大孔径顺层长钻孔消突技术在潘一矿的应用

介绍了大孔径顺层长钻孔消突技术的原理,以潘一矿2371（1）工作面为试验地点,通过测定瓦斯含量、瓦斯预抽率、预测指标和掘进速度等指标,考察了大孔径顺层长钻孔消突技术的预抽放效果和消突效果。应用结果表明：实施大孔径顺层长钻孔消突技术后日常预测和效果检验指标均无超标,瓦斯预抽率在30%以上,残存瓦斯含量4.35～5.05 m3/t,验证无超标,月进尺在94～120 m,实现了突出煤层安全快速掘进与高效回采。     

巷道长距离快速揭穿突出煤层

平煤五矿己四采区运输下山设计全长1 460m,倾角15°。该巷道长距离揭穿煤与瓦斯突出煤层时,采用穿层钻孔与顺层钻孔相结合的预抽煤层瓦斯区域防突措施,实现了快速彻底消突,既安全可靠,技术经济效果又好,值得推广应用。     

潘三矿顺层长钻孔掘进消突技术试验研究

针对淮南矿区潘三矿11-2煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性低,提出并实施了顺层长钻孔掘进消突技术,通过实施后的效果评价指标、瓦斯残存量等的考察,证实了顺层长钻孔的应用既消除了煤与瓦斯突出的危险,又加快了掘进进尺,是高瓦斯、低透气性突出煤层实现快速掘进的有效措施之一。     

顺层钻孔打钻偏斜规律研究及防范措施

通过对顺层钻孔打钻偏斜规律研究,掌握了矿井施工顺层钻孔期间偏斜规律,从而提高打钻质量。利用测斜技术测得施工钻孔偏斜数据,并对数据整理分析,结果表明:偏斜与钻孔倾角之间并无一般变化规律,但是整体来看,钻孔一般向上偏斜,一些钻孔产生上下偏斜（基本处于开孔位置）;偏斜与钻孔夹角之间无一般变化规律,但由于车轮效应钻孔一般向钻头旋转方向偏斜,由于稳钻误差、开孔反向作用力影响在开孔位置产生偏斜;利用加权平均计算方法得到钻头直径为75 mm与92 mm,上下偏斜度分别为2.176 m与3.483 m,左右偏斜度分别为4.144 m与5.081 m;孔深超过60 m以上钻孔,设计施工倾角时,根据等高线计算结果上下调2°~3°。     

定向钻进技术在松软煤层瓦斯抽放中的应用

为了提高松软煤层瓦斯抽采钻孔深度、增大钻孔煤层进尺,利用定向钻进技术钻孔轨迹可控的优势,通过优化定向钻孔布置形式和采用定向钻进用冲洗液,试验钻孔深度超过700 m,煤中连续进尺超过400 m,在一定程度上提高了松软煤层瓦斯抽采钻孔深度和煤中进尺,也使得定向钻进技术在松软煤层瓦斯抽采钻孔施工中具有更好的应用与推广价值。     

松软突出煤层工作面瓦斯治理实践

针对临涣煤矿松软突出煤层工作面顺层钻孔施工遇到的问题,在改进钻进装备、钻进工艺后,钻孔进尺效果仍不理想的情况下,根据工作面煤层赋存状况,重点从瓦斯治理工程方面进行方案调整,创新性采用高位钻场内施工顶板穿层钻孔预抽、工作面面内大功率钻机施工超前卸压排放钻孔等一系列消突措施,多措并举,避开了松软突出煤层顺层钻孔施工遇到的瓶颈,消除了煤层突出危险性,保证了工作面的安全回采,取得了良好的治理效果。     

顺层长钻孔“一孔两消”预抽消突技术研究

针对顺层钻孔定向钻进困难,钻孔轨迹难以有效控制,施工瓦斯治理巷道造成的瓦斯治理周期长等问题,提出了一种利用定向钻进技术的"一孔两消"预抽消突方法,有效控制了钻孔轨迹,保证了钻孔消突范围的均匀合理,解决了因施工瓦斯治理巷道造成的瓦斯治理周期长等问题,提高了钻孔的有效抽采时间,保证了足够的瓦斯治理时间和空间,有利于矿井的生产接替,同时对采煤工作面和运输顺槽进行区域预抽消突,节省了大量穿层钻孔工程量。     

2311m顺煤层超长定向钻孔高效钻进技术

针对保德煤矿超长工作面瓦斯区域治理需要,提出采用国产大功率定向钻进技术与装备进行顺煤层超长定向钻孔施工。根据工作面布置情况及钻遇煤层地质特征,优化钻孔设计、优选钻进装备,利用复合定向钻进技术减小孔内摩阻,实现深孔钻进钻压的传递;利用煤层钻孔递进式延伸技术和钻孔轨迹控制技术提高煤层钻遇率,实现深孔精准钻进。结合保德煤矿生产需要施工完成了主孔深度2 311 m、孔径Φ120 mm的顺煤层超长定向钻孔。钻进结果表明:钻进装备稳定可靠,钻进工艺技术先进,钻孔日平均进尺达到200 m以上,孔深2 000 m以上单班进尺达到90 m。研究可为顺煤层超长定向钻孔施工和超长工作面区域瓦斯治理提供重要借鉴。     

顺层钻孔高压水射流切割技术的研究与应用

针对徐州矿务集团有限公司张集煤矿-1 260 m北翼延深采区9煤顺层钻孔瓦斯预抽效果差、钻进困难问题,通过采用顺层钻孔高压水射流切割技术,增加煤层透气性以及钻孔瓦斯抽采量,增强高地应力条件下顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施的安全性。     

煤矿井下2570m顺煤层超深定向孔高效成孔关键技术

针对现有定向钻进技术装备不能满足超长工作面瓦斯大区域治理对井下顺煤层定向钻孔深度要求的问题,提出利用泥浆脉冲无线随钻测量系统替代有线随钻测量系统进行钻进参数测量,避免了有线随钻测量系统信号传输受通缆钻杆影响的问题;基于近水平钻孔回转钻进的"岩屑楔"理论,通过优化螺杆钻具结构及调整钻进工艺参数实现复合钻进状态下钻孔增、降、稳倾角调节,进一步提高了复合钻进进尺比例,使钻进系统压力明显降低。结合保德煤矿生产需要施工完成主孔深度2 570 m、孔径120mm的顺煤层超长定向钻孔,钻孔平均日进尺达到200 m以上,通过对该超深孔施工关键装备适应性分析可知:钻进装备稳定可靠,无线随钻测量系统信号在超深钻孔中传输稳定,复合钻进倾角控制效果良好,系统压力参数下降明显,说明该套技术装备能满足煤矿井下2 500 m顺煤层超深定向钻孔的施工要求。研究成果可为顺煤层超深定向钻孔施工和超长工作面瓦斯超前治理提供重要借鉴。     

定向长钻孔水力压裂在松软煤层中的应用研究

为提高碎软、低渗、高瓦斯突出煤层瓦斯治理效果,在阳泉矿区新景公司保安区3#煤层3109工作面试验采用井下顺层长钻孔水力压裂增透技术。钻孔设计在煤层底板开孔,穿过底板然后沿煤层延伸。钻孔煤层孔段长度不低于300 m,主孔设计深度459 m。开孔倾角12°、开孔方位角4°。试验累计共注水1510 m~3,开泵注水时间达到50小时27分钟。顺层长钻孔水力压裂增大了抽采影响半径(本次试验影响范围达到半径58 m的区域),提高了瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采量(本次试验日平均瓦斯抽采浓度保持在70%以上,日平均抽采纯瓦斯量在2415 m~3/d);采用顺煤层长钻孔水力压裂措施后,压裂注入的大部分清水留存于煤体内,使煤体湿润,在一定程度上减少采煤时工作面粉尘。     

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。     

注气配合顺层钻孔强化预抽煤巷条带瓦斯技术

为了解决寺家庄矿顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯措施预抽末期抽采量下降幅度大,消突周期过长的问题,分析了造成该现象的原因,采用压风注气配合顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯技术,在寺家庄矿15108进风顺槽进行试验,结果表明,预抽末期压风注入0.5 MPa的气体可以使平均预抽纯量维持在1.07 m3/min,单孔的抽采纯量提高2～38.6倍;平行层理方向比垂直层理方向注气见效快,渗透率不同是导致该差异性的原因。     

顺层抽放钻孔垂向偏移规律研究

通过分析发现顺层抽放钻孔在垂直方向的偏斜受多种因素的影响,虽然钻杆自身弯曲变形导致钻孔向下偏移,但钻头前方煤体力学模型以及钻孔内残留钻屑将导致钻孔轨迹向上偏移,综合表现为钻孔在垂直方向上偏移,在煤矿井下的现场实验和考察也验证了这一分析结果。     

深孔钻车在大采深突出煤层钻孔施工中的应用

埋深千米以下的突出煤层,地应力和煤层瓦斯压力大,使用普通的液压钻机施工顺层钻孔,钻孔深度难以达到设计要求。徐矿集团夹河煤矿7447运输巷埋深1 100 m左右,使用CMS1-6200/80型深孔钻车施工顺层钻孔,提高了钻孔深度,解决了大采深突出煤层顺层钻孔施工难题。     

麦地掌煤矿2#煤层顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度确定

为了提高麦地掌煤矿2#煤层顺层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率,确定合理的封孔深度是非常重要的环节,顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度应该超过集中应力带应力峰值点.通过综合对比应力峰值点附近不同封孔深度钻孔瓦斯抽采浓度,最后确定2#煤层顺层钻孔合理封孔深度为16 m,提高了瓦斯的抽采浓度,延长了抽采衰减周期,为2#煤层瓦斯长时间预...     

瓦斯流量法在测定煤层瓦斯抽放影响半径中的应用

石港煤矿15号煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了指导石港煤矿消突工作面顺层抽放钻孔的合理布置,采用瓦斯流量法测量了石港煤矿15号煤层顺层钻孔抽放影响半径.结果表明:测试本煤层顺层钻孔的抽放影响半径时,瓦斯流量法是一种便捷、准确的方法.     

随钻轨迹测量技术在确定煤矿顺层抽采钻孔空白带方面的应用研究

利用YCSZ(A)存储式随钻轨迹测量仪采集探管内部传感器磁强计和加速度计,对钻孔随钻轨迹进行分析,绘制钻孔竣工图,分析顺层抽采钻孔空白带情况,为解决回采工作面补充实施顺层钻孔区域防突措施提供可靠依据,提高顺层钻孔区域防突措施实施的有效性。     

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。     

松软高突煤层顺层钻孔施工方法

通过不断实践,改进了顺层钻孔的施工工艺,总结了成倍提高松软高突煤层顺层钻孔深度的技术经验。