建设，切实做好瓦斯抽采达标工作，提升矿井瓦斯综合治理水平。

我们热切希望各位领导、同仁多多指点工作中的不足，我们一定会认真改进，不断提升矿井瓦斯治理综合水平。