巨朝暉

摘要：井下鉆探作為煤礦企業(yè)保障安全生產(chǎn)的常用方法，容易受到一些因素影響而導致直接事故、連帶事故的發(fā)生，嚴重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。文中分析了煤礦井下鉆探作業(yè)時易出現(xiàn)的危險因素，并結合煤礦生產(chǎn)實際給出防治措施。

關鍵詞：煤礦企業(yè)；井下鉆探；危險因素；防治措施

我國煤田地質條件復雜，瓦斯、水害和高地應力等自然災害嚴重制約著煤礦安全生產(chǎn)。煤礦井下鉆探施工是進行瓦斯綜合治理、礦井水害防治、隱蔽致災因素探測、沖擊地壓防治等最為有效、直接的手段，是煤礦安全高效開采重要的地質保障技術。

1、煤礦井下鉆探施工現(xiàn)狀

目前，煤礦井下鉆探裝備已由單一的分體式結構發(fā)展到履帶式、定向鉆機等多種類型，并且鉆進能力已發(fā)展到超過2000m；鉆進裝備配套鉆具的規(guī)格和品種也不斷增加，產(chǎn)品性能穩(wěn)步提高。

傳統(tǒng)回轉鉆進鉆機配套穩(wěn)定組合鉆具的鉆進工藝技術存在鉆孔方向控制難度大、深度有限、鉆孔利用率低等缺點，導致鉆孔工程量大、鉆孔覆蓋存在盲區(qū)，而且不能實施長距離超前鉆孔，不能有效地解決采掘接替矛盾，實現(xiàn)高效綜采，即便如此，常規(guī)回轉鉆進鉆機依然是大多數(shù)煤礦進行瓦斯抽采、探放水和消突防突等施工的主要鉆進裝備。隨著鉆探技術的不斷發(fā)展和煤礦井下對煤礦地質異常體探測、瓦斯抽采、水害防治等施工鉆孔軌跡控制準確度的要求不斷提高，煤礦井下近水平隨鉆測量定向鉆進技術與裝備作為一項新成果得到了廣泛推廣與應用，其具有鉆進效率高、鉆孔深度大、鉆孔軌跡可測控、一孔多分支、單孔抽采瓦斯?jié)舛雀摺@孔瓦斯抽采區(qū)域面積大等優(yōu)點，現(xiàn)已成為煤礦井下鉆孔高效施工的新手段，鉆孔深度記錄也不斷刷新。

2、煤礦井下鉆探危險因素辨識

2.1 孔內事故因素

（a）未選擇適宜的鉆進參數(shù)，這是導致事故發(fā)生的主觀因素。通常鉆進參數(shù)主要包括鉆壓、鉆速和沖洗液參數(shù)等。當鉆機作業(yè)進入軟巖層或斷層破碎帶時，尤其是施工上斜孔時，孔壁十分容易發(fā)生坍塌并對鉆桿施加一定擠壓力，這時若作業(yè)人員未發(fā)覺孔壁坍塌并繼續(xù)對鉆桿施加鉆壓，在復合力的影響下，鉆速未減緩，鉆桿便會發(fā)生彎曲斷裂。此外，當鉆具發(fā)生堵塞而沖洗液無法正常循環(huán)時，鉆頭往往無法及時冷卻，繼續(xù)鉆進時便容易引起燒鉆事故；（b）地質條件復雜多變。主要是指鉆探作業(yè)通過斷層破碎帶、巖層蝕變段、巖溶等復雜多變的構造發(fā)育段時，鉆孔孔壁十分容易坍塌，繼而誘發(fā)卡埋鉆或燒鉆事故；（c）鉆探設備老化，所用管材質量不達標；（d）鉆探作業(yè)人員違規(guī)操作。操作人員未嚴格按照操作規(guī)范進行施工，或施工作業(yè)時注意力不集中，未及時發(fā)現(xiàn)鉆探中的異?，F(xiàn)象從而導致最佳處理期的延誤。

2.2 地壓危害因素

地壓危害是煤礦井下鉆探作業(yè)中必須高度重視的安全問題之一，作業(yè)人員在作業(yè)時必須嚴格遵守操作流程，不斷提升作業(yè)水平并積極探索各類鉆探新工藝，在合理選擇各鉆進參數(shù)的基礎上配合礦山地壓管理，總結井下地壓的發(fā)生規(guī)律，進而采取針對性的防范舉措，降低安全事故發(fā)生概率。

考慮到巖層發(fā)生蝕變后強度降低顯著，在該區(qū)域進行鉆探作業(yè)，鉆桿的旋轉會對巖層造成一定擾動，再加上節(jié)理裂隙發(fā)育顯著，一旦局部支護不到位，則巖層應力集中便會得到釋放，導致巷道變形的同時對鉆探作業(yè)造成威脅。井下作業(yè)中出現(xiàn)地壓危害的條件：（a）地壓應力的釋放要有一定的高差與時間，提前會發(fā)生圍巖的變形并發(fā)出異響；（b）地壓危害出現(xiàn)時鉆探人員正在危險區(qū)內施工作業(yè)。注意對這兩點的觀測可有效地發(fā)現(xiàn)危險并能及時撤出危險區(qū)。

2.3 井下水害因素

井下鉆探作業(yè)在富水區(qū)域進行施工時，受到地質條件等多種因素的影響，鉆探人員往往會面臨采空區(qū)突水、構造裂隙水等威脅。主要類型如下：（a）老采空區(qū)水害。部分礦區(qū)周邊存在眾多以往小煤窯開采遺留的采空區(qū)，這些采空區(qū)因為歷史原因，數(shù)量與分布均不清楚，在水源的長時間補給下多積存有大量積水，對礦井的正?；夭勺鳂I(yè)威脅巨大，也是井下鉆探中的主要危險因素之一；（b）構造裂隙水。受礦床構造影響，礦井的奧灰含水層巖溶發(fā)育且裂隙較多，含有大量構造裂隙水，因此對鉆探施工安全有著一定威脅；水害是威脅井下鉆探施工的主要危險因素，根據(jù)以往的生產(chǎn)實踐，針對水害的辨識主要包括兩點：圍巖出現(xiàn)異響且周圍水汽含量增大；鉆具鉆進時發(fā)生鉆桿迅速進尺且壓力突然增大的情況，鉆孔內有“臭雞蛋”味飄出。

3、煤礦井下鉆探危險因素的應對

3.1 孔內事故防治

（a）井下作業(yè)時施工現(xiàn)場必須配設公母錐、導向器、吊錘、反絲鉆具等專用事故處理裝備；

（b）增強對鉆探設備的安全檢查，及時處置設備故障，有效杜絕違規(guī)超負荷運行的發(fā)生；

（c）對鉆探作業(yè)人員進行定期業(yè)務培訓，加強經(jīng)驗交流。同時，結合礦井實際，編制針對性的安全知識匯編材料；

（d）構建嚴格的獎懲措施，提升作業(yè)人員的責任心，要求其對鉆進的每個環(huán)節(jié)做到全面掌握。在交接班時，要對鉆孔內情況進行翔實交接。

3.2 地壓危險防治

（a）井下鉆探時必須增強對作業(yè)現(xiàn)場的圍巖管理，及時撿敲浮石，并對異?，F(xiàn)象及時甄別處理；

（b）做好礦壓監(jiān)測工作，構建完善的礦壓監(jiān)測體系，同時根據(jù)地壓活動規(guī)律增強對鉆探管理人員的針對性培訓，并采用有效方式對地壓危害進行預防。

3.3 水害防治分析

針對礦區(qū)水害特征，制訂相應預案，并在超前探水期間做好孔口裝置的管理，孔口安裝要求如下：

（a）在孔口四周呈三角形布設 3根錨桿，用于固定孔口管；

（b）使用108mm鉆頭開口，鉆進5m深后，安裝長5.2 m、直徑91mm、壁厚4mm的孔口管，孔口內長5m，外露長0.2 m；

（c）使用膨脹橡膠纏繞孔口管，纏繞長度5m；

（d）孔口安裝孔口閥門及壓力表。完成孔口管的安裝后必須全面進行質量檢測，其抗壓強度不能小于4MPa。鉆探作業(yè)必須在孔口裝置中進行，一旦遭遇水量或壓力的突然增大，應及時關閉閥門并待查明原因后繼續(xù)鉆進。

3.4 鉆孔注意事項

首先，在施工過程中技術人員應做好以下準備工作：沿途應確保流水通暢，且做好排水溝的清理與維護工作，有效清除巷道中的浮煤。同時還應保證最大排水量不小于100m3/h。期間應注意做好流水線路巷道的加固工作，尤其應連鎖加固沿途的十字頭以及丁字口等處，確保巷道坡度大于5°，對于不沿底的路段應利用編織袋裝煤的方法進行鋪底。其次，煤礦還應指派專業(yè)人員定期檢查打鉆地點的甲烷以及二氧化碳等氣體的含量，并在施工地點安裝便攜儀檢測瓦斯?jié)舛取．斖咚節(jié)舛瘸瑯藭r，打鉆人員應立即停止作業(yè)，切斷電源，并及時報告礦調度室，以便及時處理。再次，打鉆期間若發(fā)現(xiàn)異常問題，應及時向礦調度室匯報，聽候處理指示。技術人員應與礦地測量技術人員充分協(xié)商后，方可根據(jù)煤礦開采實際情況調整鉆孔參數(shù)。在施工場地中工作人員應擺放整齊鉆桿與其他鉆具，安裝及拆卸過程中必須輕拿輕放，不能使用鐵器敲打鉆桿，并及時碼放好拆卸后的鉆桿。另一方面，技術人員操作鉆機時應將操作手柄處于空擋位置，之后啟動電機，檢查電機回轉以及升降情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題及時進行調整。

4、結語

總之，鉆探作業(yè)作為井下生產(chǎn)中不可缺少的作業(yè)類別，其對礦井生產(chǎn)的安全持續(xù)開展影響重大，礦井管理者應重視相關問題，在生產(chǎn)中組織專業(yè)技術力量，對鉆孔作業(yè)中的主要危險因素加以有效辨識，并針對性開展防治，從而為礦井生產(chǎn)的安全進行提供有力指導。

參考文獻

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（作者單位：中煤科工集團西安研究院有限公司）