区域瓦斯治理难题长期制约着潞安集团余吾煤业公司安全高效掘进,面对瓦斯治理难题,该公司重新启用了千米定向钻机,先后在S3102、S5206、S1301综采工作面实施定向预抽钻孔,解决了工作面中部抽采空白带受限的问题,为该公司松软煤质条件下高瓦斯掘进工作面区域瓦斯治理探索出一条新路子。
紧贴现场溯根源 重启钻机再出发
早在2012年,该公司就引进了瓦斯治理先进技术装备,添置了2台千米定向钻机,以期对掘进工作面进行区域模块化预抽,实现瓦斯超前治理。然而,钻孔实际施工过程却是困难重重,矿井80%的打钻区域钻孔成孔困难,存在塌孔抱钻现象,被迫无奈,只能暂时放弃定向钻机长距离煤孔施工试验。
暂时的休整是为了更好的前进。2019年,该公司重新启用定向钻机后,瓦斯治理研究中心根据矿井瓦斯地质现状,结合千米定向钻机的适用条件,对前期定向钻机试验失败原因进行了研究分析。
历经一年的时间,经过多次现场比对分析,他们发现钻孔成孔率受煤层瓦斯压力、裂隙发育区煤体破坏程度、钻孔倾角等影响较大,钻孔成孔质量表现出明显的区域差异性。
该公司瓦斯治理研究中心副主任周建伟说,煤层埋深相对较浅,瓦斯含量相对较低,煤质相对较硬的南一采区钻孔成孔率相对较好,最大煤孔深度可达664米;而埋深相对较深,瓦斯含量相对较高的采区,目前采用的单一煤孔施工工艺仍具有一定的局限性,所以我们必须改进施工工艺以适应埋藏深、含量高、煤质软的瓦斯地质条件。
深入调研寻出路 攻坚克难谋突破
如何解决长距离煤孔施工过程塌孔夹钻问题?老路显然走不通,必须转变思路,另辟蹊径。周建伟组织攻关小组技术人员开展了定向钻机施工技术调研,通过查论文、阅资料、跑现场、听报告等方式,最终找到了解决办法。
在调研中发现,煤层顶板底板梳状、羽状分支长钻孔区域预抽掩护煤巷掘进技术基本成熟,这种将主孔布置在稳定的岩层中,在主孔中开分支施工短距离煤孔的打钻工艺,能够使主孔这个瓦斯流动的“主干道”摆脱煤质条件的限制向更远区域延伸。
周建伟打了个比方:这种长钻孔区域预抽掩护掘进技术打通了瓦斯抽采“主干道”,即使因塌孔堵塞了部分“支流”,也不会影响瓦斯抽采。
为了确保新工艺试验成功,该公司邀请江苏中煤经验丰富的钻机司机驻矿培训指导,短短一个多月,便有5名千米钻机司机成功掌握了钻孔开分支施工技术,大大提升了施工效率。解决这一难题后,他们将钻场设在煤层巷道中,第一个孔施工至42米顺利穿过煤层,但施工至80米时便因孔内塌孔夹钻严重无法继续施工。
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