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。     

保德煤矿综放工作面旋转开采关键技术研究

针对边界三角煤及不规则块段造成三角煤丢失、资源浪费的难题,以保德煤矿81308综放工作面为工程背景,基于三角煤实心旋转开采技术理论,结合地质条件及工作面现状,研究了三角煤开采回风巷布置、端头设备搭接、回采工艺及顶板控制关键技术。研究结果表明:①采用分段折线式方法设计回风平巷旋转段,减少了工作面长度的变化;②前部刮板输送机提前加装输送机槽并将端头支架与装载机向副帮偏移5°,解决了前、后部刮板输送机与转载机搭接的难题;③采取机尾割三角煤斜切进刀的单向割煤工艺,实现了工作面连续推进;④采取机头支架不放煤工艺和配备单体支柱,保证了旋转中心附近的顶板稳定性。通过综放工作面旋转开采关键技术的应用,成功回采了边界三角煤。     

可控冲击波增透保德煤矿8~#煤层的先导性试验

介绍了可控冲击波技术在保德煤矿的煤层增透先导性试验。试验设计了1个试验孔,2个近区观测孔和2个远区观测孔,对作业有效增透区域进行分析。试验结果表明:试验孔近区1号和2号观测孔瓦斯抽采量显著增加且呈明显的递增趋势,远区3号和4号观测孔瓦斯抽采量虽显著增加但递增不明显;揭示可控冲击波作业后裂隙场在近区发育丰富,远区相对较少的增透特点;初步确定冲击波致裂增透煤层的有效半径大于15 m。通过数据对比分析证明冲击波增透煤层存在最佳作用次数。     

大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术研究

针对高瓦斯厚煤层高强度开采条件下“三进两回”型通风系统回风隅角瓦斯治理的难题,通过对矿井回采工作面通风方式进行优化,使工作面形成偏“Y”型的通风方式,并与大直径水平钻孔施工工艺相结合,提出了大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术,应用于保德煤矿综采放顶煤回采工作面的采空区瓦斯抽采。结果表明:偏“Y”型通风方式可减少工作面巷道掘进工程量,缩短准备周期,为瓦斯抽采创造了良好的时空条件;大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术的应用效果明显,可连续、高效实施采空区的密闭抽采,有效控制采空区瓦斯涌出强度;大直径水平钻孔桥接采空区抽采瓦斯技术能够实现对抽采负压的有效控制,有利于进一步提高采空区瓦斯抽采效果,并且其抽采支管可回收,可降低矿井瓦斯治理的成本。     

综放工作面高效回撤与末采顶板控制技术

为了解决保德煤矿81505综放工作面回撤时间长、困难大、安全性差及作业环境风险高等难题,开展了综放工作面高效回撤与末采顶板控制技术探讨。在明确研究区域工程概况的基础上,结合以往的成功经验和生产实际,通过采用预回撤多通道技术,确定了合理的停止放煤位置。在贯通前做好采高及层位调整、矿压观测、设备检修及材料准备,使用纤维柔性网替代金属网,实施提高工作面支架阻力、注入高分子材料、优化补强支护方式等顶板控制技术的工艺,实现了81505综放工作面安全高效贯通回撤。实践表明,回撤时间仅需15 d,安全价值显著,对地质条件相似的矿井的安全高效回撤具有一定的借鉴意义。     

厚煤层顶板定向钻孔技术研究与应用

保德煤矿三盘区深部大巷延伸为全煤巷道,区域煤层厚度7.4m以上,巷道沿煤层底板掘进,巷道高度3.8m。通过在三盘区深部大巷延伸区域沿8#煤层顶板施工下行定向长钻孔对掘进区域进行超前预抽,大幅降低了掘进区域瓦斯压力和瓦斯含量;巷道掘进形成自由空间从而产生微裂松动区,进而增加了围岩的透气性,在巷道掘进期间顶板煤层定向钻孔作为煤层顶板高抽孔抽放,降低了掘进工作面瓦斯涌出量并解决了巷道层流问题。通过采取厚煤层顶板定向钻孔技术,掘进工作面瓦斯问题得到了合理解决。     

煤矿井下大直径水平钻孔替代瓦斯抽放联巷新工艺

为了对高瓦斯矿井回采工作面的瓦斯进行治理,保德煤矿回采工作面采取了双回风巷、每50 m施工1个联巷的采空区埋管瓦斯抽放工艺。结合矿井实际,对采用国产常规地质钻机施工大直径钻孔来替代顺槽间联巷工艺进行了论证与实施。结果表明:采用大直径水平钻孔替代瓦斯抽放联巷的新工艺,既有利于快速施工,又有利于快速高质量的采空区封闭,时间、安全、经济效益显著。     

煤矿总工程师在保德煤矿安全技术管理中的作用探讨

煤矿总工程师作为安全技术总负责人,对于煤矿安全、高效生产启决定性作用。分析了当前总工程师在安全技术管理工作当中存在的问题,得出了总工程师在煤矿安全管理中作用的良好发挥、话语权的不断提高是确保矿井安全生产的重要保障。在此基础上,结合保德煤矿总工程师技术管理经验及现场实践,提出煤矿技术管理要在"五强五重"方面下功夫的观点,即"强理念重宣贯;强主体重全员;强规范重落实;强系统重评价;强科研重创新"。同时给出了实现总工程师在煤矿安全技术管理上"话语权"的意义及主要途径。