[发明专利]一种钻孔的钻进方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采领域，特别涉及一种钻孔的钻进方法。

背景技术

我国煤矿多为井工开采，近年来，随着煤炭生产规模的扩大和开采深度的延伸，瓦斯灾害严重，给人民群众的生命财产造成巨大损失，在国内外造成严重影响。

为此，采取瓦斯抽放措施，将富含于煤层中的瓦斯抽放出来，降低了煤层中的瓦斯压力，是解除瓦斯事故威胁、确保矿井生产过程中不受或少受瓦斯因素影响、实现安全生产的技术手段。其中，钻孔预抽放是瓦斯抽放的常用方法，其优点在于钻孔贯穿煤层，瓦斯很容易沿层理面流入钻孔,有利于提高抽放效果；其次，抽放工作是在掘进和回采之前进行的，能大大减少生产过程中的瓦斯涌出量。然而，在实际生产中，对于瓦斯压力大，煤质松软的煤层，在钻孔施工中经常出现夹钻、挤钻、煤泥堵塞钻头、钻孔现象；钻孔深入煤层3～5米，便难以继续深入，导致钻进深度浅，瓦斯抽放效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻孔的钻进方法，以便在钻进瓦斯压力大、煤质松软的煤层时提高钻进效率和瓦斯抽放效率。

为实现上述目的，本发明提供的钻孔钻进方法，利用钻机依次钻进岩石段和煤层，所述钻机包括钻头和钻杆，所述煤层的瓦斯压力为0.45～0.9MPa，煤层的坚固性系数为0.6～1.1；

在钻进岩石段的过程中，所用钻杆为圆钢钻杆，采用压水排渣钻进，并且所述钻头与圆钢钻杆的直径比为2:1～2.5:1；

在钻进煤层的过程中，所用钻杆为麻花钻杆，采用压风排渣钻进，并且所述钻头与麻花钻杆的直径之比为2:1～2.5:1，所述钻头的钻进速度为3～5m/h。

下面进一步详细说明本发明所提供的钻孔钻进方法。

本发明所提供的钻孔钻进方法主要包括上述几方面的技术措施。在上述措施的共同作用下，可以达到在钻进瓦斯压力大、煤质松软的煤层时提高瓦斯抽放效率的要求。

在钻孔钻进过程中，钻孔首先钻进岩石段，然后穿过岩石段钻进煤层。在本发明所提供的钻孔钻进方法中，为了消除钻进过程中产生的岩粉挤钻、卡钻，在钻进岩石段的过程中，所用钻杆选择圆钢钻杆，以减少岩层对钻杆的阻力；并且所述钻头与圆钢钻杆的直径比控制在2:1～2.5:1，采用压水排渣钻进，以便在钻进过程中可以排渣顺利。其中，所述压水排渣是指将具有一定压力的水(比如0.2MPa～0.5MPa等)通过供水管送入钻机，从而在钻进过程中通过水力带出钻渣。具体地，进入钻机的水可以依次通过所述圆钢钻杆的中空通道以及钻头上的开孔流出；根据本发明优选的实施方式，所述钻头与圆钢钻杆的直径比控制在2.1:1～2.4:1；进一步优选地，所述钻头的直径为95mm，所述圆钢钻杆的直径为42mm。

在本发明所提供的钻孔钻进方法中，钻进煤层的过程中，由于煤层内瓦斯压力大，煤质松软，钻头、钻孔容易被煤泥堵塞，无法继续钻进，将所用钻杆由圆钢钻杆更换为麻花钻杆，利用麻花钻杆的自身旋转力使煤渣及时排出；并且其排渣方式也由压水排渣改为采用压风排渣，解决松软的煤质与水接触更易堵塞钻头、钻孔的问题。所述压风排渣是指将具有一定压力的压缩空气(比如0.2MPa～0.5MPa等)通过供风管送入钻机，从而在钻进过程中通过风力带出钻渣。具体地，进入钻机的空气可以依次通过所述圆钢钻杆的中空通道以及钻头上的开孔流出；并且所述钻头的直径与所述麻花钻杆的直径之比为2:1～2.5:1，以便于钻渣排出；根据本发明优选的实施方式，所述麻花钻杆的直径与所用圆钢钻杆直径相同；进一步优选地，所述钻头的直径为95mm，所述麻花钻杆的直径为42mm。