穿层钻孔煤层段掏穴扩孔技术及应用

为提高低透气性煤层的预抽瓦斯效果,介绍了穿层钻孔煤层段掏穴扩孔卸压增透技术,运用数值模拟方法和现场实践相结合,分析了掏穴钻孔的增透增流机理。研究结果表明:对穿层钻孔煤层段掏穴扩孔后能排出大量煤体,钻孔周围煤体膨胀变形,煤体内地应力降低、裂隙增多、透气性大幅度提高,抽采影响半径可增大34.2%,瓦斯抽采浓度可提高2倍,瓦斯抽采纯流量可增大4-6倍。这一技术卸压增透效果明显,且施工简单,为矿井预抽煤层瓦斯提供了新途径。     

穿层钻孔煤层段变孔径掏穴卸压增透强化抽采瓦斯技术

为提高预抽煤层瓦斯消突效果,文章提出了一种变孔径的钻孔卸压增透技术,并在下山揭煤钻孔中进行了试验研究。通过对已施工好的下向穿层钻孔实施掏穴扩孔后,实际钻进出煤量相应增加,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用。     

穿层钻孔煤层段变孔径掏穴卸压增透强化抽采瓦斯技术研究

 摘要：为提高预抽煤层瓦斯消突效果,本文提出了一种变孔径的钻孔卸压增透技术,并在下山揭煤钻孔中进行了试验研究。通过对已施工好的下向穿层钻孔实施陶穴扩孔后,实际钻进出煤量相应增加,钻孔的卸压影响范围增大,钻孔周围的煤体变形和透气性增大,抽采瓦斯效果显著提高。掏穴钻孔与考察钻孔抽采瓦斯情况相比,具有显示流量抽采时间长、抽采浓度高和抽采瓦斯量大的特点。穿层钻孔煤层段变孔径掏穴扩孔卸压增透强化抽采瓦斯技术具有易操作简单、成本低和提高抽采效果显著等优点,值得在低透气性高瓦斯突出煤层消突实践中推广应用,为高突煤层预抽消突提供了一种行之有效的方法。     

高压水力机械掏穴工艺在突出矿井穿层钻孔中的研究及应用

随着矿井开采强度增大、井工深度的延伸,煤与瓦斯突出现象在我国煤矿矿井建设和煤炭开采中频繁发生,严重制约着煤矿安全生产,突出矿井的瓦斯区域治理技术也在经历多层次的发展研究试验。鹤壁矿区为单一可采煤层,整体构造形态为单斜,走向近南北,向东倾斜。其中二₁煤为主采煤层（唯一可采煤层）,其他煤层都不可采,矿区没有解放层可采,采取区域治理措施困难。矿区地质构造复杂,断层褶曲发育;井田深部断层更多,给矿井开采和瓦斯综合治理带来很大困难。鹤煤八矿在瓦斯区域治理方面经过多年的实践,逐步掌握了多种治理技术,取得了阶段性成绩;鹤煤八矿针对穿层钻孔瓦斯治理技术措施井下进行了现场探索与研究,通过在32集中巷多次进行技术方案论证、实践,并试验高压水力机械掏穴工艺,分析掌握了瓦斯涌出特征、有效影响半径、提高抽采纯量等多方面技术数据。     

岩巷穿层长钻孔抽采瓦斯技术应用

介绍了寺河矿岩巷穿层长钻孔抽采瓦斯技术在东五辅运岩巷的技术应用,为岩巷施工穿层长钻孔抽采瓦斯提供了新思路.     

薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔瓦斯抽采增透技术

为研究薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔对瓦斯抽采效果的影响,采用FLAC~(3D)软件模拟穿层抽采钻孔扩孔0.6 t/m煤量前后钻孔瓦斯增透圈大小变化情况,现场实测2306工作面底抽巷穿层抽采钻孔冲孔0.6 t/m煤量与未冲孔钻孔在相同抽采时间内的瓦斯抽采量和有效抽采半径,并进行对比分析。结果表明,薛湖煤矿穿层抽采钻孔扩孔0.6 t/m煤量后,钻孔的瓦斯增透圈增大了62.5%,初始抽采纯量增加了100%,抽采75 d的抽采总量增加了70%,钻孔的有效抽采半径达到1.1 m所需时间缩短了77.2%,薛湖煤矿穿层钻孔水力扩孔可有效提高煤层抽采效率。     

穿层水力造穴钻孔瓦斯抽采效果数值模拟研究

根据在寺家庄矿统计水力造穴措施出煤量,将冲孔形状简化为直径0.7 m的圆柱体,以弹性力学和瓦斯流动理论为基础建立瓦斯流动流固耦合力学模型,借助COMSOL Multiphysics进行求解得出造穴后瓦斯抽采有效半径和合适的布孔间距,经现场验证,模拟结果与现场实测基本一致,说明了水力造穴瓦斯抽采参数可以采用简化的冲孔形态结合流固耦合力学模型进行数值模拟。     

穿层钻孔瓦斯抽采半径研究

煤层瓦斯压力大、渗透率低等因素增加了瓦斯抽采工作的难度。针对煤层群条件下的穿层钻孔布置问题,以山西某矿为例,通过数值模拟,现场测试方法对瓦斯抽采半径与抽采效果进行了研究。运用COMSOL模拟软件,分析了φ75、φ94、φ113 m直径抽采钻孔与30、60、90、120 d抽采时间条件下的瓦斯压力演化规律。结果表明：φ113 mm直径钻孔的抽采效果最好,但考虑成本因素,最终选取瓦斯抽采钻孔直径为φ94 mm,极限抽采时间为120 d。通过压降法现场测定了山西某矿5^#、8^#、12^#煤层的有效抽采半径随时间的演化趋势。经瓦斯抽采效果评判,消除了矿井煤与瓦斯突出危险性。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进

通过对鹤煤九矿原有封孔工艺中存在的问题进行分析,针对封孔中存在的封孔剂定位、注浆量控制以及不同倾角下钻孔封孔漏气等问题,对封孔工艺进行了改进,经现场试验对比,新封孔工艺能有效地提高封孔效果。     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在低透气煤层中应用

针对采用本煤层顺层抽采钻孔进行煤层瓦斯抽采时,钻孔施工量大、施工周期长、瓦斯抽采效率低等技术难题,司马矿在1208工作面应用定向长钻孔技术抽采瓦斯,现场结果表明,相比本煤层顺层钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术可减少钻孔长度4 500 m,钻孔成孔率提高1.5倍,瓦斯抽采率提高1.7倍,取得了显著应用成效。     

多工艺钻进技术在塔山煤矿瓦斯抽采钻孔中的应用

大同煤矿集团公司塔山煤矿4号瓦斯抽排孔终孔口径为1200 mm,孔深423.66 m,孔底位移≯2 m。孔径大、钻孔深、精度高是本工程的主要难点。钻进施工中采用了气动潜孔锤、双壁钻杆气举反循环及组合牙轮多级扩孔等多种工艺,提高了钻进效率,保证了孔身质量,取得了良好的经济效益和社会效益。     

瓦斯抽采钻孔修复增透技术与装备

针对瓦斯抽采钻孔易发生失稳堵孔导致抽采量严重衰减的问题,研发出瓦斯抽采孔水力作业机,采用外径16 mm连续可缠绕钢管,以高压水射流为核心,形成高压力、变流量、连续修复钻孔技术体系。利用瓦斯抽采孔水力作业机产生的高压水射流对瓦斯抽采钻孔进行冲孔解堵和水力喷射压裂增透,从而达到了卸压和造缝双重增透的目的,使得已有的瓦斯抽采孔重复利用,避免施工新钻孔。该技术在郑煤集团大平煤矿现场应用表明,钻孔修复、增透后瓦斯抽采纯流量可提高800%以上。     

采空区钻孔抽放瓦斯技术研究

阐述了在综放工作面初采初放期间,利用切眼附近的巷道,向采空区施工钻孔,抽放采空区瓦斯,从而减少采空区向工作面上隅角涌出的瓦斯量,降低工作面上隅角和回风巷风流中的瓦斯浓度.     

瓦斯抽采钻孔喷孔防护装置的研制与应用

针对松软且地应力较高的突出煤层中钻孔施工时,易发生钻孔喷孔,导致瓦斯超限和煤粉突出的问题,设计了一种钻孔喷孔防护装置。该装置由钻孔封孔装置、连接装置、气水分离器3部分组成,将喷出的高浓瓦斯直接抽入矿井瓦斯抽放管中,水和煤渣进入收集系统,实现气（瓦斯）、水（打钻水）、渣（煤矸渣）的有效分离。经过松藻煤矿现场试验证明,使用该装置后,平均穿煤时间增加79.1%,平均穿煤深度增加114.7%,钻场瓦斯体积分数0.15%～0.25%,远低于1%的瓦斯允许浓度。     

高突工作面浅孔抽放技术应用与改进

平顶山矿区煤层透气性差,本煤层抽放难度较大,为提高抽放效果,利用工作面煤壁前方2~6 m受采动破坏影响卸压区,进行采动超前卸压带浅孔抽放,并根据现场实际,对封孔工艺、布孔方式、管路设施及现场管理等方面进行了摸索和改进,取得了良好效果。     

水力诱导穿层钻孔喷孔煤层增透技术及工程应用

依据煤与瓦斯突出机理,在分析低透气性突出煤层穿层钻孔喷孔煤体增透提高瓦斯抽放机理基础上,对煤体穿层钻孔的诱导喷孔工艺及瓦斯抽放钻孔布置进行了优化设计,并在淮北矿业集团祁南煤矿7煤层工作面进行了现场试验。结果表明：水力诱导穿层钻孔喷孔煤层增透可使孔群范围煤体透气性提高150余倍,单孔平均瓦斯抽采流量增加4倍以上;消除突出危险性煤层采用综合机械化掘进,月掘进进尺平均达200 m,较传统瓦斯治理方法下放炮掘进进尺可提高4～5倍。     

下向穿层钻孔瓦斯抽采技术的应用

为了加大下保护层采煤工作面瓦斯治理力度,解决下保护层采煤工作面回采过程中瓦斯对安全生产的威胁,潘一矿在下保护层工作面开采过程中,利用在被保护层工作面底板抽采巷道内施工下向穿层钻孔抽采保护层瓦斯技术,提高了下保护层工作面的瓦斯抽采率,确保了工作面的安全生产,并对其取得的效果进行了分析总结。     

顶板高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

为有效解决高瓦斯综采工作面通风方式改变后上隅角瓦斯超限问题,研究提出顶板高位钻孔抽采瓦斯的方式进行工作面上隅角瓦斯治理。依据工作面实际地质条件,确定高位钻孔的终孔距3号煤层的最大垂距为60m,由数据统计分析可知:抽放高浓度瓦斯的持续时间增加了近20d,割煤期间瓦斯的最大浓度为0.35%,上隅角瓦斯问题得到控制。