千米钻机在煤层底板注浆加固防水工程的应用

针对赵固一矿采用全液压钻机施工常规钻孔进行煤层底板注浆改造存在的问题,利用ZDY-6000LD履带式全液压钻机的定向钻进技术进行造斜钻进,并在工作面进行分支钻进,完成了煤层底板注浆加固定向钻孔的施工。实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,起到了区域煤层底板注浆超前治理、增加钻孔钻遇含水层的有效孔段、提高钻孔钻遇裂隙率、对地质构造进行超前探测等方面"一孔多用"的作用。     

桑树坪矿煤层底板注浆加固定向钻孔钻进技术

为了确保桑树坪煤矿安全生产,提出了采用井下定向钻进技术施工煤层底板注浆加固定向钻孔的工艺方法,对套管钻进工艺、定向钻进工艺和注浆工艺进行了系统的分析与研究。现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板超前探测和治理,增加了钻遇含水层有效段,可以精确计算出水点坐标,确保了桑树坪矿11~#煤巷道的安全掘进。     

煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备

将定向钻进与底板注浆加固技术结合,利用定向钻孔实现煤层底板超前注浆加固是现有底板水害防治方法的重要创新。系统研究了定向钻孔超前注浆加固原理、钻进装备、钻孔设计方法和钻进成孔工艺,形成了一套煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备。通过在赵固一矿11151工作面现场试验表明,研究的钻进技术和装备稳定可靠,工艺先进,底板注浆加固效果良好,丰富和完善了煤矿底板水害防治手段,实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,对煤矿安全高效开采意义重大。     

煤层底板注浆加固钻孔施工技术及发展趋势

煤层底板注浆加固是治理煤矿突水的有效手段,针对常规底板注浆加固钻孔存在的局限性,利用定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔,并在赵固一矿进行现场试验,共完成6个底板注浆加固定向钻孔,总进尺3 455 m,单孔进尺400 m以上,约为常规底板注浆加固钻孔的3倍。结合试验情况,指出了底板注浆加固定向钻孔施工注意事项和不足,复杂的套管段施工以及定向钻进孔段的屈曲钻孔轨迹,一定程度上降低了钻孔成孔率和施工效率,为此,应引入石油钻井中的"套管钻进"和"复合钻进"技术,简化底板注浆加固钻孔孔身结构,减少作业程序,优化钻孔轨迹,降低施工风险。     

地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究

为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二_1煤层底板L_8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。     

定向钻机在赵庄煤矿松软突出煤层钻进中的应用实践

针对松软突出煤层高应力易塌孔煤层钻进过程中遇到喷孔、卡钻、塌孔、抱钻和煤炮等困难,赵庄煤矿采用ZDY-6000L全液压定向钻机进行了工业性试验,采取了钻头沿着顶板或底板钻进、水力排渣等技术措施。结果表明:定向钻机配合高强度刻槽钻杆钻进与普通钻机配合光面钻杆钻进相比较,可提高钻进效率100%以上,提高钻进深度30%以上,减少采煤工作面瓦斯抽采空白带。     

定向钻进技术在底板水害超前探查中的应用#br# #br#

为保障顾北煤矿底板巷道安全、高效掘进,需施工钻孔对巷道两帮一定范围内的底板灰岩进行超前探查。以TD2-1和TD2-2定向钻孔为例,根据钻遇地质条件,分析并优化了超前探查定向钻孔施工工艺技术,并以同一区域常规前探孔作为比较对象,对采用定向钻进技术进行超前水害探查的施工效果进行比较分析。结果表明,为掩护600m巷道掘进,相较于常规前探孔,定向钻孔工程量和辅助掘进工程量减少约4/5,探查钻孔施工工期减少约2/3,有效探查进尺占比提高2.7～3倍,达到92%以上,降本增效显著,证明了采用定向钻进技术进行底板水害超前探查的可行性和优越性。     

定向钻进技术在底板水害超前探查中的应用

为保障顾北煤矿底板巷道安全、高效掘进,需施工钻孔对巷道两帮一定范围内的底板灰岩进行超前探查。以TD2-1和TD2-2定向钻孔为例,根据钻遇地质条件,分析并优化了超前探查定向钻孔施工工艺技术,并以同一区域常规前探孔作为比较对象,对采用定向钻进技术进行超前水害探查的施工效果进行比较分析。结果表明,为掩护600m巷道掘进,相较于常规前探孔,定向钻孔工程量和辅助掘进工程量减少约4/5,探查钻孔施工工期减少约2/3,有效探查进尺占比提高2.7～3倍,达到92%以上,降本增效显著,证明了采用定向钻进技术进行底板水害超前探查的可行性和优越性。     

基于井下定向钻孔的煤层底板水害防治技术研究

针对常规钻孔注浆加固-改造技术固有的局限性,提出采用定向钻孔进行底板水害防治的方法,对钻孔设计、钻孔施工和钻孔注浆技术进行了研究。在河南焦作赵固一矿进行了现场应用,结果表明:钻孔设计合理,钻进施工顺利,注浆加固-改造效果显著,有利保障了工作面安全回采,定向钻孔注浆加固-改造方法能够实现矿井底板水害超前区域防治,可为相似条件矿区底板水害防治提供借鉴作用。     

告成煤矿南翼副井超前探与预注浆加固探讨

告成煤矿南翼副井工程为产业升级改造项目,由于受底板含水层水害威胁,所有井巷工程均进行超前探和预注浆加固。针对南翼副井水文地质条件,对底板预注浆钻孔和超前探钻孔进行了优化设计。通过注浆加固改造含水层,防止了底板承压水突出。在超前探施工中通过取芯钻进查明了巷道前方岩层情况,防止近煤层施工和误揭二1煤层,为井巷工程施工提供了安全保障。     

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。     

ZDY6000LD(B)型履带式全液压钻机的研发

为满足煤矿井下瓦斯长距离抽采孔及底板注浆孔和穿层孔等多种施工方案对钻机的新要求,在分析了国外钻机的不足的基础上,通过将整套设备分为钻车和泥浆泵车两部分的整体解决方案,设计了ZDY6000LD(B)履带式全液压定向钻机,钻车和泵车可独立行走,同时钻车主机可大角度调整倾角。现场应用表明,ZDY6000LD(B)履带式全液压定向钻机狭窄巷道的适用性强、操作便捷且钻进效率高,是一款多用途煤矿井下钻孔施工设备。     

定向钻进技术在煤层走向探测钻孔施工中的应用

针对回转钻进技术进行煤层走向探测钻孔存在钻孔轨迹不可控、探测距离短、结果误差大等问题,提出采用定向钻进技术进行煤层走向探测钻孔的施工。介绍了定向钻进原理,以某矿15311工作面为例,根据矿井地质资料和已揭露煤层走向,设计了定向钻孔轨迹,采用ZYWL-6000DS全液压定向钻机施工,运用多次探顶、回退开分支的方法,不断调整钻孔参数,精确地探明了该工作面200 m内煤层走向,修正了矿井地质资料。为煤矿井下煤层走向的探测提供了一种新方法,具有较高的推广应用价值。     

中深孔分体履带式定向钻机的研制

中深孔分体履带式定向钻机是一款全新研制的,主要应用于瓦斯抽采、探放水及顶底板注浆等钻孔施工的钻进装备。介绍了钻机的主要研制过程,包括整体布局、关键结构和液压系统。井下工业性试验表明,该钻机能适于井下中深孔钻孔施工,具有性能可靠,结构新颖,施工范围广,操作灵活方便的特点。     

新安矿底板灰岩水害超前探查治理技术研究与应用

为了解决新安矿采用常规回转钻进方式进行底板灰岩水害超前探查钻孔施工存在轨迹无法有效控制、钻孔深度小、存在治理空白区域的问题，提出了利用大功率定向钻进装备施工定向长钻孔来解决以上问题的技术方案，为了保证超前探查效果，进行了目标层精准定向钻进技术研究，同时，针对灰岩层出水后常规注浆加固方式存在的水泥堵孔问题，研究了孔内局部注浆加固技术。利用成套装备与技术，成功在新安煤矿15150综采工作面下部底板巷施工了2个孔深超过500 m的超前探查长钻孔，探清了该底板岩巷掘进方向前500 m范围底板奥灰含水情况，并在1#孔深280 m处成功实施了孔内局部注浆，注浆压力达到8 MPa，总注浆量达到514 t，在煤矿井下首次实现了孔内局部注浆，并取得了良好的注浆加固效果，为该底板岩巷的安全掘进提供了安全保障。     

VLD-1000定向钻机在构造软煤层中的成功应用

为解决构造软煤层的瓦斯治理难题,采用VLD-1000型定向千米钻机在屯兰煤矿和富达煤矿构造软煤层、及其顶板和底板施工定向锯齿、扇状和羽状钻孔进行瓦斯治理试验,进行煤层垂直向钻进增加径向流动,并从顶底板及煤层进行水力压裂增加透气性。结果表明定向千米钻机的成功应用极大地提高了构造软煤层钻孔的成孔率、透气性、瓦斯抽采纯量、百米钻孔抽采量和浓度。定向千米钻机在屯兰煤矿和富达煤矿的成功实践,为构造软煤层瓦斯治理探索出了一种行之有效的办法。     

定向钻进技术在煤与瓦斯突出矿井中的试验研究

定向钻进技术是一种高效的区域瓦斯治理措施,可大幅节约施工成本、缩短施工周期,地质条件及钻进层位对定向钻进效果有直接影响,因此对定向钻进技术适用性的现场试验研究决定了该技术能否在施工现场成功运用。以平煤股份十一矿己_16-17-24070、己_16-17-24090工作面为试验地点,采用2种不同型号的定向钻机,分别沿煤层走向、倾向在顶板施工梳状定向分支孔,在平顶山矿区开展以孔代巷现场工业性试验,积极探索适用于平顶山矿区的新的瓦斯治理模式。依据VLD-1 000型千米定向钻机前期沿煤层走向的钻进效果,分析钻进效果不甚理想的原因;后期采用ZYWL-6000DS型煤矿用双履带式全液压定向钻机,沿煤层倾向施工定向钻孔,取得了良好的钻进效果。以2种定向钻机的钻进效果为依据,平煤股份十一矿确定了施工定向钻孔的钻机类型及钻孔设计,初步形成了适用于平煤股份十一矿的新的瓦斯治理模式。     

6000ZYWLDF分体式定向钻机的研制与试验

为了提高煤矿企业在瓦斯抽采的效果和降低抽采成本,解决长距离抽采孔、注浆孔和穿层孔等各种瓦斯抽放孔,研制出了6000ZYWLDF分体式定向全液压钻机。通过井下工业性试验情况,总结了该钻机在粉砂岩以及破碎煤层中钻孔施工情况,施工结果证明6000ZYWLDF分体式定向全液压钻机比同类型的钻机在成孔率和钻孔深度方面有着明显的优势。     

构造发育区薄层灰岩地面定向孔钻探注浆技术

恒源煤矿Ⅱ63采区受温庄向斜构造影响,其地质构造复杂,向斜轴部破碎带及构造裂隙是6煤层底板的主要导水通道,石炭系上统太原组灰岩含水层组是6煤层巷道掘进及工作面回采的主要威胁含水层。为了实现Ⅱ634、Ⅱ635工作面的安全回采,对该治理区域的地层分布、地质构造发育情况及水文地质条件进行了详细分析,设计了地面定向水平孔煤层底板超前探查注浆防治水方案,包括钻孔布置、钻孔轨迹、钻孔结构、浆液类型及注浆参数等。研究了多砂岩含水层造斜段成孔技术、长距离水平孔钻进技术、薄层灰岩钻遇率保障技术及长距离水平孔高压注浆技术,完成了多砂层含水层造斜段成孔及套管下放工作,造斜段长达870 m;完成了长距离水平孔钻进、注浆工作,水平孔段长达959.54 m;完成了薄层灰岩钻遇率保障工作,L_3灰岩含水层钻遇率大于90%,甚至高达100%。不仅实现了治理区域巷道掘进及工作面的安全回采,还提高了施工效率及经济效益。