高压大流量不可控探水钻孔注浆封堵技术

万福煤矿-820 m水平井底车场首次探查三灰含水层时,单孔最大出水量达到350 m~3/h。由于钻孔孔身靠近已掘巷道、岩层结构差、水压高、出水量大等原因,钻孔出水处于不可控状态,造成安全隐患。设计采用泄压注浆法来封堵高压大流量不可控探水钻孔。通过向探水孔三灰区块施工3个疏降钻孔,对高承压水进行疏导、降压,减小探水孔的水压及流量后,直接注水泥-水玻璃双液浆,实现了不可控探水孔的有效封堵,彻底消除了安全隐患。     

底板巷穿层钻孔合理封孔段位置的研究与确定

为了提高矿井瓦斯抽采钻孔的抽采效果,本文通过Comsol Multiphysic软件模拟了巷道围岩的应力分布,确定了浦溪矿井2254底板巷穿层钻孔的封孔段位置,并在2254底板巷进行了现场试验。结果表明:2254底板巷穿层钻孔的起始封孔位置在垂直方向上的投影高度为11m时,既能保证抽采效果,又能节约施工成本。     

弱胶结富水顶板采动巷道全锚索支护技术

为解决弱胶结富水顶板采动巷道支护难题,以色连二矿12307工作面回风巷为工程背景,采用数值模拟、钻孔窥视及现场实测等方法,研究了采动巷道围岩应力分布及顶板岩层破坏特征,分析了巷道围岩变形破坏原因,提出了"钢筋网护顶+横向布置的M钢带组合长短锚索+纵向布置的槽钢梁组合加固锚索"相结合的顶板全锚索支护技术。工程实践表明,采用上述支护方法,不仅可以防止顶板出现撕网及网兜现象,而且还有效控制了顶板下沉及离层,取得了良好的支护效果。     

钻机旋冲钻孔过程中破岩效率的研究

针对岩石钻机旋冲钻孔过程中破岩效率低的问题,基于岩石力学理论和有限元理论,建立了球形钻齿与岩石的相互作用受力模型以及旋冲钻孔破岩的有限元模型。采用了非线性有限元分析软件LS-DYNA来模拟不同参数下的旋冲钻孔过程,得到了钻头破岩过程中钻齿吃入深度与时间以及破碎体积、破碎比功随转速和频率的变化曲线;分析了转速与频率对破岩效率的影响规律。研究结果表明:转速对钻齿吃入深度影响不大,岩石破碎主要发生在冲击力卸载之后,当转速在30 r/min～35 r/min,频率在20 Hz～30 Hz范围内,破岩效率相对较高,能够充分提高能量利用率;该结果可以为钻头的合理设计以及岩石钻具的钻孔工艺参数选择提供依据。     

定向长钻孔整体水力压裂增透技术在赵固二矿的应用

针对赵固二矿煤层透气性低、钻孔有效影响半径小，实施定向长钻孔代替底板岩巷进行区域瓦斯治理期间钻孔工程量大、瓦斯抽采效果不理想的问题。结合煤层赋存特征及钻孔施工情况，采用定向长钻孔整体水力压裂增透技术，理论分析了合理坐封位置、压裂参数，完成200 m煤巷条带一次整体压裂，最大泵注压力24.3 MPa、累计注水量1 613 m³。并基于煤层全水分变化，考察确定了单个钻孔压裂影响范围达到巷道两帮30 m，有效改善了煤体储层特性，提高了煤层瓦斯抽采效率。在实现定向钻孔对预抽煤巷条带可靠控制的同时，最大程度降低了钻孔工程量、缩短了瓦斯治理周期，为实现矿区“以孔代巷”及高效安全开采提供了技术支撑。     

一种可调节钻孔角度的瓦斯抽采钻机的设计分析

基于晋煤集团寺河矿某工作面瓦斯抽采钻机应用现状,分析了应用中存在的突出问题,通过对传统钻机进行技术研究与进一步优化改进,设计出了一套可依据实际施工情况灵活调节钻孔角度的钻机。具体介绍了该钻机的结构与工作原理,分析了其优缺点与实际应用效果。应用结果表明:使用该钻机后,钻孔施工质量明显好转,施工速度进一步加快,瓦斯抽采效率显著提高,具有一定的推广应用价值。