顾桥煤矿顶板复杂地层高位定向钻孔技术

针对顾桥煤矿顶板复杂地层中施工高位定向钻孔时存在的目标层较薄、成孔困难的问题,选配了合理钻具,通过地层探查定向钻孔确定了顶板复杂地层结构及地层信息进而优化了定向钻孔目标层位置,总结了复杂地层中定向钻孔轨迹控制经验,最终在顾桥矿顶板复杂地层中成功施工了7个孔深500 m以上的高位定向钻孔,提高了复杂地层中高位定向钻孔成孔率,有利于高位定向钻孔抽采瓦斯技术在复杂地层中的推广应用。     

晋城矿区顶板复杂地层大直径高位定向钻孔成孔技术研究

针对晋城矿区3#煤层顶板地层复杂、高位定向钻孔成孔难的问题,在某矿3109综采工作面开展顶板复杂地层中大直径高位定向钻孔钻进成孔试验研究。提出了增大开孔段倾角、扩大造斜穿层段孔径、增大造斜段弯曲曲率及开分支孔等解决措施,首次在该矿成功施工4个孔深超过500 m、孔径达到φ153 mm的顶板高位定向钻孔。总结形成适用于晋城矿区顶板复杂地层中成孔的关键技术体系,为矿区内其他高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理提供了可靠的技术途径。     

大直径高位定向钻孔一次成孔工艺研究与应用

高位定向钻孔代替高抽巷治理上隅角瓦斯工艺中,成孔直径是该工艺实施效果的主要影响因素之一。为了提高大直径高位定向钻孔成孔效率,通过综合分析现有高位定向钻孔多次成孔工艺、钻具组合、孔内事故等导致的施工效率低的因素,从钻机选型、钻具配套、施工工艺三方面对大直径高位定向钻孔成孔工艺进行改进,以实现大直径高位定向钻孔一次性成孔。通过在王坡煤矿进行试验,一次成孔孔径200 mm、终孔孔深501 m的平均施工效率为90 m/d,成孔效率提高76.5%。新技术具有工艺流程简单、施工效率高、事故预防及处理能力强等特点。     

复杂地层顶板大直径高位定向钻孔试验

针对煤矿地层条件复杂,常规钻进工作量大、单孔深度不足、难以成孔、瓦斯抽采浓度低等诸多问题,开展了煤矿复杂地层中施工顶板大直径高位定向钻孔试验。以东保卫煤矿施工为依据,根据煤层顶板地质实际情况,在36号煤层顶板施工6个?120 mm大孔径顶板高位定向钻孔,其中孔深>300 m钻孔成孔率达到83.3%,最大孔深510 m。利用顶板大直径高位定向钻孔进行瓦斯抽采,其抽采浓度比原有工作面常规瓦斯钻孔抽采浓度增加66.7%,取得显著瓦斯抽采效果。顶板大直径高位定向钻孔的成功应用,为东保卫煤矿以及相似条件矿区推广应用提供了技术支撑。     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

高位定向长钻孔钻进工艺研究

为了有效抽采邻近层和采空区瓦斯,提出了采用高位定向长钻孔替代顶板高抽巷进行瓦斯抽采,针对红阳三矿钻进施工时,推进阻力大等问题,进行了定向钻孔与回转扩孔相结合的钻进工艺试验,及不同弯度孔底马达与不同直径钻头组合的钻进工艺试验。试验结果表明:3-5号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ96 mm钻头钻进,钻进至350 m出现推进阻力大的问题,采用φ153 mm钻头扩孔至320 m,可以多钻进约120 m;3-2号钻孔采用1.25°弯头孔底马达配备φ104 mm钻头钻进,钻孔深度610 m;3-3号钻孔采用1°弯头孔底马达配备φ100 mm钻头钻进,钻孔深度616 m,通过减小孔底马达弯头角度、增大钻头直径均可以有效减小推进阻力,明显增加钻孔深度。     

复杂地层大直径高位定向钻孔代替高抽巷瓦斯抽采可行性及效果分析

针对高抽巷瓦斯抽采存在施工成本高、周期长、劳动强度大等问题,开展在复杂地层中采用定向钻机施工大直径高位定向钻孔代替高抽巷的技术研究,并形成 “定向先导孔+正向分级扩孔”成孔工艺,确保特殊地质条件下大孔径钻孔的成孔率。赵庄煤业在3307和1309工作面施工大直径高位定向钻孔,最大孔深突破600 m,最大孔径203 mm。1309工作面大直径高位定向钻孔单孔最高日抽采量突破3.3万m³,单个钻场最高日抽采量突破5万m³,与高抽巷瓦斯治理能力相当,证明了复杂地层条件下定向钻机施工大直径高位定向钻孔代替高抽巷抽采瓦斯的可行性。结合“竖三带”和椭抛带理论,对大直径高位定向钻孔最佳布孔范围进行了分析和确定。     

复杂顶板岩层高位定向长钻孔抽采瓦斯技术研究

基于采空区顶板“竖三带”理论和“O”型圈理论,针对大淑村矿172107工作面褶曲、断层发育和泥岩、煤线赋存等复杂顶板岩层条件,采用大角度穿层、过软岩断层期间采用专用封孔材料注浆和套管护孔等工艺技术,实现直径120 mm高位定向长钻孔在复杂地层中顺利钻进,最大深度达到538 m,并与普通高位钻孔抽采效果进行比较,结果表明:高位定向长钻孔覆盖范围更广、抽采效果更加稳定。     

高位定向长钻孔在低透气性突出煤层中的应用研究

为了更好地解决大淑村矿井下采空区瓦斯超限问题,利用高位定向长钻孔代替传统抽采的方法对采空区上隅角瓦斯进行治理。该矿172107工作面在2号钻场、3号钻场设计4个定向长钻孔,提前设计钻孔轨迹,钻孔按预设轨迹延伸至裂隙带指定层位,通过对比分析了高位定向长钻孔和高位瓦斯钻孔的瓦斯抽采效果、经济效益及安全效益,证明定向长距离钻孔的抽采效率更高、经济效益更好。定向钻进技术具有在大淑村矿区进一步推广应用的价值,可以提高瓦斯治理效果,促进煤矿安全生产。     

复杂顶板高位定向长钻孔全程下筛管技术实践

针对淮南矿区复杂地层顶板高位定向钻孔施工及瓦斯抽采中存在的钻孔坍塌造成瓦斯抽采通道堵塞问题,研究复杂地层顶板高位定向长钻孔全程下筛管技术;在张集煤矿进行了现场试验,通过对下筛管施工过程中遇到的复杂地层易塌孔、PVC筛管强度低、钢制筛管对测量系统影响、下管工艺流程复杂、遇阻后难处理等问题的分析,针对性的提出确保轨迹平滑、使用钢制筛管、单个钻孔施工完成后及时下管、可切割式导向头及辅助下筛管变径等技术措施;成功实现钻孔平均下管率97%以上,基本实现复杂顶板高位定向长钻孔全程下筛管,保证了瓦斯抽采效果;并利用形成的技术措施在顾桥矿南区成功实现φ73 mm钢制筛管最大下入深度744.6 m,创造煤矿井下φ73 mm钢筛管下放记录,促进"以孔代巷"技术的全面推广应用。     

复杂顶板高位定向长钻孔钻完孔技术

针对亭南煤矿顶板高位定向钻孔施工存在的开孔段地层破碎、定向孔段泥岩缩颈、两级扩孔效率低和瓦斯抽采通道易堵塞等问题,提出了复杂顶板高位定向长钻孔钻完孔技术;集成了大直径套管护孔、缩颈地层扩孔、双级双速一次扩孔和钢筛管完孔等关键技术,配套了大功率定向钻机、泥浆泵车、随钻测量装置、液动螺杆钻具和双级双速扩孔螺杆钻具等钻进装备。在亭南煤矿3410工作面钻场进行了现场应用,顺利施工了2个顶板高位定向钻孔,成孔深度分别为511、610 m,孔径?200 mm,单班扩孔进尺在60 m以上,全孔下入?89 mm护孔钢筛管,钻进过程安全高效,为复杂顶板高位定向钻孔施工提供了一种新的技术途径。     

高位定向长钻孔抽采技术在上隅角瓦斯治理中的应用

为了更好地解决曹家山矿井下采空区瓦斯超限问题,本文以80105工作面为工程背景，基于理论分析和公式计算明确了定向高位钻孔的空间位置，并经现场实践分析长距离定向高位钻孔和定向顺层钻孔的瓦斯抽采效果。实践结果表明：80105工作面施工高位定向钻孔抽采浓度29.5%～69.2%，单孔混合量4.9～7.2m3/min;80103工作面施工定向顺层钻孔抽采浓度15%～52.3%，单孔混合量0.368～0.815m3/min，体现显著的社会与经济效益，保证矿井的安全生产。     

霍州矿区高位定向钻孔瓦斯抽采技术应用研究

为了验证高位定向钻孔瓦斯抽采技术对霍州矿区地层的适应性,故采用高位定向钻孔瓦斯抽采技术在霍州矿区试验了3个钻孔,在试验过程中采用了复合钻进工艺以及分支孔钻进工艺解决了试验过程中频繁塌孔、卡钻和憋泵等问题,有效保障了3个试验钻孔钻进至设计孔深,完钻最大主孔孔深261 m,累计进尺1 164 m。在工作面回采期间,试验钻孔瓦斯抽采效果较好,抽采混合量稳定在10～14 m³/min,抽采纯量稳定在2～4 m³/min,平均2.85 m³/min,且与普通高位钻孔相比,瓦斯抽采效果更稳定,抽采纯量提升了30%,表明高位定向钻孔瓦斯抽采技术能满足工作面的回采需要。     

采空区瓦斯高位定向长钻孔抽采技术研究

为了降低采空区瓦斯异常涌出风险,实现采空区瓦斯高效抽采,基于高位长距离定向钻孔技术对采空区高顶裂隙瓦斯进行抽放,以期实现采空区瓦斯有效治理.运用理论计算和数值模拟相结合的方法,对盘江煤矿23125工作面232石门钻场采空区垮落带、裂缝带范围进行确认,并以此范围为参考对高位定向钻孔进行优化设计与现场试验验证.结果表明:优...     

高位定向长钻孔瓦斯抽采技术在国投新集的应用研究

通过对比分析不同层位定向钻孔的瓦斯抽放效果,获得了布置定向钻孔的最佳层位。对比分析高位定向长钻孔和顶板穿层钻孔的瓦斯抽放效果,证明了前者的抽放效率更高。工作面回采时,高位定向长钻孔对降低采空区和上隅角瓦斯发挥了一定的作用。     

高位定向长钻孔替代普通倾向孔工程实践

理论计算了采空区顶板三带高度,根据设计,采用ZYL-6000D定向钻机施工了顶板高位定向长钻孔,最大孔深564 m。经过现场试验和数据分析,得出了高位定向钻孔布置的最佳层位及水平方向距回风巷的最佳距离。对比分析了高位定向钻孔与普通高位倾向钻孔的抽采效果和打钻功效,定向钻孔的施工进尺减少了70%,瓦斯抽采纯量提高了1.52倍,结果表明,高位定向钻孔具有打钻进尺少、配套工程少、抽采效果好等优点。     

高位定向钻孔在王庄煤矿瓦斯抽采中的应用

为了有效解决工作面回采过程中采空区和上隅角瓦斯,保证工作面回采安全。以王庄煤矿7111工作面为例,根据已有地质资料和瓦斯储量计算结果,对工作面高位定向钻孔瓦斯治理进行理论分析和参数设计。通过工作面实际抽采瓦斯测定分析,高位定向钻孔可以对回采期间的瓦斯进行有效治理,有效缓解了王庄煤矿抽、掘以及采衔接紧张问题,保证了安全生产。     

高位水平长钻孔的定向工艺原理及应用

介绍了高位瓦斯抽放水平长钻孔的定向工艺,针对韩城矿务局桑树坪矿高位钻场具体地层状况,应用此原理进行现场施工取得了良好的定向效果。这为国内相似条件下瓦斯抽放钻孔的推广应用提供了借鉴依据。     

高位定向长钻孔高效瓦斯治理研究

为解决鹤煤三矿4202采面瓦斯积聚与抽采难题,在该采面地质条件和井下千米定向钻机平台基础上,开展了定向、长距离、大直径钻孔抽采瓦斯效率研究。以采动岩体力学为理论指导,确定了煤层顶板采动裂隙冒落高度,优化了高位钻孔的布置区位,并利用成型钻孔,实现了以孔代巷的目的。通过定向抽采钻孔内瓦斯浓度、流量等数据统计,新方案中瓦斯流量、浓度是未采取措施前的5倍以上,有效减少了采空区和邻近煤层瓦斯向工作面内的扩散,确保了人员安全。