牙轮钻机钻杆螺纹连接结构的改进

大冶铁矿有KY—310和45—R两种型号的牙轮钻机,分别备有φ219mm和φ273mm两种规格的钻杆,每根钻杆长9m,由上接头、钢管(φ219、φ273×25×8000mm)和下接头组成,它们之间是用螺纹连接,扭紧后再将螺纹连接端面焊死(图1),图1为改进前的结构。这种钻杆在钻孔中,常常发生脱焊和断裂。修复方法是用气割枪将焊缝吹掉和割去钢管的螺纹部分,然后重新加工螺纹,再焊上、下接头。一次断杆影响生产再加修理费要损失1万多元,而且钢管有8m长,运输修复都很不方便。现作了如下改进。     

突出薄煤层顺层瓦斯预抽钻孔合理布置研究

针对松藻煤矿突出薄煤层工作面顺层瓦斯预抽钻孔布置参数与抽采达标时间关系不清,难以适应矿井采掘接替要求、浪费钻孔工程量的问题,分析了不同钻孔布置参数对抽采达标时间的影响规律,制定了抽采达标时间现场考察方案,并在2215-2工作面进行了现场考察试验。试验结果表明:缩小钻孔间距可有效缩短抽采达标时间,钻孔直径为φ65mm、钻孔间距由5m缩小至3m,吨煤钻孔量增加70%,抽采达标时间由71d缩短至32d;同步增大钻孔直径和钻孔间距将增加抽采达标时间,钻孔直径由φ65mm增大至φ87mm、钻孔间距由5 m增大至8m,吨煤钻孔量减少40%,抽采达标时间由71d增加至93d。     

同径提拉压缩隔水器

地质勘探的水文钻孔,在进行分层(段)抽水试验时,严格要求做好隔水工作。但在过去因隔水工具没有彻底解决,所以,一般分层(段)抽水都采用下一层套管抽一层水的抽水方法,因此,在多层水的水文孔中,必须采用阶梯形的孔身结构,以便进行多层套管     

高位定向长钻孔钻进工艺研究

为了有效抽采邻近层和采空区瓦斯,提出了采用高位定向长钻孔替代顶板高抽巷进行瓦斯抽采,针对红阳三矿钻进施工时,推进阻力大等问题,进行了定向钻孔与回转扩孔相结合的钻进工艺试验,及不同弯度孔底马达与不同直径钻头组合的钻进工艺试验。试验结果表明:3-5号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ96 mm钻头钻进,钻进至350 m出现推进阻力大的问题,采用φ153 mm钻头扩孔至320 m,可以多钻进约120 m;3-2号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ104 mm钻头钻进,钻孔深度610 m;3-3号钻孔采用1°弯头孔底马达配备φ100 mm钻头钻进,钻孔深度616 m,通过减小孔底马达弯头角度、增大钻头直径均可以有效减小推进阻力,明显增加钻孔深度。     

分级注水泥技术在地热井施工中的应用

我院在天津地区钻凿地热井施工中，为了满足开采的需要，其井身结构从地面以下至150m深度要求井管口径须大于300mm。以便下人开采用的水泵。曾在塘沽区施工的数眼地热井均采用图1所示的井身结构。其表层套管使用φ406.4mm（18in）油井套管（壁厚为11.13mm），井管上部用φ339.7mm套管     

超大孔径（φ300 mm）高位定向抽采钻孔成孔工艺探索与实践

为了解决采用传统大直径高位钻孔3次成孔工序复杂、施工效率低、钻机满负荷运行等问题,基于ZYL-25000D型大功率成套钻机具,对超大孔径（φ300 mm）高位定向抽采钻孔成孔工艺进行了探索,并在成庄矿进行了试验。试验结果表明:经钻进工艺优化后,采用ZYL-25000D型钻机成功实现了φ300 mm高位钻孔2次成孔,成孔深度达到500 m以上,钻孔工效提升达30%,单孔抽采效率提升1.7倍以上。     

孔内活塞式定深取样(水)器

我队在开采水资源及水质污染研究工作中，要求在钻孔抽水试验结束、水位稳定一段时间（50—60天左右）后定深采取D．T．O~(18)样及C~(14)样若干。成井地层均为砂砾石层，钻孔孔径108—200mm。钻孔结构复杂，含砂量大。根据上述条件，我队设计加工了最小能下入φ108mm井管、自动脱卡式活塞取样（水）器，取得良好效果。一、取样器的结构设计及组成要求取样器能准确下入取样深度，活塞能够自行打开并保证密封，水样不受污染，操作简单性能可靠。我们参考金刚石绳索取心钻具的弹卡定位机构，设计了由31个零部件组成的活塞式定深取样器。结构见附图（图中省略了部分零件编号）。     

刘庄煤矿大孔径钻孔抽采半径考察

<正>刘庄煤矿于2012年通过11.4 Mt/a的产能核定。为了提高矿井生产效率和经济效益,有利于矿井的抽、掘、采平衡,将孔深小于100 m的顺层预抽钻孔其孔径由原来的φ94 mm提高至φ113 mm。刘庄煤矿对13-1煤层大孔径(113 mm)钻孔有效抽采半径进行实际考察研究,为孔深小于100m的顺层孔抽采钻孔参数设计提供依据。     

大采高采场“U”型通风系统采空区大流量瓦斯抽采技术

为解决大采高采场多巷通风系统采空区通风的安全隐患及"U"型通风系统的瓦斯超限问题,提出了在"U"型通风系统下应用大流量穿透钻孔配合中高位裂隙带定向钻孔的采空区大流量抽采技术,优化确定了定向钻孔及穿透钻孔的布置参数。大采高开采现场应用表明:φ153mm大直径钻孔抽采流量为φ96 mm的2~3倍,中高位裂隙带钻孔瓦斯抽采浓度约为中低位钻孔的2.4倍;φ250 mm大流量穿透钻间距5 m时瓦斯抽采效果最好;采用大流量抽采技术后,上隅角瓦斯浓度维持在0.55%~0.6%,避免了瓦斯超限。     

在不同地层中气动潜孔锤钻进技术

我院近几年来试用气动潜孔锤钻进，在国内施工钻孔13个，完成工作量2124.44m，最大孔深231.27m，最大单井涌水量1441.33m~3/d（降深0.4m），单井平均最高时效8.34m，回次最高时效29.10m。主要设备 SPC-300H型水文水井钻机1台；3WY3.5-25/7-25型增压机1台；2W-9/7型空压机4台（备用1台）；75kW柴油发电机1台（启动设备及带电焊机）。主要工具 W-200J型冲击器；JW-150型冲击器；φ215mm、φ165mm球齿钻头；φ89mm内平钻杆。施工钻孔的地层条件均较复杂，主要为第四系（夹卵砾石）、页岩、砂岩、石英砂岩、石灰岩、泥质灰岩及一些严重风化的不稳定地层。     

穿层钻孔瓦斯抽采半径研究

煤层瓦斯压力大、渗透率低等因素增加了瓦斯抽采工作的难度。针对煤层群条件下的穿层钻孔布置问题,以山西某矿为例,通过数值模拟,现场测试方法对瓦斯抽采半径与抽采效果进行了研究。运用COMSOL模拟软件,分析了φ75、φ94、φ113 m直径抽采钻孔与30、60、90、120 d抽采时间条件下的瓦斯压力演化规律。结果表明：φ113 mm直径钻孔的抽采效果最好,但考虑成本因素,最终选取瓦斯抽采钻孔直径为φ94 mm,极限抽采时间为120 d。通过压降法现场测定了山西某矿5^#、8^#、12^#煤层的有效抽采半径随时间的演化趋势。经瓦斯抽采效果评判,消除了矿井煤与瓦斯突出危险性。     

钻孔打穿坑道的一种简易处理方法

我队在二道沟矿区勘探一大型金伯利岩体，投入了大量的钻探、坑探工程。由于设计不尽完善，施工中一钻孔于80米处垂直打穿坑道平巷边部。为了补救钻孔，我们设计加工了φ193/152mm阶梯肋骨扩孔钻具。将扩孔钻具送入坑道，与钻孔中钻杆相连接，开动钻机分别向上、下扩孔。其中向上扩孔600mm，向下扩孔300mm。将一根φ146mm套管（长240mn）两端各焊接两个可调螺杆之螺母，再分别套上压紧盘。送入坑道，先将套管上端插入平巷顶板新扩钻孔内，再把套管下端放进底板所扩钻孔中，调整好套管，将干海     

低透气突出煤层水力冲孔增透技术试验研究

为了提高瓦斯预抽效果,羊东矿采用水力冲孔增透技术对2号煤层在-620水仓回风通路进行水力冲孔增透。试验结果显示:水力冲孔后,煤层被高压水切割,在空间上形成较大的卸压体,在其影响区域内,裂纹的密度增多,煤层渗透性系数变大;煤层钻孔抽采浓度衰减慢,煤层瓦斯抽采浓度大幅提升,平均提高2~3倍;瓦斯抽采量由未冲孔抽采钻场的0.009提高到0.045 m3/min,瓦斯抽采纯量提高了4倍;高压水力冲孔后采用φ94 mm穿层钻孔进行2号煤层抽采,抽采时间为15 d时,最大抽采半径为8.0 m。     

深部煤炭资源勘查水文孔施工和起下套管技术

通过多个深度在1000m以上水文钻孔的工程实践,研究总结了深部煤炭资源勘查水文孔的钻井施工技术和扩孔技术;研制的异径止水器结构简单、止水效果可靠;研制的套管提拔器,使水文孔起套管方法由井口提拔套管拓展到井下提拔套管,抽水套管成功从井中起出的成功率大大提高,为单井完成多次抽水试验提供了有利条件,大幅降低了项目的勘探成本。     

钻进井下水平探水孔

我们曾在铝锌矿井下219中段承包施工探放水I号钻孔,设计孔深150m的水平孔,孔斜要求上漂及左右偏斜均不超过1°,下垂不超过3°-5°;煤系地段和灰岩地段的破碎带要求下套管保护井壁;分段取心;放水设施固定牢固,出水口不小于φ110mm,每     

工作面煤与瓦斯共采技术实践

山西某综放工作面瓦斯治理难度大,针对该工作面进行了煤与瓦斯共采实践.在采煤过程中.工作面布置了φ325 mm和φ219 mm两条抽放管路,该矿充分利用覆岩移动对瓦斯的卸压作用,并根据岩层移动规律来优化了抽放方案、提高了抽出率,成功地实现了煤与瓦斯共采.采取的抽采工艺有顶煤高位钻孔抽采瓦斯、采空区上隅角插管抽采放和钻场覆岩裂隙带抽采.     

抽放瓦斯钻孔的结构

从含煤岩系抽放瓦斯的钻孔首先应当保证安全，也就是使开采项目下部和上部含煤层隔离，甚至不能使瓦斯溢流到上部含水层。这样，钻孔结构应当简单和“轻便”，以便减少固孔的金属和水泥的消耗量，并利用轻便型的钻孔设备。钻孔结构取决于区域的地质结构，瓦斯赋存的温度和气压条件，在岩体中瓦斯存在形状（自由的，吸附的），以及钻孔的目标作用等。按钻孔结构分为4个组：Ⅰ—抽放含煤岩系瓦斯；Ⅱ—抽放生产活动的含煤岩系的瓦斯（采空区）；Ⅲ一抽放砂岩和岩层一集聚层自由集聚的瓦斯；Ⅳ—抽放层间水中溶解的瓦斯。对于各组的钻孔结构都一样，只是在作业段安置过滤孔筒不一样。过滤管选择要根据作业段的矿山一地质条件和岩石的构造。在实际中采用钻孔的2种过滤部分的结构：第一种的过滤管直接安置在作业套管的下部：第二种的过滤管通过作业套管单独下在套管鞋下部。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响，运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据，确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面，试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果，综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径，并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化，对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m，平距为20～60m，最佳抽采负压为22.7kPa，最优孔径为133mm，优化后瓦斯抽采率提高15.5%，有效降低了回风流瓦斯浓度。     

大直径钻孔在瓦斯抽采中的应用

杉木树矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,瓦斯抽采对矿井安全生产具有重大意义,而瓦斯抽采的关键影响因素在于煤层的透气性和抽采钻孔。由于以前施工的钻孔终孔孔径小（<75 mm）,有效抽采段长度短,抽采效果差,不利于瓦斯的抽采;采用直径大于120 mm的钻孔后,钻孔孔径增大,钻孔更深,有效抽采长度更长,孔内暴露面积更大,孔内裂隙较φ75 mm钻孔更发育,提高了煤层的透气性,抽采效果好。大直径钻孔在杉木树矿的成功应用,提高了抽采率,为杉木树矿创造了安全生产的条件。     

S95绳索取芯钻进在贵州省龙凤井田的试验应用

我国西部煤炭资源丰富，但西部地区普遍岩溶发育，在2004年龙风井田施工的50个钻孔中，有14个钻孔遇到高度超过0．5m的溶洞。其中最大的一个高度达24．4m，这些较大的溶洞用堵漏材料根本无法封堵，必须扩孔下套管。为减少扩孔工程量和时间。推广应用S95绳索取芯钻进（以下简称S95绳钻）。扩孔后下Ф 89mm套管，取得了良好的效果。有时需下圣Ф108mm和Ф89mm两路套管，需由Ф95mm扩至Ф110mm，也比S75节省了很多时间。