瓦斯抽放系统装备及施工课件.ppt

1、2022-8-15瓦斯抽放系统装备及施工瓦斯抽放系统装备及施瓦斯抽放系统装备及施工工瓦斯抽放系统装备及施工第一节钻孔设备及施工第一节钻孔设备及施工v 一、钻孔工具一、钻孔工具v(一一)钻钻 机机v 用钻孔抽放瓦斯是煤矿各类瓦斯抽放方法中最常用的方法，抽放瓦斯用钻机正向大功率、长距离和大孔径方向发展。经过多年的发展，我国自行研制的钻机已基本上能满足抽放瓦斯的需要。瓦斯抽放系统装备及施工v 1、钻机类别、钻机类别v 钻机按动力种类可分为液动、电动和风动钻机三种；按传动方式分为全液压传动和机械液压传动两种；按结构形式分为滑台动力头式和立轴回转式两种。v 我国煤矿抽放瓦斯用钻机种类较多的主要机型有，煤

2、科总院重庆分院生产的ZYG系列、ZK 系列、ZF系列风动钻机，ZD系列大孔径钻机等；煤科总院西安分院生产的MK系列钻机(如图6-1，图6-2所示)；瓦斯抽放系统装备及施工v 煤科总院抚顺分院的MYB系列、ZFD系列钻机等。此外，还有镇江煤矿专用设备厂生产的MYZ系列、ZF系列风动钻机；石家庄煤机厂生产的TXU系列钻机等。钻孔深度可达30-250m，最深为600m；终孔直径一般为95mm，；电机功率为5.5-75kW。瓦斯抽放系统装备及施工图6-1 ZDY(MK)系列全液压钻机瓦斯抽放系统装备及施工图6-2 MK系列全液压钻机主机结构简图1-回转器 2-夹持器 3-给进装置 4-机架瓦斯抽放系统

3、装备及施工v 2、钻机的发展方向、钻机的发展方向v(1)开发本层抽放孔的长距离钻孔工艺及装备，特别是顺煤层长钻孔的工艺与装备；v(2)研制硬岩钻具及配套钻机，首先解决金刚石旋转钻具及配套钻机存在的问题，再进一步研究新的钻孔工艺及装备，如牙轮钻头和冲击器及配套机构，以加快钻进速度；v(3)研究大直径长钻孔抽放瓦斯的工艺及装备；瓦斯抽放系统装备及施工v(4)研制机械化水平高的钻机，除接卸钻杆机械化外，还应使其实现搬运机械化、锚固机械化，以减轻工人的体力劳动；v(5)研制远距离自动控制钻机，解决突出煤层钻进过程中的安全问题。瓦斯抽放系统装备及施工v 3、钻机的操作、钻机的操作v(1)TXU系列液压钻

4、机的操作方法：v 松开回转器连接盘与变速箱体连接的螺母，回转器绕变速箱输出轴回转，实现不同钻孔倾角的调整。v 升降钻具时可打开回转器，直接进行升降钻具。v 操纵绞车联动手把，使手把处于联动或断开位置，可使绞车运行或停止运行。瓦斯抽放系统装备及施工v 操纵变速手把，可使主轴变换转动速度。v 操纵调压阀，使手轮顺时针旋转或逆时针旋转，便可根据钻孔工艺参数的要求实现钻压的增大或减小。v 操纵液压卡盘控制阀手把，使其处于卡紧或松开位置，液压卡盘实现卡紧或松开，以达到卡紧或松开钻杆，进行钻孔作业。瓦斯抽放系统装备及施工v 操纵给进控制手把，使其处在后退、停止、给进、浮动不同位置，推进缸便可实现前进、停止

5、、后退和浮动状态，实现钻孔的不同工序作业。v 操纵调速阀手轮，使其顺时针旋转或逆时针旋转，推进缸运行速度改变。v 联动绞车手把后，操纵绞车手把即可使绞车运行，实现升降钻具作业。瓦斯抽放系统装备及施工v(2)MK系列全液压钻机的操作方法如下：v 油马达回转操作手把向前推，回转器正转；手把向后拉，回转器反转；中间位停止。v 卡盘、夹持器的操作手把向前推，夹持器松开（卡盘卡紧）；手把向后拉，卡盘松开（夹持器卡紧）；手把在中间位置时，卡盘、夹持器均卡紧。瓦斯抽放系统装备及施工v 给进、起拔操作手把向前推，回转器前进，即给进；手把向后拉，回转器后退，即拔起；手把在中间位置时，回转器浮动，此时可装卸钻杆。

6、v 操纵截止阀手把可接通或关闭夹持器的油路。手把处于水平位置时油路接通，手把处于垂直位置时油路关闭，夹持器处于松开位置。瓦斯抽放系统装备及施工v 操纵增压调节手轮可调节系统的辅加压力。顺时针旋转手轮时，系统压力提高。v 图6-3金刚石复合片(PDC)钻头v 操纵给进压力调节手轮可改变给进压力。顺时针方向旋转时，给进压力增加，反时针方向旋转时，给进压力减小。瓦斯抽放系统装备及施工v(二二)钻杆钻杆v 钻进岩石孔的钻杆直径一般为42-50mm，钻进煤孔的钻杆直径稍大一些，为60-89mm，每节长度为1-2m。钻杆应选用弹性好和耐磨损的无缝钢管制成。v 钻杆应用梯形螺纹或圆锥管螺纹连接。钻杆弯曲度每

7、1m不得超过1mm，两端螺纹必须保证同轴性，任一端面之间偏差不得超过0.5mm。v 在松软煤层及突出危险煤层钻进，可采用螺旋钻杆干式钻进，以防跨孔。瓦斯抽放系统装备及施工v(三三)钻头钻头v 钻头有合金片钻头、金刚石钻头和PDC复合片钻头。如图6-3、图6-4所示v PDC复合片实际上就是在合金片上镶有1mm厚的人造金刚石粉末。抽放钻孔施工采用P.C复合片钻头最好，在钻进各种硬度的岩层时，其综合效益最高。瓦斯抽放系统装备及施工图6-3金刚石复合片(PDC)钻头瓦斯抽放系统装备及施工图6-4 金刚石钻头瓦斯抽放系统装备及施工v 二、抽放钻孔施工二、抽放钻孔施工v(一一)抽放钻孔施工中常见的安全事

8、故抽放钻孔施工中常见的安全事故v 1、在钻进过程中发生瓦斯燃烧、爆炸和熏人窒息事故、煤与瓦斯突出事故；v 2、由于电气设备失爆失保而造成电气伤人事故；v 3、施工场所片帮冒顶伤人事故；v 4、钻机操作不熟练而造成钻杆搅人及牙钳伤人事故；v 5、钻孔排屑不及时，产生煤尘积聚，从而造成煤尘燃烧、爆炸事故。瓦斯抽放系统装备及施工v(二二)钻孔施工安全措施钻孔施工安全措施v 1、防止在钻孔施工过程中发生瓦斯超限、防止在钻孔施工过程中发生瓦斯超限v(1)钻孔施工作业场所必须要有良好的通风，并安设瓦斯自动报警断电仪。v(2)对于瓦斯涌出量大的作业场所，钻孔必须装有防止瓦斯大量泄出的防喷装置，实行“边钻边抽

9、”，如图6-5所示。v(3)在钻孔施工过程中，必须安设专职瓦斯检查员加强对钻孔施工处的瓦斯等气体的检查，严禁瓦斯超限作业，施工作业人员在钻孔施工过程中还必须佩带便携式瓦斯自动报警仪。瓦斯抽放系统装备及施工图6-5 边钻边抽瓦斯装置1-钻杆；2-100mm抽放管；3-水包；4-放水弯管；5-胶皮挡板；6-孔口套管；7-正常抽放用管路接头；8-钻孔；9-封孔材料；10-25mm放水管瓦斯抽放系统装备及施工v 2、防止在钻孔内发生瓦斯燃烧、爆炸和熏、防止在钻孔内发生瓦斯燃烧、爆炸和熏人事故人事故v(1)采用风力排屑时，必须保证钻孔排屑畅通，且施工地点必须配备足够数量的灭火器材。v(2)采用水力排屑时

10、，钻孔直径应比钻杆直径大50以上，并且在钻孔施工过程中，严禁用铁器敲砸钻具。瓦斯抽放系统装备及施工v 3、防止在钻孔施工过程中发生煤和瓦斯突、防止在钻孔施工过程中发生煤和瓦斯突出事故出事故v(1)在突出煤层打钻孔时，操作人员应经专门培训，掌握突出预兆，熟悉避灾路线，并佩带自救器。v(2)在突出煤层中打钻时，设置防护挡板。钻孔施工处必须用厚度不小于50mm的木板一次性背严背实，并在背板外侧用直径不小于180mm的圆木(不少于2根)紧贴背板打牢，圆木向上插入顶板不得少于200mm，向下插入底板不得少于300mm。瓦斯抽放系统装备及施工v(3)封孔时套管长度应大于2m，套管口应装密封安全装置，以保证

11、钻孔喷孔或突出时人员和设备的安全。v(4)在钻孔施工过程中，若发现有突出预兆及异常现象时，瓦检员和施工负责人要迅速将所有人员撤至安全地带，同时切断该巷道内所有电气设备的电源，并及时向矿总工程师、矿调度所及有关单位汇报，待经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后，方可继续施工。瓦斯抽放系统装备及施工v 4、防止钻孔施工作业场所发生片帮冒顶事、防止钻孔施工作业场所发生片帮冒顶事故故v 必须加强钻孔施工作业场所及周围巷道的支护，严禁空帮空顶。v 5、防止在钻孔施工过程中发生电气伤人事、防止在钻孔施工过程中发生电气伤人事故故v(1)施工钻孔的所有电气设备的防爆质量必须符合煤矿安全规程中的有关规定，加强

12、电气设备的检查与维护，严禁电气设备失爆失保，确保设备完好。v(2)施工钻孔的电气设备的电源必须和作业场所的局部通风机和瓦斯探头实行风、电和瓦斯、电闭锁。瓦斯抽放系统装备及施工v 6、防止在钻孔施工过程中发生机械伤人事、防止在钻孔施工过程中发生机械伤人事故故v(1)施工钻孔前，必须将钻机摆放平稳，打牢压车柱，吊挂好风水管路及电缆。v(2)钻孔施工过程中，钻杆前后不准站人，不准用手托扶钻杆。v(3)所有施工人员要将工作服穿戴整齐，佩戴好护袖或将袖口扎牢。瓦斯抽放系统装备及施工v(4)钻孔施工过程中，操作人员要按照钻机操作规程和钻孔施工参数要求精心施工，严格控制钻进速度，钻机不得在无人看管的情况下运

13、转，人工取下钻杆及加钻杆过程中，钻机的控制开关必须处在停止位置，严禁违章作业。v 7、防止在钻孔施工过程中发生煤尘事故、防止在钻孔施工过程中发生煤尘事故v 在钻孔施工过程中，采用风力排屑时，必须采取内喷雾或外喷雾等有效的灭尘措施。瓦斯抽放系统装备及施工v(三三)抽放钻孔施工时的应注意的几个问题抽放钻孔施工时的应注意的几个问题v 1、钻孔要严格按照标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深进行施工，严禁擅自改动。v 2、安装钻杆时应注意以下问题：v(1)先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损，不合格的严禁使用。v(2)连接钻杆时要对准丝扣，避免歪斜和漏水。v(3)装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬

14、质合金片、夹扁钻头和岩芯管v(4)安装钻杆时，必须在安完第一根扣后，再加接第二根瓦斯抽放系统装备及施工v 3、钻头送入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢转，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。v 4、采用清水钻进时，开钻前必须供水，水返回后才能给压钻进，并要保证有足够的流量，不准钻干孔；孔内岩粉多时，应加大水量，延长开泵时间，切实冲好孔后方可停钻。v 5、采用压风钻进时，开钻前必须先供压风，压风返回后才能给压钻进，并要保证有足够的风量。孔内煤(岩)粉多时，应加大压风量，否则必须停钻。瓦斯抽放系统装备及施工v 6、钻进过程中每班必须固定专人测量、记录钻孔的深度。v 7、钻进过程中的注意

15、事项：v(1)发现煤壁松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减小以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆。v(2)钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风并及时封孔。v(3)钻孔钻进时出现瓦斯急剧增大、顶钻等现象时，要及时采取措施进行处理。v(4)钻进过程中出现响煤炮剧烈、喷孔严重时，必须停止钻进，并保持钻机空运转。瓦斯抽放系统装备及施工v 8、临时停钻时，要将钻头退离孔底一定距离，防止煤岩粉卡住钻杆；停钻8小时以上时应将钻杆拉出来。v 9、提出钻具时的注意事项：v(1)提钻前，要丈量机上余尺。v(2)提钻前，必须用清水冲孔，排净煤、岩粉。瓦斯抽放系统装备及施工v(四四)M

16、K-4钻机的操作方法钻机的操作方法v 1、开钻前的准备：、开钻前的准备：v 油箱内加满清洁油液(钻机正常工作后油面应在油位指示计的中间偏上部位约2/3处)，一般用N46抗磨液压油，如果环境温度较高可用N68抗磨液压油。v 检查钻机各部分紧固件是否紧固，主机稳装是否牢固。v 在需要润滑的部位加注润滑油和润滑脂。瓦斯抽放系统装备及施工v 检查各油管是否连接无误。v 排量调到额定值的三分之一，(在油泵端头有名牌指示)。v 操纵台上各操作手把放在中间位置，增压、背压调节手轮顺时针调到极限位置，给进压力调节手轮调到中间位置，马达变速手把调到所需的位置上(低速)。v 打开油箱上的截止阀，此阀未打开前不准起

17、动电机。瓦斯抽放系统装备及施工v 2、启动、启动v 接通电源。v 试转电机，注意转向是否与油泵要求一致。v 起动电机，观察油泵运转正常(应无异常声响，操纵台上的回油压力表应有所指示)检查各部件有无渗漏油。v 使油泵空转35分钟后再进行操作，如油温过低，空转时间应加长，待油温达20左右时，才可调大排量进行工作。瓦斯抽放系统装备及施工v 3、试运转、试运转v 油马达正转、反转双向试验，运转应正常平稳，系统压力表读数不应大于3.5MPa。v 反复试验回转器的前进、后退，以排除油缸中的空气，直到运转平稳为止，此时系统压力不应超过2.5MPa。v 试验卡盘、夹持器，开合应灵活，动作要准确。v 检查各工作

18、机构的动作方向与指示牌的标记方向是否一致，如不一致应及时调换有关油管。例：回转器马达的正反转，回转器的前进和后退等。瓦斯抽放系统装备及施工v 在以上各项试运转过程中，各部分有无漏油现象，如发现应及时排除。v 4、开钻、开钻-无岩芯开孔无岩芯开孔v 从回转器后端插入一根钻杆，穿过卡盘，项在夹持器端面上(因此时夹持器闭合，不能穿入)。v 将起下钻转换手把推到下钻位置，向前推给进起拔手把，使钻杆插入夹持器，在夹持器前方人工拧上无岩心钻头，准备钻进。瓦斯抽放系统装备及施工v 5、下钻、下钻v 将回转器翻转到一侧，抽出夹持器卡瓦，将小于108mm的粗径钻具下入孔内，用垫叉悬置在孔口管(钻下垂孔时)，顶在

19、夹持器前端(钻上仰孔时)。v 使回转器复位，从回转器后端插入钻杆，将起下钻手把置于下钻位置，向前推给进起拔手把(即给进回转器)使钻杆穿过夹持器，与粗径钻具接头连在一起(手动或机动)，然后装上夹持器卡瓦。瓦斯抽放系统装备及施工v 搬动给进起拔手把，依靠回转器的往复移动将钻杆送入孔内，待钻杆尾端接近回转器主轴后端时停止送入。v 从回转器后端插入第二根钻杆，人工对上丝扣，后退回转器，正转马达(卡盘自动夹紧)拧好钻杆，重复c操作，送入第二根钻杆。以后依次反复，直到送完全部钻杆。瓦斯抽放系统装备及施工v 6、钻进、钻进v 接上水龙头，开动泥浆泵，向孔内送入冲洗液；v 待孔口见到返水后，将给进起拔手把拉向

20、起拔位置，使回转器后退到极限位置，将转换手把置于起钻位置，使夹持器完全打开，随之关闭截止阀，使夹持器保持打开状态。同时，反时针旋转背压调节手轮，使其关小(垂直孔关死)。推动马达回转手把让回转器正向旋转(注意切勿反转)，再将给进起拔手把回到中位，转换手把置于中间位置。瓦斯抽放系统装备及施工v 根据具体情况调整回转速度进行加压或减压钻进。v 加压钻进：将给进压力调节手轮朝反时针方向旋转到极限位置(此时给进压力最小)，顺时针旋转背压调节手轮，当钻具开始移动时停止旋转，让钻头慢慢推向孔底进行扫孔。扫孔完毕，旋转背压调节轮，使背压为零，再把给进起拔手把推到给进位置；然后逐渐增大钻进压力(顺时针方向旋转给

21、进调节手轮)使达到规定值，开始正常钻进。v 减压钻进：钻进下垂孔时，若钻具重量超过钻头所需压力时，应作减压钻进，朝顺时针方向旋转背压手轮，减小背压；使钻具缓慢下移进行扫孔。待钻头接触孔底后，再继续减小背压，提高孔底压力到达规定值，开始正常钻进。瓦斯抽放系统装备及施工v 7、倒杆、倒杆v 减小孔底压力，停止给进，转换手把置于下钻位置，然后停止回转，打开截止阀，夹持器夹住钻具。v 退回回转器。v 借助于给进，打开夹持器，关闭截止阀，然后重新开始钻进(操作同前)。瓦斯抽放系统装备及施工v 8、加杆、加杆(接长钻具接长钻具)v 减小孔底压力，停止给进和回转，打开截止阀。v 停供冲洗液，卸下水龙头。v

22、接上加尺钻杆，再接上水龙头，退回回转器，打开夹持器，关闭截止阀，即可开始钻进。瓦斯抽放系统装备及施工v 9、停钻、停钻v 减小孔底压力，停止给进和回转，打开截止阀。v 将钻具提离孔底一定距离(参考起钻说明)。v 停供冲洗液。瓦斯抽放系统装备及施工v 10、起钻、起钻v 停供冲洗液，卸下水龙头。v 将起下钻转换手把置于起钻位置，回转器马达排量调到最大。v 搬动给进起拔手把，拉出钻杆，待欲卸的接头露出夹持器300mm左右时停止，反转马达拧开钻杆(注意：开始卸钻杆时回转器绝不能后退到极限位置，须留70mm以上的后退余地，以便回转器能在卸扣过程中随着丝扣的脱开而自动后退，否则将会损坏机一件或钻杆丝扣)

23、。瓦斯抽放系统装备及施工v 前移回转器，使孔内钻具的尾端进入卡盘，同时取下已卸开的钻杆。v 拉出下一根钻杆，再按操作。如此循环往复，直到拔出孔内全部钻杆。v 最后取出粗径钻具。瓦斯抽放系统装备及施工v(五五)MK-4 钻机的稳装钻机的稳装v 1、在钻机运输之前，先准备好场地，根据钻孔倾角，所用钻杆、岩心管的长短进行挑顶、起底或扩帮等工作。v 2、钻机运到工地之后，先稳装主机，再将操纵台、泵站摆放在有利操作安全的地方。瓦斯抽放系统装备及施工v 3、在安装主机之前，根据钻孔倾角大小确定机身与机架的连接方式。当钻进下斜孔或垂直孔时，先将支撑杆接上，再将机身与立柱横梁、支撑杆横梁，支撑杆与横梁上锁紧卡

24、瓦分别松开，用支撑油缸将机身缓缓顶起到所要求的角度，并将松开的卡瓦锁紧。最后用地脚螺钉把底座固定在基台木上，如图6-6所示。v 4、当钻进大角度上斜孔时，机身要调头安装，支撑油缸杆在机身下面接头座上偏心安装。调整角度方式同前，如图6-7所示。瓦斯抽放系统装备及施工v 图6-6 MK-4钻机钻垂直孔时安装示意图瓦斯抽放系统装备及施工v 图6-7 MK-4钻机机身调头安装示意图瓦斯抽放系统装备及施工v(六六)井下钻探瓦斯抽放钻孔时的交接班内容井下钻探瓦斯抽放钻孔时的交接班内容v 1、接班内容、接班内容v(1)进入接班地点v 按要求时间进入接班地点。v(2)询问上一班状况v 进入现场询问交班负责人上

25、班工作任务完成情况及存在问题。v(3)现场检查瓦斯抽放系统装备及施工v 检查现场顶板、煤帮和支护是否完好。检查时必须做好敲帮问顶工作。v 对钻机进行开机前的准备检查。v(4)问题的处理v 对上一班工程质量及钻机存在的问题，交接双方负责人确定后，协同处理，遗留问题落实责任向上汇报。v(5)履行手续v 接班完毕后在交接簿上签字。瓦斯抽放系统装备及施工v 2、交班内容、交班内容v(1)交班前的准备v 交班前对当班完成的工作进行全面检查。v(2)向接班人交代本班情况及存在的问题v 向接班人交代本班工作完成情况，工程质量情况及本班存在的问题与处理情况。瓦斯抽放系统装备及施工v(3)接受接班人现场检查v

26、陪同接班人对工作任务、工程质量和钻机进行全面检查。v(4)问题的处理v 存在问题协同处理，遗留问题落实责任后向上汇报。v(5)履行交接手续v 交接完毕后，在交接簿上签字。瓦斯抽放系统装备及施工v(七七)MK-4钻机使用中的维护保养钻机使用中的维护保养v 1、应尽量使用液压油；如果没有液压油而以相同粘度的机械油作代用品时，元件使用寿命将受影响。v 2、初次加油时，应认真清洗油箱，所加液压油必须用滤油机过滤。v 3、在井下不许随便打开油箱盖和拆卸液压元件，以免混入脏物。v 4、使用中应经常检查油面高低，发现油量不足即应通过空气滤清器加油。瓦斯抽放系统装备及施工v 5、回油压力超过0.6MPa应更换

27、回油滤油器芯。v 6、定期检查液压油的污染和老化程度(可采用与新油相比较的方法)。如发现颜色暗黑混浊发臭(老化)，或明显混浊呈乳白色(混入水分)，则应全部更换。v 7、开动以前或连续工作一段时间以后，应注意检查油温。通常油温在10以下时，要进行空负荷运转提高油温，超过55则应使用冷却器。瓦斯抽放系统装备及施工v 8、机身导轨表面，应在每次起下钻前加润滑油一次，夹持器滑座应经常加注润滑油。v 9、使用泥浆时，要经常用清水冲洗卡盘四块卡瓦之间的缝隙。瓦斯抽放系统装备及施工v(八八)MK-4钻机搬迁时的注意事项钻机搬迁时的注意事项v 1、如作较长距离的搬迁，拆下油管后，所有的接头及油管接头均需用堵头

28、封堵，且要盘绕整齐，以免运输过程中挂断。v 2、如装车运输，应将各部锁紧轴瓦松开，把机身下落到适当高度，然后锁紧轴瓦。v 3、在起重、装卸、运输过程中，应注意保护压力表，操作手把，手轮、外露油管接头，机身导轨、滤清器、冷却器等零部件。v 4、所有部件在搬运过程中，均不允许顺坡道滚放，也不能从水中通过。瓦斯抽放系统装备及施工v(九九)MK-4钻机常见故障及排除方法钻机常见故障及排除方法v MK-4钻机常见故障及排除方法见表6-2。课本P73页瓦斯抽放系统装备及施工v(十十)瓦斯抽放钻孔施工中常见故障的预防和瓦斯抽放钻孔施工中常见故障的预防和处理处理v 1、钻孔垮塌、钻孔垮塌v【故障原因】v 钻头

29、穿过褶曲、断层、地质破碎带；v 钻头通过松散易碎煤层；节理、层理、裂隙发育的岩层和煤层；v 在节理发育，倾角大的煤岩层中，冲洗液渗入层理引起离层；v 冲洗液量使用不当；v 钻具受压过重或钻杆弯曲旋转后发生剧烈振动。瓦斯抽放系统装备及施工v【故障预兆或现象】v 从钻孔返回的冲洗液中粗粒钻屑增多，卸开钻杆时冲洗液无回压现象；v 塌陷下来的碎屑积聚在环形间隙内，使冲洗受到阻塞形成水压升高；v 煤岩塌陷，造成钻孔局部堵塞。钻具下不到底。起拔能力增加，严重时发生卡钻；v 钻进中旋转不灵，给进与起拔能力明显增加。瓦斯抽放系统装备及施工v【防止和处理措施】v 连续不停地钻完不稳定的煤岩层；v 下套管；v 防

30、止突然停水、停电现象；v 适当增加冲洗液量和泵压力，将垮塌的煤岩石块冲出孔外；v 备足专用钻头和各种型式的肋骨钻头；v 钻杆应平直，防止钻孔弯曲；v 操作人员分工协作，随时掌握钻孔垮塌预兆，以便及时处理。瓦斯抽放系统装备及施工v 2、钻孔超径、钻孔超径v【故障原因】v 在松软、易碎的煤岩层钻进时，冲洗液流量过大、压力过高；v 钻孔换径次数过多；v 钻孔局部受到煤、岩屑堵塞，仍然继续供水钻进；瓦斯抽放系统装备及施工v【故障预兆或现象】v 冲洗液流量突然增大，压力升高；v 钻屑明显增多；v 钻孔局部受堵，从孔内返回的冲洗液减少；v【防止和处理措施】v 控制冲洗液流量要适当，流速要均匀；v 在钻进中

31、不轻意改变钻头直径；瓦斯抽放系统装备及施工v 3、钻孔缩径、钻孔缩径v【故障原因】v 在塑性岩层钻进，岩石吸水膨胀；v 在倾角大的层理、节理发育岩层，由于冲洗液渗入，使岩层离层错位；v 钻头型式选择不当，合金型号、形状与实际岩性不符；v 合金片镶焊不牢固或不符合要求，钻进中崩刃脱落及外刃磨损严重；v 钻进中操作不当，使合金片损坏。瓦斯抽放系统装备及施工v【故障预兆或现象】v 在钻进中，钻头或岩芯管被卡住，给进费力，速度减慢；v 向外退钻杆时费力或拉不动；v 电动机声音异常或发热；v 钻孔内发出“吱吱”磨铁声；v 钻机晃动。瓦斯抽放系统装备及施工v【防止和处理措施】v 根据煤质与岩性，合理选择合

32、金片的型号及形状；v 在塑性岩层钻进时不宜采用过大的冲洗液量；v 合金片要镶焊牢固，内外底角出刃应一致，符合设计要求；v 更换新钻头后，应缓慢扫孔，轻压钻进。瓦斯抽放系统装备及施工v 4、卡钻、卡钻v【故障原因】v 冲洗液流量过小，钻屑在孔内逐渐积聚；v 在松软、易碎的煤岩层钻进，冲洗液渗透到煤岩裂隙中，产生坍塌、掉块、位移及膨胀；v 在倾角大或断裂地带打钻孔时，孔壁凸凹不平，冲洗液流动不畅，钻屑堆积；瓦斯抽放系统装备及施工v 钻具不符合要求，稳定性差，回转时对孔壁产生敲打现象，加上冲洗液的冲刷掉块增多；v 操作不当，使孔严重弯曲或形成键槽；v 停钻或交班时未及时后退钻杆；v 在瓦斯含量大或有

33、突出危险的煤层打钻孔时，瓦斯突然释放或伴随喷出煤粉。瓦斯抽放系统装备及施工v【故障预兆或现象】v 钻杆旋转速度减慢，以致停止转动；v 旋转扭矩急剧上升，冲洗液不返回或压力升高；v 冲洗液中粗粒钻屑增多；v 电动机和钻机发出异常声音；v 钻孔内瓦斯涌出量突然增加或有煤粉喷出。瓦斯抽放系统装备及施工v【防止和处理措施】v 冲洗液流量应适当，防止钻屑淤积；v 钻机要固定牢固，钻头直径应一致，钻杆要平直，磨损严重不合格的钻杆要及时更换；v 边钻进边将钻屑全部排出。一旦发生塌孔卡钻，应加大水量进行洗孔，待运转正常后再钻进；v 遵守操作规程，正确掌握给进速度。当发现冲洗液减少时，要注意排钻屑或减慢给进速度

34、；瓦斯抽放系统装备及施工v 在地质破碎带或倾角大的煤岩层打钻孔时，应慢速钻进，孔壁应尽量光滑。一有卡钻预兆应立即后退钻杆反复钻进，直至卡钻现象消失；v 钻进时 随时观测瓦斯涌出量及动力现象。并要采取相应措施（如退钻、空转等）。当确认正常后再钻进；瓦斯抽放系统装备及施工v 因故障停钻或交接班停钻时，要将钻杆退到安全位置，或将钻杆全部拔出；v 钻具被大量钻屑淤塞不能取出时，可用压力水由外向里冲刷堵塞物，直至取出钻具为止；v 钻具被卡取不出时，可用大一级岩芯管扩孔，取出被卡钻具。瓦斯抽放系统装备及施工v 三、抽放钻孔封孔三、抽放钻孔封孔v 瓦斯抽放钻孔的封孔方法的选择应根据抽放方法和孔口处煤(岩)层

35、位、岩性、构造等因素综合确定，因地制宜地选用新方法、新工艺。封孔方法应满足密封性好、操作方便、速度快、材料便宜等要求。v 一般情况下，岩壁钻孔，宜采用封孔器封孔，封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求；煤壁钻孔，宜采用充填材料进行压风封孔。封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下，亦可选用水泥砂浆或其它封孔材料。瓦斯抽放系统装备及施工v 1、机械式封孔器封孔v 封孔器封孔一般用于成孔好的钻孔，否则，由于钻孔形状难以保持规则的圆形及孔壁破碎，而使封孔效果不好。v YQ-1型封孔器如图6-8所示，由内管、外管和胶皮胀圈构成。封孔时，将封孔器插入钻孔，通

36、过专门的机构使内、外管相对运动，挤压前端的胶皮胀圈，使之径向膨胀将钻孔封堵严密。封孔长度一般为25m。瓦斯抽放系统装备及施工图6-8 YQ-1型封孔器1-螺头螺母；2-前挡圈；3-胶圈；4-后挡圈；5-外管；6-内管；7-固定螺钉瓦斯抽放系统装备及施工v 2、水泥砂浆封孔v 水泥砂浆采用水泥、砂子与水混合搅拌而成，水泥与砂子的质量比为1 2.41 2.5，砂子颗粒直径为0.51.5mm。v由于采用人工封孔时封孔长度只能达到3m，因此通常采用有压气封孔(见图6-9所示)或利用泥浆泵封孔(见图6-10所示)，封孔长度可达5m以上。瓦斯抽放系统装备及施工图6-9 压气封孔1-注浆罐 2-压气管 3-

37、水管 4-胶管 5-抽放管 6-水泥砂浆 7-钻孔 8-木塞(挡盘)瓦斯抽放系统装备及施工图6-10 用泥浆泵封孔1-钻孔 2-抽放管 3-水泥砂浆 4-注浆管 5-封孔口水泥 6-木塞瓦斯抽放系统装备及施工3、聚氨脂封孔 聚氨酯封孔具有密封性好、硬化快、膨胀性强的优点。它由甲乙两组药液混合而成，甲组药液占总重的37.52%，乙组药液占总重的62.48%。v 聚氨酯封孔常用卷缠药液法，采用这种封孔法时的抽放管结构如图所示6-11所示，操作程序如图6-12所示，封完的钻孔如图6-13所示。瓦斯抽放系统装备及施工v 图6-11 采用卷缠药液法封孔时的抽放管结构示意图1-铁挡盘 2-木塞 3-橡胶垫

38、圈 4-毛巾布 5-铁丝 6-抽放管瓦斯抽放系统装备及施工图6-12卷缠药液法封孔操作程序示意图1-原液 2-混合 3-搅拌 4-混合液倒在毛巾布上，边倒边缠 5-卷缠完毕 6-向钻孔送抽放管瓦斯抽放系统装备及施工v 图6-13 卷缠药液法密封钻孔密封后的情况示意图1-钻孔 2-聚氨酯密封段 3-水泥砂浆瓦斯抽放系统装备及施工v 在卷缠好药液的抽放管插入钻孔后约5min药液开始发泡膨胀，20min停止发泡，逐渐硬化固结，它在自由空间内约膨胀20倍，在钻孔内可借此膨胀性能将钻孔密封。为避免抽放管因碰撞晃动而影响封孔质量，孔口处尚需用水泥砂浆将抽放管封固，或用木楔楔紧。v 聚氨酯封孔也有采用压注药

39、液法施工的。压注药液系统如图6-14所示。瓦斯抽放系统装备及施工图6-14 压注药液系统1-气源泵 2-送气胶管 3-混液罐 4-输液管 5-聚氨酯 6-抽放管 7-钻孔瓦斯抽放系统装备及施工v 4、速凝膨胀水泥封孔v 普通水泥砂浆不仅凝固时间长，并且当钻孔倾角小于30时，凝固后要形成收缩缝口。而采用速凝水泥，1天内即可达到普通水泥砂浆28天固化强度的80%，并有膨胀性，适合于密封水平孔。(如图6-15)瓦斯抽放系统装备及施工图6-15 速凝水泥浆封孔系统1-注浆罐 2-压风管 3-水管 4-胶管 5-抽放管 6-速凝水泥浆 7-挡盘 8-钻孔 9-堵泥瓦斯抽放系统装备及施工v 5、封孔长度v

40、(1)孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时，封孔长度可取23m；v(2)孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时，封孔长度可取46m；v(3)在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取58m；v(4)采用除聚氨酯外的其它材料封孔时，封孔段长度与封孔深度相等；瓦斯抽放系统装备及施工(5)采用聚氨酯封孔时，封孔参数见表采用聚氨酯封孔时，封孔参数见表6-3所示。所示。封孔材料钻孔条件封孔段长度封孔深度聚氨酯孔口段较完整0.835孔口段较破碎1.046瓦斯抽放系统装备及施工v 6、钻孔封孔质量检查标准v(1)预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%；v(2)邻近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于30%；v(3)当钻孔封孔质量达不到上述标准时，应加大封孔段长度。2022-8-15瓦斯抽放系统装备及施工