新的定向钻孔技术

过去的二十年间，在定向钻井系统方面的显著进步导致了一种技术的成熟。这种技术能够为采煤业提供各种各样的甲烷抽放选择，并有助于在开采前更好地鉴定和了解地质与开采条件。70年代发展的配有单点照相测量系统和钻孔间距稳定器的井下钻孔控制技术已被90年代开发的孔底测量系统所取代，该系统配有钻孔测量仪器、大推力钻孔设备、强力孔底马达和高强度钻机套管。这些系统能够有效地实施水力压裂，以增加煤层气抽放时在煤层透气性差的情况下的井孔连通性，并能够在长壁开采前对顶板整体卸压。本文介绍定向钻井系统的最新发展，并回顾该技术的多种用途，其中包括煤层内煤层气抽放、采空区煤层气抽放、商业性煤层气开采、废弃的井下采区探测、开采前方煤层间断性的鉴别，以及煤、项底板特性的确定和卸压等。总部设在美国的REI公司所属的REI钻孔公司和设在新南威尔士州澳大利亚河谷长壁钻孔分公司采用了定向钻孔技术。这些公司采用这种新姑术每年钻孔米数高达130，000m。     

顶板定向水平长钻孔抽取采空区煤层气

采空区煤层气主要来源于开采煤层的上、下邻近层的卸压煤层气，对于以上邻近层为主的采空区煤层气，我国通常采用在回风巷道内向上邻近层打穿层斜交钻孔的方法抽放煤层气。这种方法钻孔服务时间短，一般3～15天，抽放率低。为提高采空区煤层气抽取率，铁法矿务局开展了项板水平长钻孔抽取采空区煤层气试验，这一项目是联合国开发计划署援助的“中国煤层气资源开发”项目铁法矿务局分项目之一。经过一年多的试验，该项目取得了预期的效果，与穿层斜交钻孔相比较，顶板走向水平长钻孔具有明显的优点，顶板走．向水平长钻孔服务时间长，在工作面回采结束封闭后，仍可抽取采空区的残余煤层气，抽放效果稳定，工作面回采期间，抽放煤层气纯量一般为5．85m^3/min以上。本文详细介绍了铁法矿务局走向水平长钻孔抽取采空区煤层气的试验情况。     

促进中国煤层气开发

有史以来，煤层中所含甲烷(煤层气)一直被看作是对安全构成严重威胁的气体，导致了无数起事故。为了减少甲烷危害和保证煤炭开采安全，煤矿在发展瓦斯抽放方法方面作出了艰苦努力。最近几年来，许多国家的煤矿已经认识到，     

松藻矿区煤层气并下抽放技术

本文介绍松藻矿区的煤层气赋存条件，排放规律。重点论述了矿区煤层气抽取方法，该矿主要以开采保护层卸压抽气为主的井下抽放方法，正逐步向采前预抽包括本煤层预抽、网格式预抽和石门揭煤预抽和开采卸压抽气以及采后对采空区抽气的综合抽放方式过渡。并且简要叙述了该区抽放煤层气钻孔的合理密度和封孔的参数。     

黄陵一号煤矿高位钻孔分析

介绍了一号煤矿603采煤工作面进行高位裂隙钻孔瓦斯抽放的机理及抽放钻场、钻孔的布置,并利用近水平煤层单层开采时采厚与两带高度关系图参考和分析钻孔的抽放效率及抽放效果,为提高和优化瓦斯抽放参数提供依据,有效消除了设计中的盲目性和人为失误。     

高位钻孔抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的研究及应用

对弱透气性煤层进行高位钻孔抽放，探索、研究适合其围岩特性的高位钻孔布置参数，是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。通过葛店煤矿进行高位钻孔抽放瓦斯试验，取得了较好的瓦斯抽放效果与瓦斯防治效果，对同类条件下煤炭开采的瓦斯防治，具有较高的推广应用价值。     

屯兰矿8~#煤层瓦斯抽采半径考察方案研究分析

具有煤与瓦斯突出危险性煤层开采前必须采取瓦斯抽放措施,而部分高瓦斯矿井在瓦斯抽放过程中对瓦抽放钻孔考察设计及施工存在很大盲目性,严重影响瓦斯抽放效果。本文以屯兰矿为例简单浅析了8~#煤层在瓦斯抽放过程中确定瓦斯抽采半径方案及钻孔施工方法,力求保证煤矿瓦斯抽放工作安全顺利进行。     

羽状千米长钻孔抽采效果考察试验

探讨了羽状千米顺层长钻孔区域性预抽煤层瓦斯的特点和优越性,结合煤层瓦斯抽放理论,分析了钻孔瓦斯流量与负压及钻孔长度的关系,指出千米钻孔工艺是针对高瓦斯矿井区域性防突措施和井下煤层气开采的一种新型抽采技术。在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿西轨措施巷1号和2号千米钻孔的应用研究表明：区域煤层瓦斯预抽率可达42%以上,且在煤层透气性系数和抽放负压条件相对不变的前提下,钻孔越长,百米钻孔初始瓦斯流量就越大,衰减系数随之减小,相同的时间内抽采率亦相应升高。     

单一煤层无煤柱上行开采工作面瓦斯治理

介绍了红岩煤矿２６０６采区无煤柱上行开采工作面采取“以抽放为主，以风排为辅”的瓦斯治理方案，在工作面风巷向冒落拱上方打迎面钻孔抽放煤层卸压瓦斯和采空区瓦斯，抽放效果较好，平均抽放瓦斯纯量３．５６ｍ３／ｍｉｎ，工作面累计抽放瓦斯１６６万ｍ３，采区抽放率达４５．１８％。     

高位钻孔抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的研究及应用

对弱透气性煤层进行高位钻孔抽放,探索、研究适合其围岩特性的高位钻孔布置参数,是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。通过对第十煤矿进行高位钻孔抽放瓦斯试验,取得了较好的瓦斯抽放效果与瓦斯防治效果,对同类条件煤炭开采的瓦斯防治,具有较高的推广应用价值。     

我国矿井瓦斯及其抽放综述

本文统计分析了近几年全国600多对煤矿瓦斯涌出量和100多对煤矿抽放瓦斯量的变化动态，分析了煤矿抽放瓦斯(煤层气开发)的发展趋势与前景。在此基础上结合中国煤矿的地层、构造、煤层、煤质与瓦斯赋存等特征，建议有针对性地选择2～3个条件较好的局矿进行一定规模、各具特点的煤层气综合开发工业性试验，以便取得经验推而广之，使我国煤矿井下抽放瓦斯与地面钻孔开发煤层气在“九五”期间直至20lO年能跃上一个新台阶。     

网格式上向穿层钻孔的设计与施工工艺

朱仙庄煤矿8煤层具有严重的突出危险性,为消除其突出危险性,采取开采保护层的方式对8煤层进行解突,针对保护层开采过程中8煤瓦斯的大量释放,在8煤层底板瓦斯抽放巷施工网格式上向穿层钻孔抽采8煤卸压瓦斯,并对钻孔的布置方式、封孔方法、封孔长度、封孔管管径、钻孔施工工艺和抽放效果进行了研究,取得了良好的抽放效果。     

基于钻孔影响半径的保护层卸压效果考察

我国95％以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属于低透气性煤层,煤层透气性系数只有10-3～10-4 mD,未卸压瓦斯抽采难度非常大.保护层开采破坏了原岩应力平衡,地应力重新分布,煤层与岩体发生卸压、膨胀,并产生大小不同的裂缝,增大了透气性系数,可以提高抽采效率.采用压降法测定钻孔抽放影响半径,并对保护层开采的卸压增透效果进行评价,分析得出,在未卸压区域钻场抽放影响半径是单孔抽放影响半径的1.85倍,单纯的增加钻孔数量对抽放效率的提高有限;保护层开采将钻场有效影响半径由卸压前的3.7m提高到卸压后的5 m,卸压增透效果明显.     

地面多分支水平钻井与井下钻孔对接预抽瓦斯技术

针对现有的地面水平定向钻井开采煤层气及煤矿井下钻孔预抽煤层瓦斯受时间和空间限制的问题,提出了地面多分支水平钻井和井下钻孔对接预抽瓦斯技术,并在沙曲煤矿24307工作面对多分支水平钻井对接井下钻孔进行应用研究,对接后,瓦斯抽采钻孔XC01的产气量达6 000~7 000m2/d,瓦斯体积分数达95%;XC02的产气量基本稳定在12 000 m3/d左右,平均瓦斯体积分数达到了91.05%;大幅提高了单井产气量和瓦斯抽采效率。     

墨西哥撒毕纳斯煤田的煤层气抽前

位于墨西哥北部考华拉州的撒毕纳斯盆地有一个含气丰富的罗斯噢尔摩斯煤田。蒙可罗瓦矿物有限公司在那里有5个井工开采的长壁工作面矿井。由于高含气量、高解理和原生裂隙渗透性，蒙可罗瓦矿物有限公司不得不采用采前煤层气抽排系统，以便能够安全、经济地开采煤炭。在90年代初，资源企业集团就在同一盆地临近矿区进行过储气层特征试验、数值模拟和煤层气产气量试验。利用这些资料，资源企业集团同蒙可罗瓦矿物有限公司协商，推荐在全矿区推广应用煤层气抽放系统，该系统包括煤层定向长钻孔。按合同规定资源企业集团负责钻孔施工，目前已在巷道开掘之前施工煤层钻孔26000m以上，大大地降低了煤层气合量。本文详述了在蒙可罗瓦矿物有限公司矿区推广应用煤层气抽放系统的基本情况，以及过去6年中应用该系统对矿区生产的影响。文章重点分析了抽放系统对工作面煤层气涌出量、煤炭产量和需要通风量的影响。同时也介绍了在推广煤层气抽放系统时，煤层气抽放设计人员所取得的一些经验。文中给出了实际的煤层气产量数据、煤层气涌出量的测定值和巷道掘进速度和矿井瓦斯释放量。     

鸡西矿区低透煤层的煤层气抽采技术

鸡西矿区煤炭开采过程中瓦斯涌出量大，煤层渗透率低，严重威胁矿井的正常生产。目前矿区为治理瓦斯，加大煤层气抽采，采用低透气性煤层的高位巷道抽采、高位钻场近水平钻孔、煤层钻场仰角钻孔抽采、顶板大直径水平钻孔等抽采方法，取得了良好的抽采效果。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021(中)工作面进行试验研究,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术。通过理论分析和现场试验相结合,确定了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限问题,采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题,并确定了适合鹤煤八矿的相关抽放钻孔布置参数。     

北美井下定向钻进创新纪录

《Coal Age》2006年第11期报道，REI钻孔公司宣布，在康绍能源公司奔奇纳煤矿井下完成了1个全长1623．06m的水平钻孔，创造了北美井下定向钻进的最新纪录。这是一个在该矿3号含瓦斯煤层中采用定向钻进技术施工的瓦斯抽放孔。这一纪录是由REI钻孔公司施工队队长、有24年定向钻进经验的雷迪斯潘罗率领定向钻进钻工们，在康绍能源公司瓦斯抽放钻孔队队长支持下取得的。     

中厚突出煤层顶分层开采瓦斯治理技术研究

鹤煤八矿二1煤层由放顶煤开采转变为顶分层开采后,采空区瓦斯大量涌出造成工作面煤壁瓦斯超限。针对该问题,选取30021中工作面进行分析和试验,制订出适合八矿顶分层开采的瓦斯治理技术方案。介绍了采用高位钻场钻孔结合顶板垂直钻孔方式抽放采空区瓦斯来解决上隅角瓦斯超限和采用顺层钻孔结合底板穿层钻孔方式抽放本煤层瓦斯来解决煤壁瓦斯超限问题。     

淮北矿区瓦斯突出煤层煤层气抽采技术

本文根据淮北矿区实际，提出并分析研究了淮北矿区突出煤层采掘工作面煤层气抽排技术。矿区主要选择了突出煤层巷帮“边掘边抽”与掘进工作面前方短孔排放相结合的抽排技术，双层钻孔与采煤工作面风巷布置抽排钻孔成“3高2低”，高层钻孔用于抽放拦截被保护层的高浓度瓦斯，低层钻孔用于抽放本煤层采空区的遗留瓦斯。结合地面钻孔及老塘埋孔抽排，达到消除突出煤层开采危险的目的。