顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程实践

针对下峪口煤矿23202切眼掘进工作面无保护层开采条件、普通顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯不符合《防治煤与瓦斯突出细则》要求,提出了顶板定向分支钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施,通过对钻孔施工情况及瓦斯抽采效果分析,顶板定向分支钻孔实现了对预抽区域煤层的全覆盖,抽采63 d后区域防突措施效果检验,煤层残余瓦斯含量降到8 m3/t以下,实现了巷道的安全掘进。     

煤矿井下碎软煤层空气复合定向钻进技术与装备

针对碎软煤层瓦斯高效抽采与治理已成为制约煤矿安全高效生产的关键技术瓶颈问题,在分析碎软煤层顺层钻孔钻进关键技术难题的基础上,提出采用空气复合定向钻进技术与装备进行碎软煤层钻孔施工的技术方案,介绍了其技术原理与技术优势,开发了复合定向钻进技术、顺煤层长距离成孔技术和复合强排渣技术,选配了矿用空压机和孔口除尘器,研制了空气螺杆马达、空气流量与压力监控系统、配套钻具等钻进装备。在贵州省青龙煤矿开展了现场试验,在普氏系数为0.37的碎软突出煤层中,完成5个定向钻孔和2个定向主分支孔施工,最大孔深385 m,总进尺3 014 m,最大单孔瓦斯抽采纯量超过1 500 m~3/d,取得了碎软煤层定向钻孔成孔深度和瓦斯抽采效果的重大突破。空气复合定向钻进技术与装备可在工作面圈闭之前对碎软煤层瓦斯进行超前区域递进式抽采治理,掩护巷道掘进和工作面回采,具有钻孔施工周期短、成本低、瓦斯抽采效果好等显著优势,可对革新井下碎软煤层瓦斯治理模式、助力煤矿企业降本增效提供技术参考。     

定向长钻孔条带预抽技术在松软突出煤层应用

为有效解决突出矿井原始应力区松软煤层煤巷条带区域预抽问题,以金佳煤矿佳一采区22#煤层132204运输巷为研究对象,采用定向长钻孔条带预抽瓦斯技术进行消突试验,钻孔设计时将主孔平孔部分布置在岩性坚硬的煤层底板岩层中,软煤钻孔施工时采用匀速运转、缓慢钻进等措施,提高钻孔的成孔率,钻孔采用高负压抽采,经抽采后进行措施效果检验,实现抽采达标,取得良好的抽采效果.     

近距离特厚夹矸煤层多向消突技术研究

为解决底抽巷条带瓦斯抽采消突技术存在的工程造价高、施工周期长和消突效率低等问题，以山西上良煤矿3^-2、3^-3近距离特厚夹矸煤层为工程背景，提出利用矸石层开掘钻场，施工顺层定向长钻孔多向预抽煤层条带瓦斯实现区域消突。通过建立煤层条带瓦斯多向渗流模型，引入最不利抽采理论，对煤层瓦斯压力变化进行无差别数值模拟，同时结合现场数据，对两种技术的消突效果进行双向对比分析。结果表明：顺层定向长钻孔多向消突方式下，煤层瓦斯由于顶底板限制作用，在水平方向运移倾向性更强，瓦斯压力降低等值线呈椭圆形分布；底抽巷方式下，瓦斯压力降低等值线呈环形分布。提出的顺层定向长钻孔多向消突技术使3^-2煤层、3^-3煤层瓦斯压力分别在抽采70 d和110 d后达到消突要求，消突效率较底抽巷抽采消突方式提升55%～143%,日抽采瓦斯纯流量、浓度分别提升35%和14%,同时施工成本节约65%,工期缩短56%,可以为近距离特厚夹矸煤层的瓦斯高效治理提供参考。     

定向长钻孔抽采瓦斯技术在榆树田井的研究与应用

通过对定向长钻孔在榆树田井实际施工情况以及钻孔瓦斯抽采情况研究,总结得出利用定向长钻孔进行煤巷掘进条带预抽煤层瓦斯在技术上是可行的,并且能够发挥其相较普通钻孔具有精确定向钻进、钻孔深度深、预抽效率高的优势,在取得较好的瓦斯治理效果的同时,也取得了较大的经济效益,为高瓦斯煤层的煤巷掘进提供了安全保障。     

顺层定向长钻孔抽采工艺及应用

霍尔辛赫井田内构造发育，地质条件较为复杂，普通钻孔施工精准度不足，随着井田开拓区域往深部延伸，采掘工作面瓦斯含量日益增大，同时掘进工作面采取沿顶掘进，煤层厚度大，单排钻孔抽采半径有限，采用传统的“掘进面+耳状钻场”普通钻孔对巷道煤层抽采效果不佳，造成掘进期间工作面瓦斯浓度高。采用定向钻孔抽采工艺，通过实施顺层定向长钻孔预抽煤层瓦斯治理技术，实现了对煤巷掘进范围煤体的均匀控制，消除了瓦斯不均衡涌出隐患。实践表明，顺层长钻孔抽采技术可以有效解决复杂地质条件下厚煤层掘进工作面的瓦斯治理问题，为煤巷安全掘进提供了保障。     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在煤巷条带预抽中的应用

为了解决以往条带瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低、抽采时间长的问题，采用定向长钻孔瓦斯抽采技术预抽榆树田煤矿的条带瓦斯，施工了4个定向长钻孔，分析了其在煤巷条带瓦斯预抽中的抽采效果。研究表明：定向长钻孔在榆树田煤矿煤层中单孔长度可达723m，煤层孔段比例高达96%以上|日瓦斯抽采浓度最大为738%，日最大抽采纯量达23017m/d|定向长钻孔瓦斯抽采技术煤层孔段比例高、抽采速度快，能够实现定向条带的区域消突。     

底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突效果分析

预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出和掩护突出煤巷安全掘进有效措施之一。本文以首山矿己15-17-12061底板巷穿层钻孔预抽条带煤层瓦斯防突技术为例,对煤巷掘进区域钻孔施工情况、瓦斯抽采及消突效果进行分析,采用统计分析法,验证了复合指标法预测煤巷掘进突出危险的可靠性,对单一突出煤层区域防突瓦斯治理工作具有一定的借鉴和参考价值。     

松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术及发展趋势

通过分析松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术研究与应用现状,基于不同钻进方式、护孔方式和改造方法,介绍了松软突出煤层钻孔施工技术的发展历程,并分析了各项技术的含义、优缺点、适用范围和推广应用情况,指出了现有钻孔施工技术存在顺煤层定向钻进困难、筛管护孔直径小、钻孔增产改造范围小等问题。同时提出松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术未来发展趋势,包括泥浆脉冲随钻测量定向钻进技术、电磁波随钻测量空气定向钻进技术、大直径筛管跟管钻进技术和大直径小曲率侧钻改造技术等方向。     

上覆巨厚油页岩近距离煤层群瓦斯防治技术

针对上覆巨厚油页岩近距离煤层群瓦斯逸散困难、煤层间距近、煤层瓦斯压力和含量大、存在煤与瓦斯突出危险可能性、首采煤层瓦斯涌出量较大的特点,以依兰矿区为例,采用确定煤层开采顺序、消除首采工作面的突出危险、解决回采工作面瓦斯超限的瓦斯治理总体思路;提出利用底抽巷施工穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯+顺层钻孔抽采回采区域瓦斯的消突方法,采用定向钻孔以孔代巷(或高抽巷)+采空区埋管+底抽巷钻孔抽采回采区间采动影响瓦斯的抽采方法的抽采方法,从消突和防超限2个角度解决上覆巨厚油页岩近距离煤层群瓦斯防治问题。     

钻扩一体化技术在石门揭煤工作中的应用

突出矿井石门揭煤过程中最易引发煤与瓦斯突出事故,而目前石门揭煤工作中防治煤与瓦斯突出的主要措施是穿层钻孔预抽煤层瓦斯,但低透气性煤层中单一采取这一措施难以达到理想的消突效果。钻扩一体化水力扩孔技术,能有效增加煤层透气性和抽采钻孔有效影响半径,辅以严封孔、高负压抽采措施,快速实现抽采达标,保证揭煤安全。     

突出煤层掘进工作面本煤层预抽瓦斯技术实践

为消除回采巷道掘进过程中煤与瓦斯突出危险,解决瓦斯涌出量大的问题,采用本煤层定向钻孔与普通钻孔相结合的瓦斯抽采方法,严格落实瓦斯抽放钻孔施工技术措施。实践表明,采取综合瓦斯抽采措施后,消除了突出危险,瓦斯抽采浓度最高达58%,掘进工作面瓦斯浓度控制在0.5%以下,巷道单月最高进尺达到200 m以上,保证了巷道掘进施工安全。     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在低透气煤层中应用

针对采用本煤层顺层抽采钻孔进行煤层瓦斯抽采时,钻孔施工量大、施工周期长、瓦斯抽采效率低等技术难题,司马矿在1208工作面应用定向长钻孔技术抽采瓦斯,现场结果表明,相比本煤层顺层钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术可减少钻孔长度4 500 m,钻孔成孔率提高1.5倍,瓦斯抽采率提高1.7倍,取得了显著应用成效。     

顺层长钻孔预抽煤层瓦斯防突技术在潘三矿的应用

淮南矿业集团潘三煤矿是典型的煤与瓦斯突出矿井。针对潘三矿穿层钻孔预抽煤层瓦斯防突措施消突周期长,工程量大,掘进速度慢等问题,选择17171(1)轨道、运输顺槽试验顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施。自执行顺层长钻孔预抽煤层瓦斯防突措施以来,煤层最大残存瓦斯含量为4.17 m3/t,最大残余瓦斯压力为0.32 MPa,钻屑量S值在4.0～5.4 kg/m之间,钻孔瓦斯涌出初速度q在0.9～2.7 L/min之间,均无超标现象,实现瓦斯零超限,巷道瓦斯涌出量减小,有效地消除了煤与瓦斯突出危险性,实现工作面安全快速掘进。     

马池煤矿煤与瓦斯突出危险工作面消突措施及评价分析

 鉴于11041工作面是煤与瓦斯突出危险工作面,在该工作面上采取了顺层钻孔预抽煤层瓦斯的防突措施,吨煤抽放钻孔量为0.16m/t,瓦斯预抽率达34.72％,采前残存瓦斯含量明显低于临界值。采用单项指标法、综合指标法、残余瓦斯含量法、吨煤抽放钻孔量和煤层瓦斯预抽率对该工作面采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险性,这为该工作面回采过程中制订安全技术措施提供了重要的科学依据。     

近距离突出煤层群首采面瓦斯综合治理技术应用

针对依兰三矿极复杂地质条件下近距离突出煤层群开采时面临的瓦斯突出和回采工作面瓦斯超限、自然发火等问题,从保护层开采影响范围、开采后的残余瓦斯压力、回采面瓦斯涌出量、煤层自然发火角度分析了各煤层开采顺序,确定了首采面布置在上1煤层,从上至下依次开采较为合理。回采前确定采用千米定向钻机预抽中煤层巷道区域瓦斯+中煤层穿层钻孔预抽上1煤层条带瓦斯的区域消突方法;回采期间工作面采用高位钻孔+顺层钻孔的瓦斯治理方法,从而实现卸压抽采、条带消突预抽、实施防灭火工程等。采用以上瓦斯治理方法能够有效解决工作面瓦斯超限,达到了区域消突的目的,千米钻机长钻孔钻孔抽放浓度维持在80%以上,回风流瓦斯体积分数基本稳定在0.4%以下。     

突出危险采煤工作面消突试验研究

为了在煤与瓦斯突出矿井厚煤层开采中应用放顶煤工艺技术,在鹤壁煤业集团公司五矿3302工作面采用了本煤层密集钻孔和穿层孔综合抽放瓦斯的消突技术,吨煤抽放钻孔量达到0.08m以上,采前瓦斯抽排率达到42.9%,采前残存瓦斯含量明显低于矿井始突点煤层瓦斯含量.采用单项指标法、综合指标法和残余瓦斯含量法对采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险.据此采用放顶煤工艺进行生产,直至工作面回采结束,杜绝了煤与瓦斯突出事故.     

突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后，普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题，传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响，通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究，制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺，提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患，实现了瓦斯抽采最大化。     

低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术及应用

如何实现深部煤层瓦斯的高效抽采是保障我国煤炭企业安全生产的重要问题,而低透气性煤层瓦斯储层增产改造则是其中的核心技术和热点问题。为解决低透气性煤层瓦斯高效抽采技术难题,研究提出了地应力条件下优势射孔致裂方向的确定方法及低渗煤层液态CO_2相变定向射孔致裂增透技术,现场试验及应用研究形成了液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法。研究表明:孔壁破裂压力受钻孔方位角、倾角影响具有明显的方向性,并确定了试验区液态CO_2相变定向射孔优势致裂方向;该技术可有效增加煤样孔隙度、孔径、比表面积、可见孔比例等,改善煤岩体内孔隙结构及渗流能力,提高瓦斯抽采纯流量9~12倍,降低煤层瓦斯抽采流量衰减系数92%;现场试验及PFC2D数值模拟研究确定了该技术的影响半径为9~13 m;应用表明液态CO_2相变定向射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法,可有效预防低透气高突煤层巷道掘进期间的瓦斯超限问题,提高巷道掘进速度4~5倍。