双动力排粉钻进技术在卸压钻孔施工中的应用

基于冲击地压煤层施工大直径钻孔的卸压原理和成孔难点,提出冲击地压煤层大直径卸压钻孔成孔的关键在于高效排渣和快速成孔。借鉴松软突出煤层本煤层钻孔成孔经验,提出水介质宽翼片螺旋钻进双动力排粉方法,并在河南常村矿、陕西正通高家堡矿进行了现场应用试验。通过对比发现,该方法较普遍采用的大螺旋钻进方法施工效率提高近50%,孔深增加一倍以上,更适合在冲击地压煤层中施工直径大于150mm的卸压钻孔。     

钻孔卸压技术在新安煤业公司3306工作面的应用

新安煤业公司随着投产时间的推移,生产水平向深部转移。防治冲击地压工作严峻而紧迫。3306工作面处于-550m水平,因煤层赋存条件影响,地压显现开始出现,对工作面安全生产造成隐患。针对3306工作面存在的冲击地压隐患,新安煤业公司采取大直径钻孔卸压释放煤体一围岩内储存的弹性能量的方法,实现了煤、岩层卸压,降低了冲击危险性,避免了冲击地压的发生。     

千米深井强冲击倾向煤层的冲击地压防治技术

为防治冲击地压的发生,分析了华丰煤矿四煤层发生冲击地压的内因、外因,采用深孔爆破、煤层钻孔等措施对煤层进行卸压,结合1410工作面的情况介绍了卸压参数及施工工艺,并根据微震监测结果对卸压效果进行了评价。微震监测结果及实际应用效果表明,采用深孔爆破、煤层钻孔等综合卸压技术能够从根本上改变煤岩体的应力分布状态,使应力峰值远离煤壁,减少能量的积聚,有效防治冲击地压的发生。     

冲击地压矿井煤层卸压孔施工技术分析与应用

针对大螺旋钻进技术施工冲击地压卸压钻孔存在的钻孔孔径偏小、钻孔孔深较浅、孔内事故率高等问题，通过对卸压钻孔施工过程中孔壁围岩应力的分析，确定了安全、快速施工煤层卸压钻孔的关键在于：(1)快速钻进与提钻，避免卡/埋钻；(2)将连续快速产生地大量煤体碎块高效排出钻孔。提出了基于水力和宽翼片螺旋机械结合的排渣方法及其配装装备，应用实践表明，该套技术适用于冲击地压煤层大直径卸压钻孔的快速、安全施工，其施工效率和成孔率均较高，具有较高的应用推广价值。     

张双楼煤矿深部孤岛工作面掘进期间冲击地压防治技术

介绍了张双楼煤矿通过采取超前预控、煤体大直径钻孔预卸压、煤体卸压爆破等施工卸压措施,控制了7121深部孤岛工作面掘进期间巷道冲击地压的发生,保证了工作面的安全掘进。     

某矿孤岛工作面冲击地压防治技术

某矿3206不规则孤岛工作面受周围采空区侧向支承压力影响,发生冲击地压的危险性高。采用FLAC3D模拟该工作面回采期间应力分布规律,得到不规则区域是冲击地压防治的重点。采用煤层注水和钻孔爆破对危险区域进行超前卸压,通过钻屑法对卸压效果进行检验,卸压后最大煤粉量均未超过3.0 kg/m,卸压效果明显,实现了防治冲击地压的目的。     

煤矿冲击地压发生机理及治理方案研究

冲击地压是煤矿安全生产的重要灾害之一。本文对同忻矿冲击地压的规律进行了分析,并利用水压致裂、钻孔卸压、底板爆破等方法实现了对冲击地压的有效控制及防治,取得了良好的经济效益和社会效益。     

视频监钻监控技术在冲击地压矿井中的应用

随着矿井开采深度的不断增加,巷道所受应力情况越来越复杂,因此冲击地压问题变得愈加突出,国内外专家学者提出了许多防冲技术措施,并取得了重要的研究成果。卸压钻孔可以释放煤体中聚积的弹性能、降低应力集中程度、减小冲击危险,是冲击地压矿井普遍采用的消冲措施。为了解决卸压钻孔施工存在的诸如花费大量人力、无法保证钻孔施工真实性、不利于作业安全和工程质量管理等问题,运用视频监钻监控技术,对钻孔施工进行全程实时监控,实现钻孔施工信息化、可视化,不仅顺应了减人提效,扭亏增盈煤炭行业大环境,且极大地提高了冲击地压防治现场管理水平,为矿井安全生产打下了坚实基础。     

ZDY20000LK型钻机研制及应用

为解决冲击地压矿井煤帮大直径卸压钻孔只能通过一次钻孔及多次扩孔施工工艺，才能达到预期卸压要求的问题，研发了ZDY20000LK型煤帮大直径卸压钻孔钻机，该钻机具备自动上、卸钻杆和800 m远控功能，能够提高工人施工时的安全性和降低工人劳动强度。此外，研究了钻机配套用?260 mm大螺旋插接式钻杆和?300 mm塔式PDC钻头，满足一次成孔直径300 mm的煤帮卸压钻孔要求。工业性试验表明：钻机平均钻进效率达到10 min/m,最大孔深81 m,充分验证了钻机结构、液压系统和远控系统的可靠性和稳定性。电磁波CT探测表明：大直径卸压钻孔，弱化了煤体，使得巷道支承压力区的煤体冲击危险性明显减小，且施工卸压钻孔的间距越小其卸压效果越好。研究成果对于大直径卸压钻孔装备的研制及冲击地压矿井卸压钻孔施工具有借鉴意义。     

高位深孔爆破预裂超前区域治理技术研究与应用

针对深部高瓦斯煤层开采时围岩受“三高一扰动”影响导致冲击地压事故频发等问题,以陕西长武亭南煤业有限责任公司(以下简称“亭南煤矿”)3409综采工作面为例,提出人造高位破碎层治理工作面回采期间冲击地压的区域卸压防冲技术。通过创新高位钻场、钻孔布置方式及装药结构,利用千米定向钻机将对回采安全起到关键作用的坚硬顶板超前、整体、均匀破碎,形成人造高位破碎层,实现区域防冲卸压,并动态监测回采过程中的矿压、微震。研究结果表明,该防冲技术的实施可以有效控制矿压显现,微震事件大幅减少,保证了综采工作面回采期间的安全生产。该研究可为相同赋存条件下的煤层开采冲击地压灾害防控提供借鉴。     

极低透气性构造软煤瓦斯抽采技术应用研究

为解决白坪煤矿极低透气性构造软煤瓦斯抽采质量差的问题,理论分析了影响极低透气性构造软煤瓦斯抽采效果的主控因素,提出了基于工程化思维,系统考虑封孔工艺、钻孔修复及二次卸压增透的穿层钻孔瓦斯抽采新工艺技术体系。优化封孔工艺结合钻孔修复及二次卸压增透新工艺技术,使得瓦斯抽采平均浓度提高1.41～1.85倍,单孔平均瓦斯抽采量提高3.11～3.85倍,证实了新瓦斯抽采工艺技术在白坪煤矿极低透气性且应力敏感性强的全层构造软煤瓦斯抽采中的优势,旨在为该类煤层瓦斯抽采新工艺技术的大面积推广应用提供相应的科学依据。     

22051巷顶板爆破切顶卸压技术研究

针对青洼煤业沿空掘巷时煤柱应力集中、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计,提出了快速装药技术。现场试验效果表明:快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后煤柱应力分布较均匀,承载力较强;沿空掘巷采后巷道变形量较小,卸压效果显著。     

高瓦斯低渗透煤层冲孔造穴卸压增透技术及装备应用

针对我国高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采困难、极易导致煤与瓦斯突出的现状,分析了现有煤层瓦斯抽采的各种技术措施,研究了冲孔造穴的卸压增透原理,指出冲孔造穴是实现高瓦斯低透气性煤层卸荷增透的关键技术,并对我国水力冲孔造穴技术装备的研发进展进行了系统总结分析。在寺家庄煤矿和平煤八矿开展典型现场试验结果表明,采用目前广泛应用的煤层水力钻冲一体化装备和煤层机械扩孔一体化装备能够高效进行高瓦斯煤层扩孔造穴,降低煤层钻孔施工量,提高煤层透气性系数23.9倍以上,提高钻孔瓦斯抽采浓度和纯量在2倍以上。     

煤与瓦斯突出大采高煤层采前消突技术研究

针对阳煤集团寺家庄矿15104工作面的瓦斯赋存具有含量高、压力大、突出危险性大、大采高综采的条件,分析了影响煤与瓦斯突出的主要因素及15104工作面通过走向高抽巷抽采技术、钻孔卸压等技术手段,使煤层瓦斯含量由11.22 m3/t降低到8 m3/t以下,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。     

软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术研究

为了解决目前平煤十三矿瓦斯抽采效果不佳的难题,结合煤矿的现场实际条件,提出了软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术,选择13100软岩保护层工作面作为首采面,然后在保护层工作面实施底抽巷穿层钻孔,并对底抽巷卸压区、未卸压区的单孔瓦斯浓度、瓦斯纯量进行测量。研究结果表明:通过连续2个月的观测,13100软岩保护层工作面底抽巷卸压区单孔平均瓦斯浓度在40%以上,较未卸压区至少提高了160%,同时单孔抽采纯量是未卸压区抽采纯量的32倍。     

超高压水力割缝增透卸压规律研究与应用

运用FLAC3D软件模拟不同割缝压力和割缝间距条件下,钻孔周围煤体应力分布特征,分析了穿层钻孔水力割缝煤体卸压规律。通过在赵固二矿实施超高压水力割缝增透技术工艺,有效解决了单一低渗坚硬厚煤层瓦斯抽采技术难题,增大了抽采钻孔卸压范围,大幅提高了煤体透气性。     

高压水力割缝在快速石门揭煤中的应用研究

针对新维煤矿的地质条件,提出了高压水力割缝提高石门揭煤过程中瓦斯抽放量的方法,设计了水力割缝技术施工方案,并进行了卸压增透效果的跟踪考察。研究结果表明,在新维煤矿设计的水力割缝钻孔位置合理,措施实施后直接扰动煤体直径提高9倍以上,直接扰动煤体体积提高68倍以上,显著减少措施工程量且钻孔的瓦斯总平均单孔纯流量达到13.7 L/min,有效扩大了煤体的卸压区域,提高了煤体中瓦斯的渗流,大大降低了石门揭煤过程中的突出危险性。     

松软低透煤层钻孔卸压增透技术研究

为解决松软低透突出煤层卸压增透难题,在祁南矿开展了深螺纹钻杆钻进工艺试验。效果考察结果表明,钻孔排渣量越大,煤体卸压效果越好;钻孔瓦斯初始涌出量越大、衰减系数越小,抽采达标时间越短。研究认为,松软低透煤层应以卸压增透为发展方向;钻孔卸压增透技术的本质就是加大钻孔排渣量;应制定配套的薪酬管理及钻孔考核验收制度,应把钻孔排渣量、瓦斯初始流量作为重要考核内容。     

唐口煤矿大直径钻孔防治冲击地压的研究与应用

为防治唐口矿开采过程中煤层冲击危险的问题,在选取大直径钻孔卸压措施基础上,采用理论分析、数值模拟的方法研究了大直径钻孔卸压机理,并在现场实测基础上对钻孔煤粉量、破坏情况及区域应力进行分析。结果表明:大直径钻孔能够有效地缓解巷道围岩能量积聚,降低煤层冲击危险性。     

高瓦斯突出矿井卸压开采瓦斯综合治理实践

朱集东煤矿为“三高一深”（高地压、高瓦斯强突出、高地温、千米埋深）矿井,采掘工作面煤与瓦斯突出危险性极大,开采此类煤层最经济有效的办法是开采保护层。为抽采保护层11-2煤层开采过程中本煤层及邻近层大量卸压瓦斯,采用分源法计算瓦斯涌出量,结合工程类比取大值。根据瓦斯涌出量预测结果,选用Y型通风方式,辅以顺层钻孔、地面钻井、顶板巷大直径筛管平钻孔、留巷埋管及穿层钻孔等抽采方式,使工作面回采期间瓦斯抽采率达到84.8%,实现了深井高瓦斯工作面煤与瓦斯安全高效共采。