煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

煤层底板注浆加固钻孔施工技术及发展趋势

煤层底板注浆加固是治理煤矿突水的有效手段,针对常规底板注浆加固钻孔存在的局限性,利用定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔,并在赵固一矿进行现场试验,共完成6个底板注浆加固定向钻孔,总进尺3 455 m,单孔进尺400 m以上,约为常规底板注浆加固钻孔的3倍。结合试验情况,指出了底板注浆加固定向钻孔施工注意事项和不足,复杂的套管段施工以及定向钻进孔段的屈曲钻孔轨迹,一定程度上降低了钻孔成孔率和施工效率,为此,应引入石油钻井中的"套管钻进"和"复合钻进"技术,简化底板注浆加固钻孔孔身结构,减少作业程序,优化钻孔轨迹,降低施工风险。     

采空区上覆岩层透水治理实例研究

煤层开采后受构造及裂隙带影响,上覆砂岩含水层在采空区出现大面积滞后出水,出水通道具有多样性、复杂性和范围大等特点,地面直钻孔注浆堵水效果不佳。本文在地质条件探查分析的基础上,施工定向水平主孔和多个水平分支钻孔,采用地面定向钻进及注浆技术,在煤层顶板裂隙带中形成隔水层,取得了良好的注浆堵水效果。     

含水围岩下向深钻孔两级套管堵水测压技术研究

赵庄矿测试下邻近8号煤层瓦斯压力时,需要穿越2个含水层,钻孔涌水难以封堵且垂直深度较大、难以定向施工,影响煤层瓦斯压力测试。为此,试验应用了两级套管高压注浆堵水的技术方法。通过研究下向钻孔深孔定位打钻、深孔套管安装施工和两级套管高压注浆固结堵水及合理技术参数等,突破了含水围岩条件下的下向深钻孔封孔测压问题。经现场试验,成功测得了煤层原始瓦斯压力。研究结果表明,穿越围岩含水层的下向深孔测试瓦斯压力时,两级套管高压注浆堵水测压是一种有效的技术途径。     

煤矿采空区上覆岩层裂隙带透水治理研究

针对矿井地质构造和上覆岩层裂隙带影响,上覆砂岩含水层在采空区出现大面积滞后出水,出水通道具有多样性、复杂性和范围大等特点,以及地面直钻孔注浆堵水效果不佳的问题,镇城底矿对水文地质条件进行探查,施工定向水平主孔和多个水平分支钻孔,通过采取地面定向钻孔注浆技术,在煤层顶板裂隙带中形成隔水层,实践取得良好的注浆堵水效果。     

桑树坪矿煤层底板注浆加固定向钻孔钻进技术

为了确保桑树坪煤矿安全生产,提出了采用井下定向钻进技术施工煤层底板注浆加固定向钻孔的工艺方法,对套管钻进工艺、定向钻进工艺和注浆工艺进行了系统的分析与研究。现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板超前探测和治理,增加了钻遇含水层有效段,可以精确计算出水点坐标,确保了桑树坪矿11~#煤巷道的安全掘进。     

古汉山矿15081面水害治理关键技术

为解决古汉山矿15081工作面水害及确保工作面高效安全生产,采用地面精准定向钻孔技术与地面注浆技术对二1煤层底板L8灰岩实施加固。针对精准定向钻孔技术、地面注浆的注浆设备、注浆工艺流程、注浆量计算方法及注浆结束标准及封孔进行分析与研究,分析与阐述了古汉山矿15081工作面注浆量影响因素及解决方案。     

地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究

为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二_1煤层底板L_8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。     

地面区域水害治理技术在赵固一矿的应用

为了解决赵固一矿18采区煤层底板灰岩含水层水害威胁,在传统的井下注浆堵水技术基础上,结合地面定向水平孔技术,提出了煤层底板水害地面区域超前治理技术,介绍了赵固一矿二₁煤底板L8灰岩地面区域水害治理方案,总结了施工过程中的钻孔和注浆关键技术及其实施过程。采用分支孔“跳孔”注浆技术,在治理区域共注浆43次,注入干料94 277.30 t,水泥33 317.70 t,黏土46 892 m³。区域水害治理施工参数能够较好地反映底板灰岩改性加固效果,在两侧分支孔注浆施工后,中间孔每米注入干料和钻孔单位吸水率均大幅减小,表明前序孔通过注浆施工后,已经对该孔附近的裂隙进行了一定程度的充填和加固,地层的渗透性明显降低,间接验证注浆效果。探孔作业结果表明,应用地面区域水害治理技术已将L8灰岩改造成了弱含水层,治理效果良好。研究成果可为赵固一矿及其他矿区煤层底板含水层治理提供依据。     

煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备

将定向钻进与底板注浆加固技术结合,利用定向钻孔实现煤层底板超前注浆加固是现有底板水害防治方法的重要创新。系统研究了定向钻孔超前注浆加固原理、钻进装备、钻孔设计方法和钻进成孔工艺,形成了一套煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备。通过在赵固一矿11151工作面现场试验表明,研究的钻进技术和装备稳定可靠,工艺先进,底板注浆加固效果良好,丰富和完善了煤矿底板水害防治手段,实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,对煤矿安全高效开采意义重大。