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综采工作面超前钻孔预裂安全技术措施

1、工程概述

为进步块煤率、瓦斯抽采率及降落煤尘，按照12407综采任务面钻孔预裂设计方案及矿方相干要求，连络现场实际，需在12407综采任务面，对煤层停止超前钻孔预裂。为确保超前钻孔预裂施工安然，特体例本施工安然手艺办法。

2、钻孔安插手艺参数及要求、施工工艺

1、钻机手艺参数

采取ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机，其首要手艺参数：钻孔深度：350/100m，钻杆直径：63.5/73mm，钻杆长度1.5m，额外转速：50~175r/min，主轴倾角：0~ 900，给停止程：600mm。泵电动机型号：YBKS-4，泵电压660/1140，合用钻孔深度：350/100m，终孔直径：150/200mm。

2、预裂钻孔安插参数

（1）预裂单排钻孔安插参数

在回风顺槽钻机及预裂设备安插，从回风顺如人体骨骼、眼睛的巩膜等生物材料槽画好的点位置及角度向运输顺槽钻孔，沿平行任务面标的目标安插一组钻孔，在回风顺槽1600米，安插1#钻孔，顺次向外安插2#、3#……，按照煤层薄厚起伏改动，当采高为2.4m时，钻孔安插在采高中间位置，即1.2m处，当采高为3m时，钻孔安插在采高中间位置，即1.5m处。尝试阶段1600m（1#钻孔离停采线间隔），钻孔预裂应超前任务面不低于150m。按照地质资料，在实施区域内，当碰到断层不克不及打预裂钻孔，可避开断层10m外持续安插预裂钻孔。按照任务面周期来压步距，当碰到来压区域，不打钻孔预裂，操纵矿山压力感化，对煤壁停止破裂，有效节俭本钱。钻孔安插参数如表所示。

1）孔间距：设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔均匀间距10m。

2）钻孔数量：沿垂直于煤层偏向标的目标安插钻孔，实验区域共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

钻孔安插参数表

钻孔直径 113mm 钻孔间距 10m

钻孔长度 126m 封孔长度 20m

预留庇护线 20m 钻孔数量 10个

12407任务面回风巷高程高于运顺，存在必然角度。

因为12407回顺与运顺的高程测点存在20m的错距，是以在计算过程中需改正错距引发误差。

钻孔安插参数

12407回顺 12407运顺 正切值 角度

测点 标高 测点错距 测点 标高

1500 0.22154 仰角

1510 0.144765 仰角

1520 910.713 1520 1500 910.891 0.00119 0.06799 仰角

1530 0.056818 仰角

1540 0.045645 仰角

1550 0.034473 仰角

1560 907.331 1570 1550 907.392 0.00041 0.0233 仰角

1570 0.22899 仰角

1580 0.刮胶20569 仰角

1590 0.296885 仰角

1600 904.795 1595 1575 905.811 0.00677 0.38808 仰角

（2）预裂双排钻孔安插参数

在间隔单排眼钻孔10#孔向外10m处，打双排钻孔的1#钻孔，顺次安插2#、3#……，在回风顺槽钻机及预裂设备安插，从回风顺槽画好的点位置及角度向运输顺槽钻孔，沿平行任务面标的目标安插双排钻孔，呈三角型安插，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间隔为6m。详细以下图：

12407回风巷双排钻孔安插表示图

按照地质资料，在实施区域内，当碰到断层不克不及打预裂钻孔，可避开断层10m外持续安插预裂钻孔。按照任务面周期来压步距，当碰到来压区域，不打钻孔预裂，操纵矿山压力感化，对煤壁停止破裂，有效节俭本钱。钻孔安插参数如表所示。

1）孔间距：设计高压预裂的有效切割半径是5m，预裂孔均匀间距10m。

2）钻孔数量：沿垂直于煤层偏向高安标的目标安插钻孔，12407任务面开端设计预裂区域长度为1600m，实验区域共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：按照测得高程计算得。

表钻孔安插参数

钻孔直径 113mm 钻孔间距 6m

钻孔长度 126m 封孔长度 20m

预留庇护线 20m 估计钻孔数量 250个

2、煤层预裂手艺参数及要求、施工工艺

1、预裂泵的手艺参数

（1）预裂泵驱动功率：160KW，最大年夜排挤压力66MPa，最大年夜排挤流量：7.1m3/h。

（2）水箱规格：2m 1m 1m，与预裂泵直接相连，内有水质过滤装配，可包管水质。

（3）超高压软管：超高压软管规格：16 6S-80(内径 钢丝层数-压力)，每根长度可按照需求定做。

（4）液压卷管器：液压卷管器对预裂深度、速度停止节制，起到给进、后撤感化。

（5）封孔器：采取FKS-80/15型号系列超高压煤层灌水封孔器，封孔器外径88mm，封孔长度最大年夜2.2m，承压40MPa；或，采取钻孔封孔设备用煤炭迷信研讨总院重庆分院出产的KFB型矿用封孔泵，封孔长度8米，封孔间隔20m。

（6）管路从属装配：配套资料包含配套法兰、阀门、连接胶管及螺栓、胶垫等。

2、高压脉冲预裂手艺参数

（1）预裂体例：按照任务面煤层赋存前提，通太高压预裂打击波破岩工艺体例，在超前任务面不低于150米，实施预裂。

（2）预裂压力：预裂出口压力66 MPa，可以自行节制。

（爆谷机3）预裂半径：5米。

（4）预裂时候：高压预裂预裂器运转速度2m/min，预裂时候1h。

（5）巷道庇护煤柱：20m。

3、水压致裂裂化手艺参数

（1）预裂体例：按照任务面煤层赋存前提，通太高压预裂硬化工艺体例，在超前任务面不低于150米处，实施高压预裂。预裂液让煤体充分预裂、破裂，煤层间隙进一步裂化，采取多孔单泵程度异化预裂裂化工艺。

（2）预裂压力：预裂压力节制在8~10MPa。

（3）预裂渗入半径：10米。

（4）单孔预裂时候：0.5～1h。

（5）单孔压裂时候：很多于预裂时候2/3。

（6）单孔预裂量：程度长轴5m，垂直短轴1m。

（7）煤岩活性水的比例，按照现场煤层硬化系数实际而定。

（8）预裂量：单孔0.7 m3，累计1 m3。

（9）预裂流量：按照经历，动压预裂时应为0.7～2.0m3／h。

（10）预裂超前任务面开采位置的间隔，不低于150米。

（11）封孔长度： 20米。

4、钻孔超前预裂工艺

按照红石岩煤矿综采任务面煤层赋存前提、机关特点，煤岩物理力学性质、技术指标综采工艺和开采手艺前提等身分，综合阐发，红石岩煤矿2#煤层超前预裂实施方案：采纳第一步高压脉冲预裂法，第二步水压致裂预裂法与综采工艺调和时，相配套的综合预裂手艺方案。

12407任务面超前预裂分为三部分预裂区域，第一尝试方案：钻机及预裂设备安插在回风顺槽，从立式钻床回风顺槽向运输顺槽钻孔预裂。从切眼撤退撤退1600米处开端安插1#钻孔，钻孔间距为10米，到1500米即长度100m，总计安插10个钻孔，采取单排钻孔超前预裂工艺，停止预裂。

第二尝试方案：钻机及预裂设备安插在回风顺槽，从回风顺槽向运输顺槽钻孔预裂。从第一尝试区10#钻孔处，向外6米处安插双排1#钻孔，钻孔程度投影间距长度6米，从1500米到1400米总计100m长度，共安插16个钻孔，采取双排钻孔超前预裂工艺，停止预裂；

若第一尝试方案，钻孔预裂结果比较，就采取第一方案，对12407综采任务面残剩1500m分红三个预裂区停止预裂施工。若第一尝试方案结果不好，则实施第二尝试方案，从两个尝试方案当选择最好方案，对12407综采可让他们更放心、更自信地去完成手头工作任务面残剩1400m分红三个预裂区停止预裂施工。

（1）三个预裂区单排钻孔超前预裂工艺

第一预裂区从1500m至1300m处，长度200m，共安插钻孔20个，钻孔平行与任务面，钻孔直径113mm，间距10m，钻孔长度126m，端头封孔长度10m。

第二预裂区从1300m至距开切眼900m区域内，长度400m，煤层中安插40个钻孔，顶板岩石中安插17个钻孔，钻孔直径113mm，钻孔长度126m，端头封孔长度10m，间距10m，钻孔平行与任务面水安然插。<首先要走资源节俭型发展道路/p>

第三预裂区从距开切眼900m至12407任务面停采线，长度1000m。煤层中安插90个钻孔，钻孔直径113mm，钻孔长度126m，端头封孔长度10m，间距10m，钻孔平行与任务面水安然插。