超前钻探施工中卡钻预防及处理措施

超前钻探施工中卡钻预防及处理措施

鹤壁中泰矿业公司牛魁志

摘要通过对超前钻探施工中卡钻原因的分析，介绍了相应的预防措施，以及取出卡钻的方法。关键词钻探卡钻措施

鹤壁中泰矿业有限公司井田地质构造较复杂，开采煤层为二叠系山西组二1煤层，倾角10°，为单一厚煤层，平均煤厚8m。煤层松软含水，煤层透气性差，瓦斯含量高，瓦斯含量在15~19m3／t，瓦斯涌出量大。近年来，随着矿井开采水平的延深，矿井瓦斯涌出量随之增大。2006年12月份鉴定为煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。岩巷掘进、煤巷掘进按规定要求必须有20m的超前距。超前钻探工作量随之加大，由于受地质条件和现有施工技术影响。超前钻探施工中经常遇到喷孔、塌孔、卡钻丢钻杆现象，不仅给施工带来较大困难且成孔率低。给巷道掘进留下隐患，可能造成经济损失。在施工过程中通过采取补救措施，可能挽回一定损失。

1卡钻原因分析

（1）在岩层中施工时，打到不同层位的岩石，岩石的硬度不一样，操作时钻进压力和推进压力不容易掌握，遇到软岩时推进过快，岩粉不能及时排出，钻孔内积聚，易导致卡钻。施工上山孔时水压不正常，忽大忽小，造成岩粉不能及时排出也能导致卡钻。

（2）当煤层中存在瓦斯动力现象时，在钻进过程中，钻孔进入到煤层瓦斯集中应力带时产生了一定范围破坏空间，煤体吸附的大量瓦斯突然解析，并形成气体压力夹裹大量钻屑向孔口外流，由于钻孔孔径小排粉不及时遇到软煤层就造成喷孔、塌孔、严重时出现夹钻、卡钻现象。

（3）在地质构造变化带的地段施工时，煤岩体强度时软时硬，钻进速度不易掌握，钻屑排粉量忽大忽小，易造成堵孔，或遇到煤岩体有渗水潮湿，用压风打钻时钻屑易粘结成团不易排出，极易造成堵孔。

（4）钻杆使用时间过长，钻尾及钻头上的丝扣老化，钻杆与钻杆连接时，螺纹丝扣间隙过大结合不紧，在操作钻机时孔内钻杆不能随钻机动力头一起旋转而只受到推进力作用，孔内的钻头受推进力强制钻入煤体内，容易在钻头部位出现卡钻现象。

2预防卡钻措施

（1）施工前必须把钻机跑道稳固牢靠，钻机上下左右不能发生位移，可防止钻机因摆动造成钻机偏离中心，增加钻机阻力出现卡钻现象。

（2）加大对钻机司机的培训力度，使他们掌握开钻技巧，根据煤层软硬程度来调整钻进速度和推进压力。遇到软岩或软煤层时适当放慢钻进速度和调小推进压力，充分排粉。

（3）优化管路布置，保证打钻水压正常，钻机司机仔细观察钻孔孔口排水情况，发现出水小时，要及时暂停或慢退，往返钻进，切不可停钻或停水，待水流出正常后再恢复钻进。

（4）加大钻孔孔径和水压，充分排粉。为便于钻孔排粉，钻孔施工中要加大孔径，同时提高水压可利于排粉工作；另外施工中要经常观察孔口排粉量大小，发现排粉量小，要及时暂停或慢退，往返钻进，但不可停水，待钻屑排除后再恢复正常钻进。

3处理卡钻的方法和措施

在超前钻探施工过程中，由于卡钻、拆卸钻杆操作不当和钻杆接头丝扣螺纹老化等情况易造成丢钻杆事故发生。下面介绍几种处理卡钻的方法。

（1）采用内套丝法。利用一种配置比钻杆材质硬度强，直径小于钻杆尾端1~2倍的圆锥丝头，将圆锥状丝头安装在钻杆前端部慢慢引入钻孔内，直至钻入被卡钻杆尾端丝扣内，利用钻机旋动圆锥丝头强制在被卡钻杆尾端丝扣内重新套丝，待丝扣套好后方可起钻。这种方法适用于钻杆断入孔内使用。

（2）采用外套丝法。利用配置比钻杆材质硬度强、直径大于钻杆尾端直径的喇叭壮圆锥状丝头安装在钻杆前端部慢慢引入孔内，直至套到被卡钻杆尾端套住钻尾，利用钻机旋动喇叭状圆锥丝头，待丝扣套好后方可起钻取出钻杆。这种方法适用于钻杆丝头断入钻杆尾部内无法用钻杆内套丝法时孔内使用。

（3）撞击法。用一定厚度铁质圆柱物体加工成重量30－40kg的撞锤，其中间留有稍大于钻杆直径的园孔，将撞锤套在孔口外露的钻杆上，然后再加工铁质挡板与外露的钻杆端部连接固定老（挡板与孔口要留有1~2m的间距），最后用撞锤在孔外钻杆上前后平移，用力撞击挡板带动孔内钻杆，使被卡钻杆松动和外移，待钻杆从孔内向外有一定位移后，可利用钻机取出被卡钻杆。

表1采取补救措施前后钻杆利用率

上表可以看出从2007年10月份开始采取措施以来，钻杆利用率提高了将近35%左右，不仅保证了正常的超前钻探工作，而且节约了材料费用。

作者简介

牛魁志（1969.09--）男，河南林州市人，技术员，2002年毕业于河南郑州职工大学采煤工程专业，现在鹤壁中泰矿业公司从事技术管理工作。（收稿日期：2008-8-19）

煤矿现代化2009年第1期总第88期

时间

钻杆

下井（m）回收（m）利用率（%）

2007年7月1207058.3

2007年8月1307557.7

2007年9月1006060

2007年10月12011091.7

2007年11月15014395.3

2007年12月1009595

2008年元月14013395

2008年2月11010595.5

2008年3月12512096

2008年4月13513096.3

2008年5月15014294.6

2008年6月1009393 86

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