一起钻具折断孔内事故的分析

介绍了古汉山矿11031东工作面施工底板注浆改造钻孔6-3孔发生的钻杆折断孔内事故的经过及处理方法.从钻具使用、对钻进的观察和现场操作方面,分析了事故原因,提出了预防孔内事故的技术、管理措施及钻具使用的注意事项.     

定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展

首先介绍了我国煤矿定向注浆的两种主要方式,即:小位移的"S"形定向钻孔井筒地面预注浆、大位移的"L"形定向钻孔地层大面积注浆(包括地面常规水平定向钻孔注浆、利用已有地质钻孔的地面水平定向钻孔注浆和井下水平定向钻孔注浆),实现了煤矿立井井筒地面"S"形定向钻孔深度与地面"L"形定向钻孔水平位移均超过1000m的岩层注浆改造。其次,指出随着煤矿开采不断向深部延伸与单个工作面规模的不断增加,定向钻孔注浆技术面临的理论、工艺与装备、效果检查与评价等问题。最后,指出应加强室内动水岩层注浆模拟试验台研制与注浆模拟实验研究、深部地层注浆效果探测方法与受注地层浆液扩散规律(尤其是水平定向钻孔注浆)研究、注浆效果的探测,找出影响深部地层浆液扩散的主要因素,揭示浆液扩散的规律。可为煤矿深部地层注浆方案的制定提供参考,也为定向注浆技术的研究指出了方向。     

地面L型钻孔煤层底板注浆加固技术与装备研究

为了实现煤层底板超前注浆治理的目的,对地面L型定向钻孔煤层底板注浆加固原理、钻探设备、钻孔设计及钻进工艺进行了系统的研究,形成一套完整的技术与装备。通过赵固一矿18011工作面二_1煤层底板L_8灰岩含水层注浆加固现场实验,表明研究的钻探装备和钻进技术稳定可靠、工艺先进、煤层底板注浆加固效果良好,不仅丰富和完善了煤层底板水害防治技术,而且实现了区域煤层底板超前注浆改造,对安全高效开采大采深矿井高承压水煤层具有重要意义。     

煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备

将定向钻进与底板注浆加固技术结合,利用定向钻孔实现煤层底板超前注浆加固是现有底板水害防治方法的重要创新。系统研究了定向钻孔超前注浆加固原理、钻进装备、钻孔设计方法和钻进成孔工艺,形成了一套煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备。通过在赵固一矿11151工作面现场试验表明,研究的钻进技术和装备稳定可靠,工艺先进,底板注浆加固效果良好,丰富和完善了煤矿底板水害防治手段,实现了煤层底板水害超前防治的重大突破,对煤矿安全高效开采意义重大。     

石炭二叠系特厚煤层奥灰水害地面区域探测及治理技术研究

塔山矿石炭系3-5#特厚煤层8228工作面受奥灰水影响,工作面被迫停掘排水,为解决这一难题,采用地面钻孔在治理目标层施工定向水平钻孔进行注浆堵水截源,同时利用地面骨料孔对陷落柱顶部进行充填和加固处理,保证了工作面正常生产。     

地面定向钻进技术在煤矿陷落柱突水防治中的应用

为了治理潘集二矿重大突水事故,提出了地面定向水平孔技术截流堵源的方案。潘集二矿12123工作面上、下底抽巷联络巷底板发生突水,瞬时最大突水量达14 000 m3/h,矿井部分被淹。因工作面上方存在湖泊和多个采空区,遂选择地面定向水平钻孔施工方案,即在地面施工一个定向水平堵源主孔对突水点灌注沙石骨料完成充填、形成顶板盖层,再通过主孔由地面注浆站灌注水泥浆完成陷落柱的封堵工作,并施工四个水平分支孔探查了陷落柱形态特征。结果表明,陷落柱导水通道被成功封堵,堵水率达到100%,显示了地面定向水平钻孔技术在陷落柱突水治理中的优越性,为今后类似突水事故的治理提供了宝贵的经验。     

煤层底板地面注浆堵水技术

以峰峰集团梧桐庄煤矿二采区182201工作面地面注浆堵水工程为例,介绍了水文地质条件复杂、受煤层底板承压水威胁的矿井煤层底板地面注浆堵水技术。注浆钻孔隔离煤层采空区(或煤层)的套管头位置偏离设计套管落点坐标水平距小于5 m;定向分支钻孔每打一个定向段要测斜一次,保证定向准确。注浆要连续,根据实际情况调整水、灰配比;注浆吸浆量小于50 ml/min,孔口压力达4 MPa,持续时间10 min以上。     

地面定向钻孔预注浆掩护巷道过断层带关键技术

为解决巷道掘进过断层破碎带存在应力集中和围岩大量变形的情况,避免发生安全事故,以淮北矿区为例,提出了地面定向钻孔预注浆掩护巷道穿断层技术体系,完善了定向钻孔施工及地面高压注浆的关键技术,成功实施了四开成孔结构,有效避免了非治理段干扰。采用分段注浆法完成了破碎带的精准治理。通过压水试验、岩性探测、注浆量、浆液扩散距离、物探巷探验证、巷道支护效果等多方面对注浆效果进行了分析评价。结果表明:地面定向钻孔在巷道层位岩性的超前探查、高压预注浆等方面优势明显,有效提高了围岩的力学性质,减少了围岩的变形量,其中最大底鼓下降61.6%,保证巷道支护安全,可提高掘进效率,减少后期维护。     

煤矿采空区上覆岩层裂隙带透水治理研究

针对矿井地质构造和上覆岩层裂隙带影响,上覆砂岩含水层在采空区出现大面积滞后出水,出水通道具有多样性、复杂性和范围大等特点,以及地面直钻孔注浆堵水效果不佳的问题,镇城底矿对水文地质条件进行探查,施工定向水平主孔和多个水平分支钻孔,通过采取地面定向钻孔注浆技术,在煤层顶板裂隙带中形成隔水层,实践取得良好的注浆堵水效果。     

L型钻孔地面预注浆技术在煤矿井下巷道加固工程中的应用

L型钻孔地面预注浆技术将地面预注浆技术与定向钻进技术进行结合,充分体现出定向钻进技术的先进性,放大地面预注浆压力大的优点,提高煤矿产业的挖掘速度。L型钻孔地面预注浆技术采用超前加固的措施,提高了围岩的稳定性,降低了开挖支护难度。     

古汉山矿2616号水文观测孔漏水治理

介绍了古汉山矿东运输大巷防水闸门迎水端 2 6 16号水文长观孔漏水治理技术、注浆方法及工艺过程。     

薄层灰岩地面水平分支孔超前探查治理地质构造技术

针对矿井深部煤层开采受底板高承压奥灰水威胁的难题,羊东矿引入水平定向钻探先进技术,对8466工作面进行了地面区域治理。通过研究实践钻进中遇到褶曲、断层寻找大青薄层灰岩的方法,注浆封孔后高效率钻进等关键技术,在厚度为5.5 m的大青薄层灰岩中成功地施工了长距离水平分支钻孔,对地质构造进行了超前精准探查,注浆治理了导水构造和岩溶裂隙带,加固了大青薄层灰岩含水层。采用物探、钻探两种方法,对注浆治理效果进行验证,达到了封堵导水通道和加固煤层底板的目的,保证了工作面的安全开采。     

采空区上覆岩层透水治理实例研究

煤层开采后受构造及裂隙带影响,上覆砂岩含水层在采空区出现大面积滞后出水,出水通道具有多样性、复杂性和范围大等特点,地面直钻孔注浆堵水效果不佳。本文在地质条件探查分析的基础上,施工定向水平主孔和多个水平分支钻孔,采用地面定向钻进及注浆技术,在煤层顶板裂隙带中形成隔水层,取得了良好的注浆堵水效果。     

灰色关联理论和回归分析在区域注浆改造中的应用

邢台某矿采用地面多分支水平定向钻探技术对奥灰含水层顶部进行区域超前注浆改造,取得了很好的安全技术效果。选取该工程中6个钻孔中的注浆量、钻井液漏失量、平均吸水率和注浆段长度数据,基于灰色关联理论和回归分析方法,对原始数据进行分析,得到注浆量及其相关因素的回归方程,为优化注浆工艺、保障煤矿安全生产奠定基础。     

定向分支技术在浅埋深薄含水层治理中的应用

孙庄矿经过40余年的开采,上部煤层已经枯竭,仅在深部山青煤尚有部分煤炭储量,因受下伏大青灰岩含水层水和奥陶系灰岩含水层水威胁,至今尚未开采。为解决孙庄矿工作面底板水害问题,在地面施工定向水平钻孔,对平均厚度为5.5 m的大青灰岩进行注浆加固,将大青灰岩含水层改造为弱含水层或隔水层,增加661工作面山青煤层底板隔水层厚度,地面钻孔施工完毕后,通过井下钻孔取芯放水验证,大青灰岩含水层水量由治理前的15～138m~3/h转变为注浆治理后的0.6～8.1 m~3/h,说明大青灰岩含水层治理效果明显,为解放受水害威胁的浅埋深、薄含水层加固治理提供了经验和技术支撑。     

华北区煤田底板注浆加固技术的发展及展望

分析了底板注浆加固技术的发展历史及应用背景,归纳了我国底板注浆加固技术发展的3个阶段,指出该技术体系目前的7个方面的技术成果:制定了是否注浆施工的评判标准、确立了钻孔布设原则、注浆孔施工工艺标准、主要注浆材料及配比、注浆终孔标准、注浆效果检验标准,形成了地面造浆注浆系统。并指出了近期以来影响到该技术的重要的理论和技术:底板突水灾变机理和岩溶发育规律的新认识,地面、井下长定向注浆钻孔、物探技术的新发展,注浆材料绿色化、本土化。提出目前底板注浆加固技术需突破的方面主要在于底板突水机理的研究、定向钻进和物探检验技术、注浆材料的改进。     

定向钻进技术在煤矿立井“S”型注浆钻孔中的应用

煤矿立井地面预注浆钻孔施工中采用定向钻进技术,钻孔轨迹呈"S"型,钻孔孔口避开立井井口位置,可实现地面预注浆与凿井平行作业,从而加快凿井速度,缩短建井工期.     

煤层底板超前注浆加固定向钻孔钻进技术

为提高煤矿井下煤层底板钻孔注浆加固效果,提出了采用井下随钻测量定向钻进技术施工底板注浆加固钻孔的工艺方法,对套管钻进、回转造斜钻进、定向造斜钻进及透孔钻进工艺技术及配套钻具进行了系统研究,设计了钻进工艺流程。赵固一矿现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板的超前治理,且单孔注浆量大幅提高,底板加固效果显著。     

基于定向拦截钻孔的工作面瓦斯治理技术

以寺河矿5310工作面为研究对象,在定向长钻孔施工技术的基础上,结合现场实验研究方法,对比分析了普通拦截钻孔与定向长钻孔拦截的优缺点,并针对定向拦截长钻孔的设计施工、瓦斯流场、钻孔瓦斯参数、区域抽采达标时间、风排瓦斯浓度进行分析。实践表明,定向拦截钻孔提高了瓦斯治理效果。     

基于采动裂隙区域分布特征的定向钻孔空间位置研究

采用定向钻孔抽采采空区卸压瓦斯是矿井工作面瓦斯治理的一种重要方法,其在覆岩布置层位区域的准确确定是实现稳定高效抽采的关键。以焦煤古汉山矿16031工作面为工程背景,采用物理相似模拟、理论分析和现场试验的方法分析了覆岩采动裂隙分区演化特征及不同层位定向钻孔的稳定性,在对覆岩裂隙分布进行区域划分的基础上,确定了结构裂隙区(上山侧)为布置瓦斯抽采定向钻孔的最佳区域,进而给出了区域内的核心布置范围,并推导了结构裂隙区空间位置边界理论计算公式。通过现场工程试验测试,结果表明：从各定向钻孔抽采数据判定的相应区域边界与理论计算公式相符,布置于结构裂隙区核心位置范围内的定向钻孔对采空区卸压瓦斯进行了有效抽采,其单孔瓦斯抽采纯量最高可达5.5 m³/min,验证了理论界定结构裂隙区空间位置边界及确定定向钻孔布置核心范围的实用性与合理性。研究成果对矿井预防瓦斯灾害事故、实现瓦斯高效抽采具有重要实际意义。