反井钻机技术在许疃煤矿的应用

  反井钻机技术在许疃煤矿的应用 2005-10-24 16:52:36 摘要: 许疃煤矿在建设中利用LM - 120 反井钻机施工副井基岩段、井底煤仓、81 和82 采区煤仓、工作面出煤竖井、溜矸仓, 在加快矿井建设、提高单进、安全生产和节约材料方面取得较好效果, 经济和社会效益显著。 关键词:反井钻机; 煤仓; 应用概况:淮北矿业集团公司正处在“大投入、大开发、大跨越”式的快速发展阶段, 要求在矿井建设中要以科技进步为主,大力推广应用新技术、新工艺和技术创新。 淮北矿区以前施工竖井、井底煤仓、溜矸仓时, 均采用吊罐、木垛和爬罐法施工, 工艺复杂、生产效率低、劳动强度大、工作环境差, 特别是安全性差, 有害气体容易积聚, 对人身和施工安全构成极大威胁。许疃煤矿在建设中利用LM系列反井钻机法施工反井具有劳动强度低、成井质量好、速度快、工效高, 人身安全有可靠的保证, 在淮北矿区得到广泛的推广应用。 井巷的施工在反井钻机施工前, 必须将反井的上、下口的井巷工程施工完毕, 并进行^支护。要保证钻机施工有一个安全的工作环境, 要求通风正常, 支护完好, 并且轨道道面以上至巷道顶板高度不低于315 m , 巷道宽度不低于312 m , 如不能满足要求, 则需要施工反井钻机专用硐室。煤仓或反井下口巷道必须保持安全畅通, 利于排水和排矸。 钻机基础的施工在给出煤仓或反井中心坐标后, 要按照主机基础施工图施工钻机基础。LM - 120 钻机在许疃煤矿的应用中, 钻机的自重及作业时的扭矩、反钻压力均由基础承受, 基础的施工技术要求较高, 其施工质量直接影响成井质量。钻机基础宽210 m , 长410 m , 厚为300 mm , 若巷道底板为煤层, 则基础厚度不低于500 mm。基础上铺设轨道, 轨道面必须保持水平, 强度应控制在C30 以上。在浇灌基础时必须捣固, 仔细找平, 上表面浮渣要清理净。 电源及供、排水管路的准备在钻机稳装前, 必须将供电、供水、排水、压风系统的电缆和各种管路接到作业地点。供电必须有专用设备,供水必须能满足需要量, 并有一定的水压, 自作业地点向外挖好排水沟, 如不具备自然排水条件, 必须施工一个临时水窝, 并将排水管路接至水窝, 安装好排水泵, 要求排水能力不低于35 m3 / h。 做好稳钻工作稳钻的好坏直接影响到成井的质量, 并对钻机的工作状态产生很大的影响。如工作中钻机发生偏移, 钻机振动会急剧加大, 钻进效率明显降低, 严重时能够对钻机、钻杆、钻头造成损坏, 甚至中断钻进, 造成废孔。经过近3 年的使用, 为达到稳钻要求采取了以下措施: 1) 必须严格按照钻机基础设计图施工基础, 浇灌混凝土必须达到设计标号; 2) 稳钻时, 所有紧固件必须逐一检查紧固; 3) 钻进过程中, 应时刻注意钻机工作状况, 经常检查主要紧固件, 发现松动及时处理。 防止堵钻堵钻是钻进工作中常见且极易发生的钻进事故, 堵钻后, 岩渣返不上来, 钻杆不能旋转, 轻微堵钻时, 加大供水量有时可顺利解决; 严重堵钻时, 下部钻杆水孔及钻孔内的环行空间都被岩渣堵实, 如时间过长, 岩渣胶结起来,与钻杆连在一起, 则钻杆难以回转, 有时无法升降。许疃煤矿在利用LM - 120 反井钻机施工7114 工作面出煤竖井时, 出现一次堵钻和塌孔事故, 造成钻进中断。该竖井总深度41 m , 在导向孔钻进24 m时, 供水管路突然爆裂, 造成排渣供水中断, 岩渣无法排除孔外, 钻孔中尚未完全排出的岩渣也沉积孔底, 埋住牙轮及钻杆, 堵住输水通道, 造成堵钻。当供水量较少时, 岩渣不能及时排出,也可能导致输水管通道阻塞。为防止堵钻, 要做好以下几方面的准备工作:———供水管路的选择。尽量选用无缝钢管, 用法兰盘连接时要上紧螺母, 避免漏水。如使用软管, 应选用钢丝编织的高压胶管, 接头选用高压快速接头。开钻前, 仔细检查供水管路, 按照要求接好管路, 并保证其连接质量。控水阀门的质量也要保证, 钻进期间, 要配备人员管理供水管路, 按操作规程接通和关闭水源, 防止管路爆裂, 避免供水泄漏。———严禁无计划停水, 保证供水系统的正常工作, 需要停水时, 要提前通知钻机工作人员, 做好停钻准备。当发生爆裂或泄漏时, 要及时处理, 尽量缩短停水时间, 同时将钻杆提起。———随着钻进深度的增加, 排渣逐渐困难, 此时应适当增加冲洗排渣的时间, 钻机不停机, 但不钻进, 视水量情况增加冲洗排渣的时间, 此时钻机仍回转, 但不给进,以加强搅动而利于排渣。通常随钻孔深度的增加排渣就显得困难, 每钻完一根钻杆, 应先连续冲排几分钟后再钻进。钻机换接钻杆时一定要先冲洗、后停钻、再停水, ^后卸扣; 接入钻杆后, 先打开水阀再旋转给进。———正确处理堵钻。发生堵钻事故后, 应根据不同的情况, 采取相应措施进行处理, 如果堵钻较轻微时, 可以加大冲水量进行冲洗井底, 或在钻机的水头上再接入一路压风, 采取边冲洗边用压风吹动, 将进入牙轮喷嘴、钻杆输水孔中的岩渣顺导向孔与井壁环形空间吹出, 使孔道疏通不再堵钻。当堵钻比较严重时, 风水搅动已不足以排除事故, 必须松开钻杆, 将一根长风管顺钻杆输水孔插至堵塞处的上部, 先注水后送风, 反复交替, 使岩渣逐步排出。 预防塌孔当反井导孔穿煤层时, 由于煤层较软, 容易发生塌孔事故, 此时煤将钻杆周围的环行空间充满, 水及岩渣返不上来, 钻进速度明显降低。为避免塌孔, 首先要清楚地质构造情况, 当钻进到煤层时, 放慢钻进速度, 将排渣水量适量降低。 有效控偏钻进过程中, 反井中心线和钻机主轴中心线应重合,由于安装及施工中的某些原因, 有可能造成这两条线产生偏斜。反井钻机在正常情况下和偏斜情况下的工作状态是不相同的。正常钻进时推拉力和扭矩比较平稳, 变化不会太大, 也不会产生剧烈变化; 而偏斜后, 要达到正常钻进速度, 所需的推拉力及扭矩都大大增加, 震动加剧, 往往造成钻机机件损坏。由于导向孔发生偏斜, 透孔偏离了设计位置, 扩孔钻头的换接无法进行, 被迫在导向孔透孔地点放炮处理。根据在许疃煤矿的应用, 钻机控偏应采取以下措施: 1) 做好稳钻工作可有效控偏, 采用刚性大的稳装构件, 杜绝因变形引起的偏移, 钻进中经常检查, 及时紧固松动的稳装构件; 2) 用短钻杆、低轴压、慢钻速开孔, 直至第一根稳定钻杆全部进入导孔后, 可酌情加大轴压并提高钻速,在钻进深度超过后, 再按正常参数钻进; 3) 导向孔开孔使用导向器; 开钻前短钻杆必须与钻头连接丝扣拧紧; 开钻前短钻杆处可安一根稳定器, 以后在各处安一根稳定器; 4) 在钻进过程中密切注意岩层的变化, 在不均质岩层中钻进应作低轴压钻进, 钻进速度要缓慢均匀。4  结语反井钻机已成为煤矿建设的重要设备, 应用也越来越广泛。 对反井钻机钻井方法是一个反复的认识与实践的过程, 只有不断地认识、研究和总结, 才能更进一步提高技术水平、工作效率和成井率, 并更好地服务于矿井建设。