石门揭煤钻孔设计施工原则

石门揭煤钻孔设计施工原则•二、单一煤层石门揭煤孔设计•（一）钻孔设计步骤•设计前先设计地质钻孔对措施孔控制范围内的煤层赋存进行地质控制,应先分左、中、右设计施工三条地质剖面,每条地质剖面有效地质探查孔不应少于3个。•每列地质探查孔的方位应尽可能保持相同。钻孔设计原则•（二）钻孔方位确定•一）依据探查结果分别绘左中右地质剖面。•二）依据法规要求，绘制措施孔控制上、下界线。钻孔设计原则•三）根据左中右地质剖面图，绘制控制上、下限界线煤层的切面及投影平面图。依据法规分别绘两侧措施孔控制范围界线.钻孔设计原则•五）分别标注措施孔控制边界线与煤层顶板交点①、②、③、④特征点；特征点所围成的范围即为钻孔控制范围平面投影。注：若先揭开煤层底板，则特点应为煤层底板的交点。钻孔设计原则•六）连线•连接巷道迎头顶排最左侧钻孔（1，1）与①号点，得直线Lz；连接巷道右帮钻场顶排最右侧钻孔（1,x）与②号点，得直线Ly；连接巷道迎头底排最左侧钻孔（1，Y）与③号点，得直线Lzd;连接巷道右帮钻场底排最右侧钻孔（x，y）与④号点，得直线Lyd。钻孔设计原则•确定左右钻场顶底孔方位•分别测量Lz、Lzd、Ly、Lyd与巷道中轴线的夹角，Za、Za1、Ya、Ya1，可绘右图。钻孔设计原则•七）确定顶、底排特征钻孔方位•由图可知，顶排最左侧钻孔与巷道中轴线的夹角则为Za，相邻钻夹角应为Xz=Za/y;顶排最右侧钻孔与巷道中轴线的夹角则为ya，相邻钻孔夹角应为Xy=Ya/y’。•注：Za—顶排最左侧钻孔与巷道中轴线夹角，Xz—顶排左侧相邻钻孔间夹角，y—左侧设计钻孔列数；Ya—顶排最右侧钻孔与巷道中轴线夹角，Xy—顶排右侧相邻钻孔间夹角，y’—右侧设计钻孔列数。钻孔设计原则•八）其它孔方位确定•底排钻孔方位确定方法•由图可知，底排最左侧钻孔与巷道中轴线的夹角则为Za+Za1，相邻钻夹角应为Xzd=(Za+Za1)/y;；底排最右侧钻孔与巷道中轴线的夹角则为ya+ya1，相邻钻孔夹角应为Xyd=（Ya+ya1）/y’。•注：Za1—顶排最左侧钻孔与底排最左侧钻孔夹角；Ya1—顶排最右侧钻孔与底排最右侧钻孔夹角。钻孔设计原则•从左向右第二列各孔方位确定•（1,2）方位＝Za－Za/y；•（2,2）方位＝（Za+Za1/y）－（Za+Za1/y）/y;•（3,2）方位＝（Za+2×Za1/y）－（Za+2×Za1/y）/y;•(4,2)方位=(Za+3×Za1/y)－（Za+3×Za1/y）/y;•……….;•(i,2)方位=[Za+(i-1)×Za1/y)]－（Za+(i-1)3×Za1/y）/y。钻孔设计原则•左侧各排钻孔方位确定•最左列各孔方位确定：•（1,1）方位＝Za•（2,1）方位＝Za+Za1/y;•(3,1)方位=Za+2×Za1/y;•(4,1)Za+3×Za1/y;•……….•(i,1)方位=Za+(i-1)×Za1/y。•注：i—钻孔行（排）数钻孔设计原则•从左向右第三列各孔方位确定：•（1,3）方位＝Za－2×Za/y；•（2,3）方位＝（Za+Za1/y）－2×(Za+Za1/y）/y;•（3,3）方位＝（Za+2×Za1/y）－2×(Za+2×Za1/y）/y;•(4,3)方位=(Za+3×Za1/y)－2×(Za+3×Za1/y）/y;•……….•(i,3)方位=[Za+(i-1)×Za1/y)]－2×[Za+(i-1)×Za1/y）]/y。•用同样方法，可分别计算出各钻方位。钻孔设计原则•综合上式,经推算整理,左侧钻孔方位可由下列公式求得：•（i,n）方位（与巷道中线夹角）•＝[Za+(i-1)×Za1/y]－(n-1)×[Za+(i-1)×Za1/y]/y。•注：i—代表行数，自上而下递增，n—代表列数，自左向右递增。钻孔设计原则•右侧各钻孔方位确定•最右列各孔方位确定：•（1,y’）方位＝Ya;•(2,y’)方位＝[Ya+Ya1/(i-1)];•(3,y’)方位＝Ya+2×Ya1/(i-1);•(4,y’)方位＝Ya+3×Ya1/(i-1);•……..•(i,y’)方位=Ya+(i-1)×Ya1/(i-1)。•注：y’—右侧钻孔列数•用同样的方法，可推算出右侧各钻孔方位公式。也可利用上述方法，采用逐行图解法计算法。钻孔设计原则•（三）钻孔仰角、俯角的确定•钻孔间距，是指钻孔在煤层中两孔的最大轴线距离，绝不是孔底间距。•根据地质探查结果，分别绘制巷道中轴线方向、巷道两侧的剖面图，先确定中轴线剖面方向钻孔数、各孔的角度；再利用三角几何分别计算两侧顶排最左、最右孔，底排最左、最右孔角度，再按照插入法，计算各孔的仰角、俯角。•也可以采用图解法分别确定各孔角度钻孔设计原则•（四）孔口断面图绘制要求•孔口按照行列布置，命名也要按照行列命名。孔口间距应保持相等，横成行，竖成列。间距不得小于0-4m,抽放孔间距，要尽可能增大。为增大孔口间距和多台钻机平行作业提供条件，巷道两侧应增加抽放或排放钻场。钻孔设计原则•（五）多煤层层间距小于5m石门揭煤设计•若相邻煤层法线间距小于5m时，则应先设计远侧煤层孔，后补充设计近侧孔。钻孔设计原则•（三）钻孔设计附表要求•孔号按行列式进行编号，补孔也要按所在行列式位置编号并在其后加“补”作后缀（或者用b作后缀,若第二补孔，则用b2作后缀，------）。实现，由孔号知孔位。钻孔施工流程钻孔施工原则一、钻机、钻具选择关键事项•（一）要根据设计需要选择相应的钻机，绝不能凑合。•（二）强突出煤层操作台与动力部分,必须实现分离；钻机功率大、转速高、起拔力大的钻机。•（三）钻杆强度高、钻具级配合理、对孔壁扰动小。•（四）若采用螺旋钻杆，螺旋叶片应适当降低，芯杆应适当加大，钻头与钻杆级配应视煤层松软情况确定，煤层越软级差应越小。•二、钻孔标定原则•（一）钻孔方位、仰俯角要精准，孔口位置可小范围调整的原则。•（二）钻孔标定顺序•先标定方位，再稳固钻机，最后调整仰、俯角。钻孔施工原则•（三）方位标定是措施落实的关键的关键•方位标定方法；•1、巷道迎头标定点不少于三根中线；•2、利用巷道中线，固定垂直巷道测钉（测钉固定要牢固，要保持两测钉连线垂直巷道、水平）；•3、用细线绳连接两测钉，用度尺可直接测量钻杆与巷道的夹角。•仰角、俯角可用度尺直接测量。方位标定方法图示钻孔施工稳钻的原则•三、稳钻关键事项•（一）稳钻是能否保证安全施工的关键，也是能否实现按设计施工的关键；还是能否使钻机发挥其应有能力的关键。要求做到六不稳：•⑴安全设施不健全不稳钻；•⑵顶板、迎头煤岩壁支护不完整，不稳钻；•⑶基底浮矸活石没有清理净，不稳钻；•⑷后路不畅，不稳钻；•⑸迎头没有中线点，不稳钻；•⑹钻机有故障没排除稳钻设施不齐全、稳钻丈量器具不齐全，不稳钻。•（二）稳钻步骤钻孔施工稳钻关键与判断方法•（三）用压车柱固钻关键•1、固定钻机生根点不得少于4个，绝不能少于3个；•2、固定点接触面应尽可能增大，顶无活石、底无浮矸；•3、流水不得冲刷钻机底座。•（四）判断钻机稳固的方法1、运转时判别方法（听机器的运转声、看钻机运转时状态、压车柱是否有劲）；2、停钻时判别（观测孔口形状、观测钻杆磨损情况、拍大压车柱观测颤动情况）。钻孔施工先后顺序的原则•四、钻孔施工顺序•（一）水排碴钻孔施工必须遵循的原则•用水作为排碴介质的钻孔，必须遵循先上后下顺序施工的原则。•绝不可自下而上施工。•若自下而上施工，必然导致孔内事故。钻孔施工先后顺序的原则•（二）高瓦斯穿层孔施工顺序•从已施工钻孔附近，逐渐向外递进有序施工，可显著降低喷孔强度、减少孔内事故、提高施工效率。钻孔施工先后顺序的原则•（三）水排碴仰角孔施工顺序的原则•先顶行后中行再下行的顺序原则（仰角岩孔施工）•应自上而下顺序施工，违反这一原则，钻孔事故率必然显著增高。违反原则原则的实例•违反施工顺序后果实例•如：杨庄矿6煤层回采工作因顶板坚硬，回采50多米，顶板仍没有破断下沉，被迫采取预裂爆破强制放顶；由于钻孔施工顺序违反了这一原则，采用由下而上顺序施工，先施工的钻孔空间，几乎都被后施工的孔的钻屑充填，而无法装药，致使措施无法实现。瓦斯防治钻孔验收原则•验收总的原则•施工必须验收，验收必须严格；•验收必须及时，超差必须补孔；•终孔必须填图，填图必须分析；•异常必须优化，优化必须落实。瓦斯防治钻孔验收原则•验收内容：•1、开孔位置；•2、钻孔方位、钻孔仰俯角度；•3、见煤深度、穿煤长度、终孔深度；•4、孔口形态；•5、异常孔段部位、异常特征描述•6、孔径、施工原始记录等。瓦斯防治钻孔验收原则•验收，要按照设计参数进行全面考核，考核验收成果见下表：瓦斯防治钻孔验收原则•终孔必须填图、填图必须分析、超差必须补孔：1、终孔后要及时填图，分析实际钻孔参数与设计参数关系；2、孔口位置，钻孔角度、方位按设计标定，见煤深度、穿煤长度、终孔深度与设计参数应接近；3、若偏差大于规定，必须及时分析偏差原因，及时优化修改设计方案，制定补孔设计；4、克服早期习惯性不良做法：一轮设计孔施工结束后方进行分析、补孔，造成工程、时间浪费。为实现对钻孔施工过程考核，还应对钻孔孔口形态进行验收考核。瓦斯防治钻孔验收原则•方位控制是关键，方位差毫里，位置谬无边。在验收时必须严细考核。•方位验收内容：•1、基准线是否标定，无基准线不合格；•2、基准线是否准确，基准线不准不合格；•3、操作人员是否会利用基准线，不会标定不合格。瓦斯防治钻孔验收原则•方位验收步骤与方法：•先验收基本条件，再对照设计参数按下图进行测量。瓦斯防治钻孔孔口形态验收原则为实现对钻孔施工过程考核，还应对钻孔孔口形态进行验收考核。•验收孔口形态的原理与意义•终孔后难以了解孔内情况，通过孔口形态，可间接地了解钻孔施工情况。孔口形态，蕴藏着大量的施工信息，在验收中不容忽视。•通过对孔口形态的考核，有利于促进施工严格按设计落实、有利于提高施工效率。瓦斯防治钻孔孔口形态验收原则•一、合格孔口形态：•1、园孔、准园孔、近园孔、椭圆形；•2、孔壁平直，四周磨擦痕迹磨损度近拟，下部略微加重；•二、不正常孔口形态：•1、口大腔小；•2、孔口呈横向长条、纵向长条、斜向长条型；•3、孔内有钻杆摩擦沟痕。瓦斯防治钻孔孔口形态验收原则•三、不正常孔口形态的原因及可能形态分析：•1、钻机距离孔口太远、钻杆过细---口大腔小、孔内有钻杆摩擦沟痕；•2、给进突然压力---孔内有钻杆摩擦沟痕；•3、钻机没有稳牢---孔口呈横向长条、纵向长条、斜向长条型；•4、水流冲蚀钻机基础变型多次固钻---口大腔小；•5、水压、水量过大或孔内反水不畅---口大腔小；•6、强烈喷孔---口大腔小、孔口呈纵向长条。瓦斯防治钻孔孔口形态验收原则•四、不正常孔口形态的原因及可能形态分析：•1、以上六种可能导致孔口形态不正常的原因的前四类，均为施工管理、施工工艺原因所导致，应视为不合；•2、第五可以通过改进工艺得到消除或改善；•3、第六类可以通过测定孔内瓦斯浓度进行判别。•对不合格孔应进行处罚。