俯角下向钻孔施工及瓦斯抽采技术

【摘 要】本文通过改进下向钻孔施工工艺及瓦斯抽采期间实施自动排水技术，解决了钻孔施工排渣难、易垮孔、埋钻、孔内积水等问题，提高了瓦斯抽采效果。

【关键词】俯角下向钻孔；施工工艺；自动排水；抽采效果

1 问题的提出

下向抽采钻孔由于在施工过程中会出现因岩粉不能及时排出孔外，易造成堵孔、埋钻、钻孔内有积水等情况，影响抽采效果，确保孔内畅通显得尤为重要。

2 下向钻孔施工工艺的改进与效果

（1）为了保证下向钻孔内的岩粉能够及时排出孔外，不致因岩粉堵塞钻孔影响瓦斯抽采效果，防止埋钻事故的发生。故对原钻孔施工工艺进行改进，将原先的冲洗液由清水改为泥浆，运用此施工工艺后，在原只能施工50～80米的基础上，一次成功施工了8个下向钻孔，钻孔孔深在112-178m，取得了良好的效果。在采用上述钻孔施工工艺后，有效地解决了下向孔施工过程中的难题，为下向孔的成功施工积累了宝贵经验。

（2）成果的关键技术和创新点，解决关键问题的作用和程度，存在的问题和缺陷等

1）将原先正常钻进的冲洗液由清水改为泥浆后，一方面泥浆能及时地携带岩粉，将岩粉排出孔外，另一方面泥浆能及时的护住钻孔壁，防止出现跨孔。

2）在钻孔施工前先按比例配制好泥浆，选用往复型泥浆泵将泥浆送入孔内，通过泥浆来携带岩粉进行钻进。

3）若泥浆粘度太高，泥浆的流动性差，泵压大、排量低，影响进尺速度。若泥浆粘度过低，携带岩粉、悬浮岩粉和保护孔壁能力差，会造成孔底不干净，孔内不安全，钻进有裂隙地层时容易产生漏失。经试验钻孔冲洗液中泥浆的比重大致在1.05～1.3为易。

3 下向钻孔封孔工艺的改进与效果

（1）采用“两堵一封”封孔工艺，解决了由于围岩裂隙漏气，造成瓦斯抽采浓度不高，抽采率下降，大大降低了抽采效果的难题，满足矿井抽采达标要求。

（2）鉴于封孔段长达20～30m，若在前端缠绕麻袋时就倒入聚氨酯，因聚氨酯来劲时间有限，孔口方向接管、封堵时间基本来不及，为此采用专门制作的封孔气动罐，对里段注聚氨酯（如下图），即在下封孔管时，前端先包扎麻袋片，下至预封段，封孔管下到位后采用气动封孔装置经注聚氨酯4分小管向里端麻袋片位注入混合后的聚氨酯。

4 下向钻孔孔内积水自动排除及抽采效果

（1）在抽采过程中由于下向钻孔孔内积水多，有时还有岩层含水，在下向孔较深且俯角较大的情况下，只靠抽采负压作为动力无法排除下向孔内积水，从而影响瓦斯抽采效果，为更好的确保矿井安全生产，提高瓦斯抽采量，根据现场实际情况采取并应用了下向抽采孔排水技术，使用下向抽采孔排水技术后，解决了下向孔内积水无法排除问题，大大提高了瓦斯抽采浓度和抽采效果，抽采浓度能提高到1.5～2.0倍。

（2）具体作法：首先对下向孔内4分压风管优化布置，原管路下在封孔管与钻孔之间，容易出现煤（岩）粉堵塞管路、巷道来压垮孔损坏管路等问题影响正常使用，现通过自制的连接装置，将压风管下在封孔管内，有效地保护管路正常工作；然后对压风排水系统进行优化，1）在压风管路上安装电磁阀实行电控排风；2）每个下管钻孔安装手动快阀便于人工检查、控制；3）钻孔合茬抽采实行气水渣分离；4）电子自动放水器前加装滤渣箱保护电器使用寿命。

（3）工作原理：排水装置里端连接4分排水管下至抽采管中，距孔底0.3米处，排水装置外端用软管连接压风管路，管路中间加入电磁阀，设定每一小时打开一次，供风五分钟，利用压风及负压形成排水通道，将下向孔内的积水排入气水分离管路，瓦斯通过排气管路进入抽采支管，水渣由引水管路流入滤渣箱，然后进入电子控制自动放水器或可控机械式高负压自动放水器中。

（4）该项技术操作简便、回收率高、节省人力、可根据水量设定排水时间等优点。

5 结论

通过改进下向钻孔施工工艺及瓦斯抽采期间实施自动排水技术，解决了钻孔施工排渣难、易垮孔、埋钻、孔内积水等问题，提高了瓦斯抽采效果。

参考文献：

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