ICS 13.100 NB D. 09 备案号：65930—2019 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 10057—2018 低透气性突出煤层钻割一体化 工艺技术要求 Technical requirements of low permeability and outburst coal drilling-slotting integration 2018-10-29发布 2019-03-01实施 国家能源局 发布 NB/T10057—2018 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 术语和定义 技术原理 5 一般要求 技术要求…· 7 安全要求 其他 8 附录A（规范性附录） 钻割一体化有效影响半径测定 附录B（资料性附录） 钻割现场记录表 NB/T 10057—2018 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国煤炭工业协会提出。 本标准由中国煤炭工业协会科技发展部归口。 本标准起草单位：中国平煤神马能源化工集团有限责任公司、应急管理部信息研究院、平顶山天安 煤业股份有限公司、重庆大学、辽宁工程技术大学、武汉大学。 本标准主要起草人：张建国、吕有厂、刘文革、卢义玉、韩甲业、张晋京、王满、齐庆杰、孙欣、王英伟、 康勇、桑逢云、万军、孙矩正、葛兆龙、朱同功、王晓川、肖斌、潘竞俊、刘庆军、杨校培、周新华、王玉杰、 王长平、李欣凯、杨继东、张遵国。 = NB/T10057—2018 低透气性突出煤层钻割一体化 工艺技术要求 1范围 本标准规定了低透气性突出煤层钻割一体化工艺的技术原理、一般要求、技术要求、安全要求等。 本标准适用于煤矿井下低透气性突出煤层钻割一体化技术作业。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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 MT/T188.2煤矿用乳化液泵站乳化液泵 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 低透气性突出煤层 lowpermeabilityandoutburstcoal seam 透气性系数小于0.1m²/（MPa²·d)且具有煤与瓦斯突出危险的煤层。 3. 2 钻割一体化技术drilling-slottingintegration 是集钻进和割缝为一体的技术。在正常钻进时，径向射流喷嘴关闭、轴向射流喷嘴开启，辅助钻进； 在钻进至设计位置后，增加泵压将径向喷嘴开启、轴向射流关闭，进行边退钻杆边割缝。 3. 3 水射流割缝 量waterjet slotting 以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束作用在煤体上，在煤体中沿钻孔 径向形成具有一定宽度和深度的切割缝。 3. 4 脉冲水射流 pulsewaterjet 由喷嘴流出形成的间断的高速水流束， 3. 5 割缝钻孔slottingdrilling 进行射流割缝的钻孔。 3. 6 有效影响半径 effectiveinfluenceradius 以割缝钻孔为中心，使煤体瓦斯抽采效果产生明显影响的半径。 1 NB/T10057—2018 4技术原理 钻孔施工完成后，在退钻头和钻杆过程中，利用高压脉冲水射流在能量聚积后的瞬时释放，对钻孔 周围煤体进行切割，在钻孔周围形成扁平圆缝槽空间，利用水流将切割下来的煤带出孔外，在煤层中造 成空隙，增加煤层透气性。 5一般要求 5.1适用条件及基本要求 5.1.14 钻割一体化技术一般用于上行钻孔，包括穿层钻孔和石门揭煤钻孔的上行钻孔。 5.1.2井下使用的高压泵、高压胶管等应有煤安标志， 5.2设计要求 理布置割缝钻孔，采用钻孔流量法测定有效影响半径时，应按附录A规定的方法进行。原则上割缝钻 孔间距应小于割缝有效影响半径的2倍。 5.2.2钻割一体化技术施工参数（包括割缝钻孔参数和煤体割缝参数）应根据煤层的具体赋存参数确 定，当这些赋存参数发生变化时，应及时调整钻割一体化技术施工参数。施工参数应由矿井相关部门进 行逐级审批或会审，签署审批意见，并应有设计人、审批人员和矿技术负责人等的签字。 6技术要求 6.1工艺要求 6.1.1工艺流程 6.1.1.1钻割一体化技术分为辅助钻进和煤体割缝两个步骤。 6.1.1.2辅助钻进时，系统压力较低，自动切换式割缝器处于关闭状态，全部水射流通过钻头辅助破碎 煤岩体同时冷却钻头刀具。 6.1.1.3瓦斯抽放钻孔施工至设计位置后，钻进停止，钻机保持旋转状态，升高系统压力至设计值，轴 向射流关闭、径向喷嘴开启，自动切换式割缝器处于工作状态，进行边退钻杆边对煤体进行割缝。 6.1.2割缝钻孔施工 6.1.2.1应按设计的割缝钻孔的孔间距、开孔位置、孔径、方位角、倾角和孔深等参数施工割缝钻孔。 钻孔布置应符合GB50471中钻场及钻孔布置要求。 6.1.2.2按照图1所示连接水箱、高压泵、高压胶管、换向开关、高压水尾、钻机、高压密封钻杆、自动切 换式割缝器、喷嘴等系统。 6.1.2.3钻进过程中，钻机操作工应随时观察钻孔内返水情况和钻进情况，若出现返水量变小或有堵 钻现象时，应停止钻进，但不能停止旋转，检查原因，处理好后才能继续钻进，如不能查明原因应立即撤 出全部钻杆。 6.1.2.4施工至设计孔深时，停止钻进。 6.1.3煤体割缝 6.1.3.1煤体割缝时间根据煤体硬度和厚度确定，当钻孔返渣量明显减少时，应停止割缝。 2 NB/T10057—2018 进行若干次数割缝作业。 6.1.3.3开始割缝前，在高压水尾上换接高压水管，打开高压泵，保持割缝器旋转状态， 6.1.3.4升高水压至设计压力，自动切换式割缝器开始对煤体割缝 6.1.3.5割缝完毕后，将供水压力卸掉，钻机操作人员将供水截止阀关闭后，退出一定数量钻杆。 6.1.3.6重复6.1.3.4和6.1.3.5操作，完成设计的割缝次数，退出剩余钻杆。 6.1.4多钻孔割缝 重复6.1.1～6.1.3操作，完成割缝钻孔作业。 6.1.5割缝结束 关闭钻机，关闭高压泵。 6.2装备要求 6.2.1钻割一体化技术装备。装备示意图如图1所示。 说明： 1—水箱； 2 高压泵； 高压胶管； 换向开关； 5- 高压水尾； 钻机； 高压密封钻杆； 8——自动切换式割缝器； 9——喷嘴。 图1钻割一体化技术装备示意图 6.2.2高压泵。应使用符合MT/T188.2要求的高压泵。 6.2.3换向开关。控制压力调节和水流方向，应事先在换向开关处安置压力表，并连接高压管路进行 测试，查看有无管件缺失、泄漏。 6.2.4高压水尾。连接高压水路与密封钻杆，一般准备两个，其中一个作为备用，同时应事先在地面进 行密封及旋转灵活度的测试。 6.2.5高压密封钻杆。钻杆强度应高于喷嘴出口压力，用O型密封圈或钢垫若干，提高钻杆连接处的 密封性能，根据孔深备用一定数量钻杆。 6.2.6自动切换式割缝器。由水压控制径向射流和轴向射流的转换。 6.2.7系统检验。每次施工前，应检查钻割一体化系统，是否有鼓泡、破损、漏水等现象，若发现，应立 即更换。每次施工前，应对系统进行液压试验，试验压力达到设计值后，保压时间不少于30min，保压 期间系统不应渗漏。 3 NB/T10057—2018 7安全要求 7.1钻孔或割缝之前应检查各高压管连接情况，应做到配件完好、连接牢固。高压管接头处需与其他 固定物固定在一起，防止脱落甩动伤人。开启高压泵后应观察各连接头的泄漏情况，尤其在升至高压之 前，人员不能正对各处连接头，防止高压水泄漏伤人。 7.2在施钻地点及该地点回风侧距5m位置各安设一个甲烷监测传感器。钻孔或割缝之前，应对割 浓度降到0.5%以下时，方可继续作业；当甲烷浓度超过1.0%时，能自动切断钻机和高压泵的电源，立 即停止作业，将人员撤至安全地点。 7.3钻进前和割缝期间，安装好防喷装置。 7.4钻机操作人员按操作规程操作钻机，在钻进过程中，装卸钻杆人员不得站于钻机正后方，且距施钻 点不小于3m，保证自身安全。施钻过程中操作人员应注意观察钻机状况、钻孔动力现象及瓦斯情况， 发现异常时要立即停止作业。 7.5操作换向开关进行割缝作业时，密切注意割缝情况和压力表读数，发现压力表读数超过设计值时， 立即卸压。 7.6钻进时应保证水、电的供应。若遇突发情况，停水时间较长（预计10min以上时)或前方遇地质构 造或其他原因无返水时，应尽快撤出全部钻杆。 8其他 现场记录。记录表格参见附录B。根据具体情况，确定所需要的表格数，并装订成册，便于保存。