NB-T11468-2023水力驱动机械扩孔增透技术要求.docx

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1、ICS 73. OlOCCS D 09NB中华人民共和国能源行业标准NB/T114682023水力驱动机械扩孔增透技术要求Technicalrequirementsformechanicalreamingandpenetrationbyhydraulicdrive2024-06-28实施2023-12-28发布国家能源局发布前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14水力驱动机械扩孔增透装置型号及组成25技术要求26设备要求37工艺流程48安全保障措施5-AX.-a-刖g本文件按照GBT1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可

2、能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。本文件由能源行业煤矿瓦斯治理与利用标准化技术委员会(NEA/TC27)归口。本文件起草单位：中煤科工集团沈阳研究院有限公司、徐州市苏文机械设备制造有限公司、平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司、安徽省质量和标准化研究院。本文件主要起草人：仇海生、倪兴、徐成、张成兵、张开加、周睿、王贝、张良、张洪祯、杨春丽、李鹏、吴志坚、张割文、张文秋、曲晓明、赵洪瑞、闫斌移、刘浩、李志强、张文柯、任波、张楼生、樊志刚。水力驱动机械扩孔增透技术要求1范围本文件规定了水力驱动机械扩孔增透技术的术语和定义、装置命名方式及组

3、成、技术要求、方案设计、设备要求、工艺流程和安全保障措施。本文件适用于煤矿井下采用水力驱动机械扩孔对煤层进行增透的施工作业，其他利用水力机械扩孔增透作业参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注口期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50471煤矿瓦斯抽采工程设计标准AQl028煤矿井工开采通风技术条件AQl029煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范MT/T661煤矿井下用电器设备通用技术条件NB/T10356煤矿井下钻进防喷方法3术语和定义下列术语和定义适用于

4、本文件。3.1水力驱动机械扩孔增透装置mechanicalreamingandpenetrationbyhydraulicdrive应用于煤矿井下，通过调节扩孔刀臂张开、闭合，实现钻孔钻进与扩孔一体化作业的成套装置。3.2最大扩孔直径maximumreamingdiameter扩孔刀臂进行扩孔作业的最大直径。3.3水压阈值waterpressurethreshold实现扩孔刀臂从闭合状态到张开状态的水压临界值。3.4扩孔间距reamingdistance扩孔钻孔的间距。NBT1146820234水力驱动机械扩孔增透装置型号及组成4.1 型号和命名方式水力驱动机械扩孔增透装置的型号和命名方式如下

5、示例所示。KXJ一犷孔直径(mm)钻机额定扭矩值(N-m)扩孔方式，J代表“机械”扩孔装置示例：KXJ-4200-380型表示扩孔直径为380mm,扭矩4200Nm的水力驱动机械扩孔增透装置4.2 组成水力驱动机械扩孔增透装置结构见图1。标弓I序号说明：1钻头；2一联接装置；3一扩孔刀臂；4-高压密封钻杆；5全液压坑道钻机：6水尾：7高压胶管；8清水泵。图1水力驱动机械扩孔增透装置示意图5技术要求5.1 水力驱动机械扩孔增透适用条件倾角大倾角大5 .1.1顺层扩孔钻孔适用条件为煤的坚固性系数f大于等于0.4,钻孔采用水力排渣施工工艺,于等于5。6 .1.2穿层扩孔钻孔适用条件为煤的坚固性系数f

6、大于等于0.2,钻孔采用水力排渣施工工艺,于等于5。5.1.3钻孔直径宜大于等于94mm。5.1.4作业条件a)设备的安装场地应平整、坚实，能保证设备的安放与正常运行；b)施工地点巷道应支护完好、顶板完整，宽度及高度应大于2.5m;c)应设置排水沟或沉淀池，满足扩孔过程中煤渣返排要求；d)设备安装地点应设置在通风良好的巷道内，配风量应符合AQ1028的规定，风速应符合煤矿安全规程第136条的要求：e) 供水系统应稳定可靠，满足扩孔要求，供水量应不低于清水泵的额定流量；f) 供电系统应采用专用电缆和开关，稳定可靠，符合MT/T661的规定，供电能力满足清水泵要求；g) 矿井抽采系统应符合GB50

7、471的规定，抽采管路应接入扩孔施工区域；h) 在钻机回风侧IOm范围内应当设置甲烷传感器，并具备超限报警断电功能，传感器设置应符合AQ1029的规定：i) 扩孔作业地点应采用视频监控手段，监测监控仪器设置与使用应符合AQl029的规定；j) 扩孔作业地点应设置直通调度室的电话；k)作业地点前后20m处应设置警戒线。5.2安全要求5.2.1水力驱动机械扩孔增透装置应取得矿用产品安全标志证书。5. 2.2在具有煤与瓦斯突出危险性的煤层中作业时，应按照NB/T10356规定采取防喷孔等技术措施。6设备要求5.1 一般要求6. 1.1全液压坑道钻机额定转矩大于等于1500Nm;清水泵额定工作压力大于

8、等于31.50MPa.公称流量(额定流量)大于等于200Lmin;高压胶管许用压力不低于清水泵额定工作压力1.2倍。6.1.2水力驱动机械扩孔增透装置设计时，扩孔刀臂开合水压阈值需大于等于3MPa且不高于8MPa6.1.3在扩孔刀臂张开，且水压大于设计水压阈值2MPa的条件下，满足刀臂可承载压缩载荷大于等于10MPa,可承载剪切载荷大于等于5MPa。6.1.4扩孔刀臂完全张开时，扩孔直径大于等于300mm。6. 1.5水力驱动机械扩孔增透装置需通过可靠性考核，即首次故障前工作时间不少于100h,平均无故障工作时间不少于80h,累计作业时间不少于200h07. 2设备检查8. 2.1外观检查将整

9、套装置按照4.2进行组装，对零部件和整机外观质量用目测法进行检查：a)检查各运动部件是否安装牢靠，紧固件是否紧固；b)检查电气系统的接线是否牢固可靠；O检查各运动部件是否需加注润滑油(脂)；d)检查液压系统各液压元件动作的逻辑关系是否正确，是否有渗漏油现象。6.2.2水压阈值试验将整套装置连接完毕，启动清水泵，以每30s升高IMPa水压的速度逐步升高注水压力，观察机NB/T114682023械扩孔装置上扩孔刀臂张开时的临界水压。6.2.3扩孔刀臂承载能力试验在扩孔刀臂张开后，调节水压大于水压阈值2MPa的条件下，用液压千斤顶抵住刀臂张开末端，逐步升高千斤顶压力，使耐震压力表压力值升至10MPa

10、,检测扩孔刀臂变形或破坏情况，以刀臂无变形无破坏为合格。6. 2.4扩孔尺寸试验调节扩孔刀臂完全张开后，在刀臂承载能力试验时，测量两侧刀臂末端的间距，检验是否满足设计扩孔尺寸。7工艺流程6.1 方案设计7. 1.1水力驱动机械扩孔增透煤层设计前应收集基础资料包括但不限于：a) 地质构造、水文条件、地应力分布、瓦斯参数(原始瓦斯含量、原始瓦斯压力、煤层透气性系数)、煤层赋存等；b) 巷道布置.、顶底板岩性、工作面瓦斯涌出量预测、工作面基本参数；c) 供电系统、水循环系统、瓦斯泵、管路系统、抽采参数测量系统、抽采安全装置等。7.1.2扩孔设计要求a)巷道条件能满足5.L4。b)扩孔方式可采用全孔段

11、连续扩孔或分段扩孔，对于设计直径较大、距离较长的扩孔钻孔，宜采用分段扩孔方式C)扩孔设计参数应包括扩孔钻孔参数、扩孔间距、扩孔直径、扩孔时间、扩孔出煤量等。d)扩孔间距应根据扩孔钻孔有效影响范围确定。e)扩孔出煤量等应能达到预期目标，扩孔时间一般根据扩孔出煤量确定，并且现场具有可操作性。f)制定扩孔施工全过程质量控制及配套措施要求，确保扩孔施工按设计方案执行。7.2施工前准备工作7.2 .1应按设计的钻孔间距、开孔位置、孔径、方位角、倾角和孔深等参数施工钻孔，钻孔布置应符合GB50471中钻场及钻孔布置要求。7.3 .2按照图1所示，依次连接钻头、扩孔装置、扩孔刀臂、高压密封钻杆、全液压坑道钻

12、机、水尾、高压胶管、清水泵等装置。7.3施工工艺流程7.3.1 扩孔流程如下：a) 开孔后调节清水泵压力保持低于水压阈值，在低水压条件下扩孔刀臂处于闭合状态，此时全液压坑道钻机可进行钻孔钻进作业，直至钻孔达到设计孔深。b) 调节清水泵压力从低水压调节至高于水压阈值，在高水压条件下扩孔刀臂逐渐张开，在扩孔刀臂逐渐张开过程中，全液压坑道钻机可进行扩孔作业，在设计的扩孔时间内达到最大扩孔直径。扩孔作业宜采用后退式扩孔方式，从孔底到孔口方向依次施工多个孔穴。不喷孔或喷孔不严重时可采用前进式扩孔方式。7.3.2 穿层施工条件下，应在煤层段张开扩孔刀臂，钻孔扩孔至煤孔段结束；顺层钻孔扩孔应留设大于20m的

13、安全距离。7.3.3 扩孔作业过程中应记录钻孔参数、扩孔间距、扩孔直径、孔洞数量、单孔扩孔时间及钻孔扩孔出煤量等，并作好记录。8安全保障措施8.1 一般要求8.1.1 操作人员应经过专门技术培训，经考核合格后方可上岗。8.1.2 水力扩孔作业前应编制专门设计方案、应急措施，并经煤矿企业技术负责人审批后方可实施，设计方案一般以一个工作面或一个采区为单元。8.1.3 1.3突出煤层穿层或顺层钻孔施工时，水力扩孔作业应有足够的安全煤岩柱，且应符合以下要求：a) 穿层钻孔施工时安全岩柱应不小于5m,岩层破碎时应适当加大距离：b) 顺层钻孔施工时安全煤柱应不小于20m,煤壁破碎或煤层松软时应适当加大距离

14、。8.1.4 扩孔及抽采工程完成后，应对扩孔工艺、扩孔效果进行分析评估。8.1.5 扩孔作业现场应设置醒目的避灾路线标识。8.1.6 打钻及扩孔作业过程，工作人员不得正对钻孔，防止水、煤渣高压喷出造成伤人事故。8.1.7 制定安全、环保、健康保障措施。8.2防喷孔及瓦斯超限的安全要求8.2.1 突出煤层钻孔施工前，应提前安装防喷装置。8.2.2 防喷装置宜采用气水分离方式，应具备排渣、防喷孔和收聚瓦斯功能，宜将瓦斯排放到抽采管道。8.2.3 2.3钻孔施工过程中出现瓦斯涌出异常时，应降低施工速度，待恢复正常后方可继续施工。8.2.4 在全液压坑道钻机回风侧甲烷传感器超限报警时应及时停机并撤离。