张集煤矿地面区域治理水平分支孔钻效分析及提速对策

地面区域治理技术在淮南矿区水害治理上效果显著,对目的层进行水害治理是矿井采掘工作面生产推进的前提。水平分支孔快速施工是区域治理技术实施的关键,本文通过对张集煤矿区域治理水平分支孔综合钻效、生产钻效、纯钻进效率、剔除低效钻进效率4种钻效指标进行统计分析,得出工艺技术水平、生产管理水平、组织管理水平对钻效的影响,并提出提高钻效的对策。     

地面多分支水平钻井与井下钻孔对接预抽瓦斯技术

针对现有的地面水平定向钻井开采煤层气及煤矿井下钻孔预抽煤层瓦斯受时间和空间限制的问题,提出了地面多分支水平钻井和井下钻孔对接预抽瓦斯技术,并在沙曲煤矿24307工作面对多分支水平钻井对接井下钻孔进行应用研究,对接后,瓦斯抽采钻孔XC01的产气量达6 000~7 000m2/d,瓦斯体积分数达95%;XC02的产气量基本稳定在12 000 m3/d左右,平均瓦斯体积分数达到了91.05%;大幅提高了单井产气量和瓦斯抽采效率。     

高瓦斯煤层群水平井立体抽采模型探讨

沙曲煤矿24307多分支水平井试验成功后,面对高瓦斯煤层群对回采工作面形成的多源性瓦斯危害,提出上邻近层和下邻近层瓦斯综合治理,利用地面多分支水平井的优势结合矿井的生产衔接,采用多分支水平对接钻孔进行瓦斯治理,实现本煤层和上下邻近层综合瓦斯治理,并且防止巷道掘进期间煤与瓦斯突出,降低瓦斯涌出量,实现工作面回采期间采空区瓦斯的有效治理。     

煤层底板加固多分支水平注浆井套损探讨及预防措施研究

地面多分支水平井注浆技术作为煤矿区域水害治理关键技术之一,多分支水平注浆井采用三开井身结构。针对于二开套管损坏变形为研究对象,进行了钻进与注浆过程可能造成套管损环变形机理因素分析:套管磨损、注浆扰动、固井质量效果等方面。基于因素机理分析分别从套管磨损预防、套管剪切损坏预防、固井质量效果差预防等方面细化,深入研究了预防二开套管损坏变形措施。     

定向分支钻孔在煤矿顶板水害探查治理工程中的应用

为了阻断上部含水层的水通过垂向导水通道涌入工作面,消除顶板水害对工作面回采的威胁,采用定向分支钻孔探查注浆治理垂向导水通道,加固顶板局部层位使其具有一定的强度及柔性,起到阻水作用,达到治理目的。从工程注浆治理、钻探施工质量控制、施工成果及治理效果评价方面开展分析研究,总结地面定向分支钻孔探查治理煤矿顶板水害的适宜性。通过项目实施,应用情况良好。     

煤矿采动区地面井瓦斯抽采技术及其应用前景分析

针对我国煤层松软、低渗、抽采困难的问题,提出了充分利用煤层采动卸压效应强化抽采煤层解吸瓦斯和工作面涌出瓦斯的采动区地面井抽采技术。从资源评价、井型设计、地面布井、局部防护、安全抽采控制等关键技术和成套技术的应用效果及发展前景等方面对煤矿采动区瓦斯地面井抽采技术在瓦斯治理方面的应用进行了深入分析,指出煤矿采动区地面井抽采瓦斯技术是进行煤矿区瓦斯灾害综合治理的一条有效途径;提出了进行煤矿区煤层气规模化开发、有效治理井下瓦斯灾害的合理化建议:地面井布井应偏向工作面回风巷侧,井型结构应充分发挥采场裂隙带的作用。     

地面返流注浆堵水技术及应用研究

在对注浆堵水技术研究及水害治理实践的基础上,提出了地面返流注浆堵水技术,就其治理掘进巷道突水、采煤工作面突水和隐伏构造突水的堵水机理和关键技术作了探讨,进行了工程应用,结果表明,宿驾窑煤矿和吴村煤矿采用地面返流注浆堵水技术后,堵水率分别为98％和100％,效果明显.     

地面注浆与疏水降压技术在煤矿突水治理中的应用

通过对赵家寨煤矿12201工作面突水过程及原因的分析,结合赵家寨煤矿水文地质条件,此次注浆堵水工程采用了井下与地面相结合的注浆方案对突水进行治理。在井下布置防水挡沙墙,再针对性地布设地面截流和注浆孔,采用地面注浆与井下疏水降压技术,使12201工作面突水得到了快速、有效的治理。该工程使井下和地面突水治理相结合的方法在注浆堵水中得到充分应用。     

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。     

井上下联合抽采瓦斯技术浅析

井上下联合抽采瓦斯是一项煤矿瓦斯治理的新技术,具有减少煤矿瓦斯灾害和节约利用资源的优点。本文介绍了地面、煤矿井下以及井上下联合抽采瓦斯技术,对各种抽采瓦斯的方法进行了简要的论述。井上下联合抽采瓦斯的应用结果表明:采用地面压裂和井下联合抽采技术,克服了低渗煤层地面压裂效果差的缺陷,降低了抽采成本和瓦斯治理费用,为中小煤矿瓦斯抽采和区域治理提供了有效手段,同时释放了突出矿井产能。因此,具有一定的综合效益,是煤炭与煤层气开发的发展趋势。     

我国煤层气开发模式与开发技术问题探讨

我国复杂的地质条件决定了煤层气开发模式与开发技术选择的多样性。就目前应用较广的5种煤层气开发模式(井下瓦斯抽放模式、煤矿区地面预抽开发模式、采煤采气一体化开发模式、地面直井压裂开发模式及多分支水平井开发模式)和3项煤层气开发技术(定向水平井技术,欠平衡技术钻井、完井技术和注气提高采收率技术)进行了深入探讨,并对各项技术和模式的地质适应性进行了初步分析。结果表明:直井压裂技术较适用于高渗、原生结构厚煤层的煤层气开发,多分支水平井技术适用于低渗与特低渗厚煤层的煤层气开发以及煤矿瓦斯预抽,而采气采煤一体化适合于煤层发育比较复杂、地表条件差、垂直钻井和水平钻井很难施工的矿区的煤层气开发。     

煤矿瓦斯灾害防治技术探讨

在分析目前煤矿瓦斯治理存在问题的基础上,提出了利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的井下瓦斯抽采技术相结合的综合瓦斯治理措施,分别阐述了煤矿井下水力压裂和地面采动井的原理和应用情况,实践表明:煤矿井下定向压裂增透消突成套技术可有效提高瓦斯抽采率,降低煤与瓦斯突出危险性,改善井下作业环境;地面采动井可"一井三用",对抽放采动区域瓦斯效果较好。     

皖北矿区构造发育薄层灰岩区域防治水注浆地面定向钻探技术

我国煤矿水文地质条件极其复杂;随着深部资源的大规模开发,矿井水害防治形势十分严峻,面临众多挑战。煤层底板存在高承压岩溶含水层,且富水性强或极强时,采用地面区域治理技术,可改善采煤工作面底板状况,消除煤炭开采时的底板突水水害威胁。联合应用地面多分支定向钻探技术和润滑防塌钻井液技术,可全面覆盖受底板水害威胁区域,降低钻探工程造价,减小钻探施工对环境的影响,解决长距离顺层地面定向钻探成孔难度大、钻具易卡阻的难题。     

测氡法探测煤层自燃火源在西铭矿的应用

煤矿自燃火灾治理的关键技术是火源位置的确定，详细介绍了应用地面同位素测氡技术对西铭煤矿井下自燃火源位置进行探测的实例。     

煤矿深部巷道群穿灰岩推覆体水害超前治理技术

煤矿深部巷道高水压和高地应力下掘进,水害和破碎围岩是面临的主要水文和工程地质问题,以淮北邹庄煤矿87采区系统大巷群穿推覆体高压灰岩含水层和F25断层为研究对象,提出利用地面定向多分支孔顺巷探查和分段高压注浆技术,对巷道群穿含水层和断层破碎带进行超前区域治理。查明了太原组灰岩和断层破碎带的空间位置和形态。通过分段高压注浆在巷道周边形成了隔水圈带,含水层有效改造范围大于30m,改造后验证钻孔出水率降低约50%,单孔最大涌水量小于2m3/h。高压劈裂注浆固结了断层破碎岩体,巷道在断层带掘进未发生片帮、掉顶,采用锚喷支护即顺利穿过。地面定向多分支孔注浆技术是解决深埋巷道掘进面临的破碎围岩和水害问题的有效手段,实现了由井下治理到地面治理,边掘边治到掘前治理,逐段治理到区域治理的治灾理念转变,可广泛应用在巷道穿深大断裂或高承压含水层的超前治理。     

城郊煤矿薄层灰岩水害治理技术研究与实践

为解决城郊煤矿井下水害常规注浆治理效果不佳的问题,依托地面水平定向钻进技术形成的区域超前治理技术,为治理该煤矿底板灰岩水害提供了新的技术途径。经过研究论证,该煤矿十四辅助采区地面区域治理选择太原组上段L₁₀灰岩为治理目的层,防止底板水害。通过施工三个地面孔组(D1、D2、D3孔)共35个水平分支孔,对治理区太原组上段L₁₀灰岩地质、水文地质及隐伏含(导)水构造等进行探查,并通过高压注浆治理将目的层改造成有效隔水层;施工的井下验证钻孔涌水量均小于10 m³/h,治理效果良好;治理后计算十四辅助采区F21405工作面最大突水系数为0.044 MPa/m,符合突水系数安全值不大于0.06MPa/m的标准,无突水威胁,可以安全回采。     

钻探技术在煤矿水害防治工作中的应用

钻探作为煤矿水害防治工作一种重要的技术手段,得到了广泛的应用。煤矿大口径排水井钻进技术、底板多分支水平井地面定向钻进及注浆加固改造技术、井下定向探(疏)放水钻进技术、注浆封堵突水通道钻探技术和矿井突水灾害快速钻进救援技术等煤矿防治水钻探技术,在煤矿水害防治工作中得到了广泛应用,取得了良好效果。加强防治水钻探配套设备的研发和相关钻探工艺技术研究,将有力促进煤矿水害防治工作的发展。     

煤矿水害治理多分支水平井精准定导向技术研究

多分支水平井注浆技术因其施工成本低、环境污染小、隔水效果好等特点,被广泛应用于煤矿水害治理中。但由于煤层底板普遍存在断层发育、目的层薄、破碎带聚集等复杂情况,施工时常出现泥浆漏失、顺层钻进困难、穿越断层易卡钻等难题,严重影响了注浆治理效果。针对这些问题,本文以安徽某煤矿为例,在对其地质特征进行分析的基础上,从定向轨迹设计、定导向设备选型以及井眼轨迹控制等方面展开研究,将定向钻进和地质导向技术结合,优化复杂地质条件下多分支水平井定导向技术,并成功应用于多分支水平井超前注浆改造工程中。现场应用表明,该技术提高了井眼轨迹控制的精确性,保证了目的层钻遇率,应用效果良好。     

煤矿地面生产系统自动化技术现状及发展策略

阐述了我国煤矿地面生产系统自动化技术发展状况,结合高新技术事业部完成的天地王坡煤矿地面生产系统自动化示范工程,介绍煤矿地面生产系统中提升机、带式输送机、选煤厂、装车站等主要系统设备的自动化技术应用情况,分析自动化技术在煤矿地面生产系统应用中存在的主要问题,提出煤矿地面生产系统自动化发展策略.     

地面定向钻进技术在煤矿陷落柱突水防治中的应用

为了治理潘集二矿重大突水事故,提出了地面定向水平孔技术截流堵源的方案。潘集二矿12123工作面上、下底抽巷联络巷底板发生突水,瞬时最大突水量达14 000 m3/h,矿井部分被淹。因工作面上方存在湖泊和多个采空区,遂选择地面定向水平钻孔施工方案,即在地面施工一个定向水平堵源主孔对突水点灌注沙石骨料完成充填、形成顶板盖层,再通过主孔由地面注浆站灌注水泥浆完成陷落柱的封堵工作,并施工四个水平分支孔探查了陷落柱形态特征。结果表明,陷落柱导水通道被成功封堵,堵水率达到100%,显示了地面定向水平钻孔技术在陷落柱突水治理中的优越性,为今后类似突水事故的治理提供了宝贵的经验。