煤矿井下小型多方位定向钻机的设计

针对现有定向钻机不能实现在狭窄巷道多方位、大倾角施工钻孔,难以适应中小煤矿小巷道断面定向钻孔施工的技术要求,基于中小型煤矿狭窄巷道的运输、施工条件,设计了一种适合狭窄巷道的小型多方位定向钻机,钻进深度达500 m,外形尺寸3 340 mm×1 150 mm×1 650 mm,能够较好地满足小巷道断面对定向钻进设备的技术要求,实现在巷道内多方位、大倾角定向钻孔的施工。     

复杂地层高位定向钻孔轨迹可视化技术实践

为了更准确地描述高位定向钻孔空间位置,判断施工靶区地层变化,准确识别钻进过程中遇到的断层、陷落柱、破碎带等异常地质体,利用MATLAB软件,采用地质体建模技术,实现定向钻孔轨迹三维可视化控制,准确地描绘了定向钻孔施工过程中遇到的煤层厚度、倾角以及定向钻孔轨迹等信息,并以盘江精煤火铺矿施工为例建立了地质体模型,模拟结果与实钻轨迹相符合,为后期定向钻孔设计及施工提供理论依据,井下定向钻孔轨迹可视化控制技术有效地保障了煤矿安全开采。     

煤矿井下水平定向钻孔轨迹设计

定向钻孔轨迹设计优劣是决定钻孔施工成败的关键因素之一,针对煤矿井下水平定向钻孔施工特点,制定了定向钻孔的设计原则,结合有限的煤层地质资料,进行钻孔的孔间距、主方位角、方位角、倾角等参数设计,并优化钻孔轨迹参数,以降低钻孔施工风险,最后以双柳煤矿钻孔设计为例,详细介绍定向钻轨迹设计方法。     

钱营孜煤矿高位定向长钻孔轨迹控制方法研究

通过对钱营孜煤矿高位定向长钻孔轨迹控制方法研究,以方位角、倾角控制为切入点,结合高位钻场布置以及施工过程控制,实施高位定向长钻孔轨迹控制技术,提高了经济效益。     

基于定向拦截钻孔的工作面瓦斯治理技术

以寺河矿5310工作面为研究对象,在定向长钻孔施工技术的基础上,结合现场实验研究方法,对比分析了普通拦截钻孔与定向长钻孔拦截的优缺点,并针对定向拦截长钻孔的设计施工、瓦斯流场、钻孔瓦斯参数、区域抽采达标时间、风排瓦斯浓度进行分析。实践表明,定向拦截钻孔提高了瓦斯治理效果。     

抽采长钻孔的定向施工技术实施及纠偏器件的研制

在长钻孔实际施工过程中,利用定向钻进技术和自己研制的配套器件,结合力学理论,保证钻孔的实际运行轨迹在设计允许偏差内,以确保钻孔的终孔点在设计的范围内,达到安全有效的抽采工作面瓦斯的目的,防止钻孔误透巷道及采空区,造成事故及形成安全隐患。     

煤层顶板高位定向钻孔施工技术与发展趋势

基于采空区顶板竖"三带"与横"三区"理论,分析了顶板高位定向长钻孔技术瓦斯抽采基本原理与优势,总结归纳了"定向先导孔+扩孔"施工工艺的技术特点,介绍了施工装备系统组成。利用该成孔技术与装备在陕西彬长集团文家坡煤矿4101工作面进行了现场试验,完成顶板高位定向长钻孔2个,累计钻孔进尺1 221 m,单孔主孔深度超过480 m。同时,针对现有顶板高位定向钻孔施工技术存在的问题,提出引入液动冲击辅助碎岩扩孔钻进技术与大直径孔定向钻进技术,进一步增大钻孔终孔直径,提升钻孔施工效率,保证钻孔施工安全。     

煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺研究

通过对国内外煤矿井下瓦斯钻孔技术现状的分析,介绍一种本煤层近水平定向长钻孔施工装备和技术,并通过实例将本煤层定向长钻孔和本煤层普通直钻孔的瓦斯抽采效果进行对比,得出定向长钻孔的潜在优势。同时,指出我国煤矿井下近水平定向长钻孔施工中普遍存在的影响钻孔钻进效率及深度的问题,为了解决这些问题,提出了一种定向长钻孔施工工艺技术及其关键的开分支技术,最后通过现场试验验证了其有效性。     

绳索取心与初级定向钻探技术应用实例

某矿区施工区地层钻孔易偏斜，采用绳索取心金刚石满眼钻进，调整开孔倾角和方位角，设计初级定向孔，加密测斜间距等措施，达到了较高岩心采取率、高精度中靶的钻孔目的。介绍了施工难点、钻孔技术要点、钻孔施工方法以及取得的效果。     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

浅析定向千米钻机在大倾角煤层掘进预抽中的应用

由于煤层赋存的地质条件复杂性,定向千米钻机施工钻孔过程中存在很多难题。针对大倾角煤层定向千米钻机存在的问题,以高河煤矿煤巷为例,对定向千米钻机施工下行孔进行设计、施工,并对施工过程中存在的难题进行探讨,提出了相应的解决办法,为煤巷安全掘进提供了有效保障。     

高位定向长钻孔替代普通倾向孔工程实践

理论计算了采空区顶板三带高度,根据设计,采用ZYL-6000D定向钻机施工了顶板高位定向长钻孔,最大孔深564 m。经过现场试验和数据分析,得出了高位定向钻孔布置的最佳层位及水平方向距回风巷的最佳距离。对比分析了高位定向钻孔与普通高位倾向钻孔的抽采效果和打钻功效,定向钻孔的施工进尺减少了70%,瓦斯抽采纯量提高了1.52倍,结果表明,高位定向钻孔具有打钻进尺少、配套工程少、抽采效果好等优点。     

大直径大功率定向钻机的研制

目前瓦斯抽采钻孔工艺向大直径、长钻孔、定向钻孔施工发展。针对现有定向钻孔技术及装备形成的钻孔直径较小、需进行二次扩孔、施工工艺与配套钻具复杂,基于大直径长钻孔定向施工工艺的发展,研制了一种适合大中型矿井进行大直径长钻孔施工的定向钻孔装备,其单位质量输出功率大、成孔能力强、结构紧凑,适合大中型煤矿的大直径长钻孔瓦斯抽采钻孔施工。     

煤矿井下巷道梳状定向钻孔轨迹设计方法

为了快速有效抽采松软煤层掘进巷道围岩瓦斯,结合定向千米钻机性能,提出采用梳状定向长钻孔"横向"或"纵向"布置方式远距离掩护预抽掘进巷道围岩煤体瓦斯。根据掘进工作面特征,按梳状定向长钻孔设计流程,总结出钻孔轨迹设计原则,并借鉴定向井设计与计算理论,提出三段式斜平面法设计梳状定向长钻孔,明确了钻孔轨迹空间位置的点、线、面之间的关系,简化优化钻孔轨迹设计参数,降低钻孔施工风险。最后以余吾煤矿某掘进巷道为例,详细介绍了斜平面设计方法,分析表明三段式斜平面设计梳状定向钻孔的方法满足工程精度,减少了设计工作量,提高了工作效率。     

定向钻进技术在马兰煤矿巷道掘进的应用

定向钻进技术可用于煤矿井下深孔顺层钻进,为解决工作面瓦斯和巷道掘进瓦斯预抽问题,马兰矿区采用ZDY12000LD型定向钻机及其配套设备,施工长距离本煤层钻孔。在18506底抽巷钻场累计施工1个定向钻孔,2个分支孔,总进尺1263m其中主孔孔深810m,1~#分支孔深606m,2~#分支孔深252m,岩层单班最大进尺42m钻孔施工满足设计的要求,主孔为目前西山矿务局最深钻孔。施工过程中采用"定向+复合"钻进技术先后克服泥岩地层易缩径卡钻、动压影响破碎易塌孔、窜孔不返水不返渣等问题,为马兰矿施工高位定向长钻孔奠定了技术基础。     

ZYWL-4500D低开孔全方位定向钻机设计

针对国内一些煤矿巷道断面小、通过能力差的现状,研制了ZYWL-4500D型低开孔全方位定向钻机,该机设计有全方位调姿机构,并集成了泥浆泵系统,能够不移机实现巷道全断面与工作面的定向钻孔施工。能够实现狭窄巷道中本煤层低位定向钻孔或狭窄底抽巷中任意倾角的定向钻孔施工,应用前景极为广阔。     

岩心钻探通俗讲座

第四讲钻孔弯曲与定向钻进技术“钻探工程”是为了探明地质构造和有用矿产的位置、储量、品位。因此,钻孔的最终目的是为了完成一定的勘探任务。所以,钻孔必须按照设计的方位与倾角施工,才能达到预计的见矿点。因此,在整个钻孔施工过程中,必须随时了解、掌握钻孔在地下所处的座标位置。判断钻孔座标位置取决于三个要素,见示意图1。     

四川叙永河坝煤田单点照相定向钻进技术

四川叙永河坝煤田勘探中,多数钻孔岩层倾角在75°以上,部分钻孔岩层倾角甚至达到89°,给勘探工作带来了极大的困难.针对这一情况,采用全套单点照相定向钻进专用设备,通过认真设计,精心施工,所有试验钻孔在仪器的监控下顺利进入煤层,取得了预期的效果.结合ZK69-22孔的施工,阐述了煤田勘探在急倾斜岩层中遇到的困难和解决措施,介绍了单点照相定向钻进技术在煤田勘探中的成功应用.     

长管棚超前支护技术在复杂岩层井巷施工中的应用

井巷施工中常会遇到大的断层及破碎带等复杂岩层,在此类岩层中进行掘进施工,面临塌方、片帮及突发涌水的巨大隐患。在复杂岩层井巷施工中采用长管棚超前支护,通过对管棚长度、管棚钻孔角度及位置、管棚施工控制等进行科学地设计,使复杂岩层围岩形成有效的支撑力,再配合适当的掘进及支护形式,能够安全、高效、经济的通过复杂岩层。     

高位定向钻孔技术在唐口煤矿的应用分析

为探索顶板高位定向钻孔技术在唐口煤矿上隅角瓦斯治理中的实际效果,通过理论计算获得煤层顶板裂隙带发育范围并进行钻孔轨迹设计,之后采用定向钻机装备在6305工作面完成了3组钻孔试验,钻孔深度分别达到375 m、375 m和402 m,结果表明,采用高位定向钻孔技术,其钻孔深度、施工效率、抽放效果及施工成本等较普通高位钻孔有大幅提高。