高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法技术

本发明专利技术涉及一种高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，属于煤矿新风井施工领域，在新风井地表施工沉台，布置钻进平台，将带有施工钻头的钻杆与推进系统、水尾、泵站连接，由地表开始钻进，经过岩层，穿透煤层，直至煤矿井下集中回风巷，卸载施工钻头，将钻杆下放至煤矿井下集中回风巷内，连接锥形钻头，由煤矿井下集中回风巷向地表钻进，下放携带有锥形钻头的钻杆至煤矿井下集中回风巷内，卸载锥形钻头，将施工平台与钻杆连接，应用钻机向煤层内施工瓦斯抽采钻孔，待煤层瓦斯含量至允许揭露阈值后，将锥形钻头与钻杆连接，并向地表方向垂直钻进，直至地表。在新风井井身形成以后，由煤矿井下至地表对新风井的内部进行喷浆、加固。

【技术实现步骤摘要】
高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法
本专利技术属于煤矿新风井施工领域，涉及一种高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法。
技术介绍
煤矿瓦斯是煤伴生且主要以吸附状态储集于煤层中的一种非常规天然气，其主要成分为甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。瓦斯是矿井安全生产的主要威胁，特别是在立井施工的过程中，若发生煤与瓦斯突出或瓦斯异常涌出则极易造成作业人员“群死群伤”的事故发生。同时，随着当前煤炭开采与安全技术的发展，原有的诸多高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井产量逐步增大，施工新的风井以满足矿井煤炭开采的需求，已成为目前处于生产状态的高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井必将面临的工程问题。传统的高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井新风井采用由地表至井下的方法，逐一揭露岩层或煤层，直至待定的层位，这其中最大的工程风险来自于揭露高瓦斯或具有煤与瓦斯突出危险的煤层时所面临的瓦斯治理的难题。常规的措施是在掘进至高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层前，施工大量的下行穿层钻孔，对煤层实施瓦斯抽采，借以降低煤层瓦斯含量，待其数值降低至安全允许掘进的阈值时，再次实施掘进作业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在待施工的新风井地表的表土层布置直径大于新风井直径的沉台；S2：在沉台上方布置新风井施工钻进平台；S3：将新风井施工钻头安设于钻杆上，并开启钻进平台上的推进系统，使携带有施工钻头的钻杆由岩层逐步穿透煤层、煤层底板岩层进入至煤矿井下集中回风巷的层位；S4：而后将携带有施工钻头的钻杆提拉至地表，并卸下施工钻头；S5：再次加载钻杆，使其由地表逐步下放到煤矿井下集中回风巷的层位，而后将用于风井施工的锥形钻头安设于钻杆上；S6：开启钻进平台上的推进系统，使携带有锥形钻头的钻杆由煤矿井下往地表方向垂直钻进；S7：待钻进至高瓦...

【技术特征摘要】
1.一种高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：在待施工的新风井地表的表土层布置直径大于新风井直径的沉台；S2：在沉台上方布置新风井施工钻进平台；S3：将新风井施工钻头安设于钻杆上，并开启钻进平台上的推进系统，使携带有施工钻头的钻杆由岩层逐步穿透煤层、煤层底板岩层进入至煤矿井下集中回风巷的层位；S4：而后将携带有施工钻头的钻杆提拉至地表，并卸下施工钻头；S5：再次加载钻杆，使其由地表逐步下放到煤矿井下集中回风巷的层位，而后将用于风井施工的锥形钻头安设于钻杆上；S6：开启钻进平台上的推进系统，使携带有锥形钻头的钻杆由煤矿井下往地表方向垂直钻进；S7：待钻进至高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层下方30m时，停止钻进，并下放锥形钻头的钻杆4至煤矿井下集中回风巷后，卸载锥形钻头；S8：将施工平台与钻杆相连接，开启钻进平台使携带有钻机的钻孔施工平台悬挂于高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层底板岩层的下方；S9：利用设置于施工平台上的钻机往高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层内施工瓦斯抽采钻孔；S10：瓦斯抽采钻孔施工完毕后，随即进行封堵，并在孔口应用蛇形软管进行连接，并入抽采管路，而后开启钻进平台使施工平台下放至煤矿井下集中回风巷内，并移走钻机；S11：待高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层内的瓦斯含量降低至允许揭露的阈值后，拆除瓦斯抽采钻孔孔口的蛇形管，重复S5～S6，直至锥形钻头穿透岩层进入沉台；S12：卸载锥形钻头，而后将钻杆下放至煤矿井下集中回风巷内，并与施工平台连接，逐步由井下至地表完成对新风井内壁的加固作业；完成新风井内壁的加固后，拆除施工平台、钻进平台。2.根据权利要求1所述的高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：S101：将待施工的新风井地表的表土层进行剥离，而后施工直径大于新风井直径的沉台；所述沉台内壁为混凝土加固结构，用以防止地下水侵入；S102：所述混凝土加固结构，首先将钢筋沿沉台的圆周方向置入岩层内，沉台的内壁、外壁之间用隔板进行阻挡，而后将混凝土浇筑至隔板间的环形空间内；S103：待混凝土固化。3.根据权利要求1所述的高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于：步骤S2中所述新风井施工钻进平台包括井架、推进系统、水尾、泵站；所述井架为塔型结构，位于沉台的上方；所述推进系统固定于塔型结构的井架上，用于驱动钻杆的旋转；所述水尾与钻杆连接；所述泵站用于提供高压钻井液，使其在钻杆钻进的过程中，冲洗钻屑并同时对钻井井壁形成保护。4.根据权利要求1所述的高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤：S301：所述钻杆为中空结构，泵站将高压钻井液经由钻杆的内部空间、钻头输送至钻井井底，实现钻进过程中钻屑的冲洗；所述施工钻头上设有开孔，为钻井液的流动提供通道；S302：所述煤矿井下集中回风巷布置于煤层底板岩层的下部岩层内，且需在沉台施工前，掘进到位。5.根据权利要求1所述的高瓦斯与突出煤层新风井的反向钻进施工方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：程波，邹银辉，巨广刚，张锋，秦玉兵，邓鹏，颜文学，杨亮，杨森，彭明辉，向衍斌，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50