陳 祖 國(guó)

（貴州豫能投資有限公司特種工程中心，貴州 畢節(jié)551700）

1 礦井瓦斯地質(zhì)概況

1.1 9#煤層地質(zhì)情況

9 號(hào)煤層位于龍?zhí)督M上段下部，上距8 號(hào)煤層底板平均5m 左右，下距標(biāo)三（石灰?guī)r）平均3.8m。全區(qū)見煤點(diǎn)共42 個(gè)，煤層厚1.36～4.66m，平均2.41m，全區(qū)可采，屬較穩(wěn)定偏穩(wěn)定型煤層。煤芯呈柱狀或碎塊狀。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含夾矸0-2 層，一般0-1 層，夾矸為泥巖、炭質(zhì)泥巖，厚度0.05～0.37m。煤層頂板多為泥質(zhì)粉砂巖，局部為泥巖，個(gè)別點(diǎn)為粉砂巖；底板為泥巖，富含植物根部化石。

1.2 煤層瓦斯賦存情況

表1 新田煤礦9#煤層實(shí)測(cè)瓦斯壓力等參數(shù)表

根據(jù)中煤科工集團(tuán)重慶研究院和沈陽(yáng)研究院提供的《新田煤礦4#、9#煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定及煤層突出危險(xiǎn)性鑒定報(bào)告》（局部5、6、7、8#可采煤層未進(jìn)行突出危險(xiǎn)性鑒定，委托華北科技學(xué)院進(jìn)行了突出危險(xiǎn)性評(píng)估，在報(bào)告圈定的范圍內(nèi)5 煤評(píng)估為突出煤層，6、7、8#煤評(píng)估為非突出煤層），結(jié)果得知9#煤層具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，9#煤層測(cè)試最大瓦斯壓力為2.94MPa。其測(cè)定的煤層參數(shù)詳見表1。

1.3 鉆遇地層情況

根據(jù)礦井接替需要，本次施工的目標(biāo)層位是9#煤層，鉆場(chǎng)布設(shè)在1901 運(yùn)順迎頭，開孔位置位于9#煤層中部，主要考察9#煤層頂?shù)装宓貙忧闆r。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察的地質(zhì)資料，9#煤層頂?shù)装鍘r性情況如圖1 所示。

圖1 9#煤層頂?shù)装宓貙忧闆r

2 定向鉆進(jìn)技術(shù)簡(jiǎn)介

定向鉆進(jìn)是指利用鉆孔自然彎曲規(guī)律或采用人工造斜工具使鉆孔按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行延伸鉆到預(yù)定目標(biāo)的一種鉆進(jìn)方法。其內(nèi)涵本質(zhì)是定向鉆進(jìn)有預(yù)定目標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該目標(biāo)可以是地下某一點(diǎn)，也可以是孔眼軸線或特定方向和角度，采用一些人為可以控制的技術(shù)方法與機(jī)具有目的地將鉆孔軸線由彎變直或由直變彎，使之鉆進(jìn)達(dá)到目標(biāo)要求。根據(jù)施鉆地層狀況、設(shè)計(jì)要求和目的等不同，施工順序可分為“前進(jìn)式”和“后退式”兩種。根據(jù)新田煤礦井下調(diào)研和礦井地質(zhì)資料，結(jié)合礦方對(duì)于鉆機(jī)性能和鉆孔施工的具體要求，選用中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司生產(chǎn)的ZDY6000LD（B）定向鉆機(jī)?？呻S鉆測(cè)量鉆孔傾角、方位、工具面等主要參數(shù)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)鉆孔參數(shù)、軌跡的即時(shí)孔口顯示，便于施鉆人員隨時(shí)了解鉆孔施工情況，并及時(shí)調(diào)整工具面方向和工藝參數(shù)，使鉆孔盡可能的按照設(shè)計(jì)的軌跡延伸。

3 鉆孔施工設(shè)計(jì)方案及鉆孔鉆進(jìn)情況

3.1 施工設(shè)計(jì)方案

目前千米鉆機(jī)在1901 運(yùn)順里程349m 處，共設(shè)計(jì)8 個(gè)鉆孔?？刂魄胺?00m，巷幫15m。在主孔施工過程中，根據(jù)打鉆情況再布置分支孔，預(yù)抽煤層瓦斯，掩護(hù)巷道掘進(jìn)。

孔身采用二級(jí)結(jié)構(gòu)，包括一級(jí)套管一級(jí)裸孔，裸孔采用96mm 直徑，一級(jí)開孔采用250mm 孔徑，下入159mm 套管（15m），施工?96mm 定向鉆孔。

3.2 鉆孔施工情況

該鉆場(chǎng)于2019 年1 月7 日開鉆，截止3 月6 日早班，施工完成主孔6 個(gè)鉆孔，最大孔深459m。完成定向鉆孔總進(jìn)尺2463m，完成φ153mm 擴(kuò)孔122m，φ230mm 擴(kuò)孔122m。具體施工情況見表2。

表2 鉆孔施工統(tǒng)計(jì)表

圖2 1901 運(yùn)輸巷迎頭千米定向鉆機(jī)成孔圖

4 工程效果

4.1 定向鉆孔瓦斯抽采情況

為詳細(xì)觀察定向鉆孔施工完畢后的瓦斯抽采濃度情況，檢驗(yàn)其抽采效果，瓦斯參數(shù)測(cè)定數(shù)據(jù)見表3。

表3 千米定向鉆孔瓦斯抽采數(shù)據(jù)測(cè)定表

從表3 可以看出，定向鉆孔施工完畢后，瓦斯抽采濃度和瓦斯抽采純量均較高，持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，抽采效果較為明顯。

4.2 定向鉆孔瓦斯抽采情況

為了摸清前方煤層及地質(zhì)情況，鉆孔施工完畢后，及時(shí)繪制鉆孔剖面圖見圖3。從圖3 分析得知，1901 運(yùn)輸巷煤層變化平緩，煤層傾角3°～6°。前方雖然小型地質(zhì)構(gòu)造較多，但無(wú)大的斷層，對(duì)煤巷掘進(jìn)無(wú)較大影響。

圖3 鉆孔剖面圖

5 結(jié) 語(yǔ)

通過施工千米定向鉆孔，實(shí)現(xiàn)了順層條帶鉆孔長(zhǎng)距離大范圍預(yù)抽，保證了預(yù)抽期，為掘進(jìn)連續(xù)評(píng)價(jià)提供了保障。但在后續(xù)的鉆孔施工過程中，如何解決鉆孔施工過程中塌孔、憋孔，增大鉆孔深度；還有如何提高鉆孔施工過程中的煤段長(zhǎng)度，減少巖石孔等問題，還需進(jìn)一步和西安煤科院合作，摸索適合新田煤礦的經(jīng)驗(yàn)，從而讓千米定向鉆機(jī)真正起到效果。