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。     

大直径定向钻孔钻进工艺在寺河矿的应用

本项目针对寺河矿井煤层瓦斯含量较大、抽采效率低下等问题,分析了工作面瓦斯具体分布范围,确定了有效抽采途径,并选取了与大直径定向钻孔工艺技术相配套的各项设备参数,确定了钻孔设计位置及具体施工方法,最后进行了工业试验,结果验证了此项技术可以提高瓦斯抽采的效率,为井下工作面生产安全提供了安全保障.     

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。     

基于大直径顶板高位定向长钻孔的瓦斯抽采关键参数研究

为进一步降低瓦斯抽采风险和成本,提高瓦斯抽采效率,以山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿28210工作面为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的分析方法,探讨了综采工作面采空区覆岩运移特性,在此基础上确立了利用大直径顶板高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯的关键性参数.研究结果表明:高位大直径定向钻孔的合理布设位置为顶板...     

厚煤层顶板定向大直径长钻孔瓦斯抽采技术研究与应用

目前煤层顶板定向钻孔不同程度存在着一次性成孔孔径小、二次扩孔工序繁杂;钻孔层位及配套设备选择不合理,导致钻孔钻进速度慢、塌孔严重、成孔长度短等问题,直接影响瓦斯抽采效果。针对该问题,通过对煤层顶板覆岩岩性、采空区覆岩垮落后裂隙发育规律以及瓦斯运移规律进行综合分析,优化了钻孔层位选择及设计参数;根据岩性、钻孔设计孔径及钻进长度,选配了扭矩23 kN·m的打钻设备。钻孔负角度钻进过程中,采取快速出渣、综合护孔等关键技术,有效提升了钻孔成孔速度。通过工程实践,钻孔钻进效率提升至129 m/d,单孔成孔长度达到1 071 m,实现了直径153 mm定向钻孔一次性成孔并沿走向一次性覆盖整个工作面,实现了大直径长钻孔高效瓦斯抽采。     

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。     

定向钻进技术与装备在顶板大直径长钻孔中的应用

针对目前综采工作面顶板钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出了采用ZDY6000LD(B)履带钻机、YHD2-1000(A)高精随钻测量系统等定向钻进装备进行顶板走向大直径定向长钻孔的成孔技术,以提高顶板长钻孔成孔精度、孔深及孔径,改善采空区瓦斯抽采效果。在某矿井进行了现场试验,完成4个顶板大直径定向长钻孔,单孔最深孔深633 m,钻孔孔径达φ133 mm,试验总进尺2 439 m,平均孔深609 m,有效抽采孔段保持在528～573 m,占总孔深的89%～92%,对于提高钻孔抽采利用率具有显著效果。     

顶板高位大直径定向钻孔在顾桥矿南区的应用

为进一步验证顶板高位大直径定向钻孔对复杂地层的适应性及其抽采效果,在淮南矿业集团顾桥矿南区进行了工业性应用试验。针对顾桥矿南区1212（3）工作面顶板局部岩层破碎、负角度延伸、断层发育等复杂情况,采取大角度穿层、扩孔及使用无线随钻测量等工艺技术,顺利完成全部7个孔深500 m以上、孔径153 mm的大直径顶板定向钻孔。试验结果表明,通过采取针对性的工艺方法,顶板高位大直径定向钻孔能在各种复杂地层中顺利钻进,可以进行工业化推广。     

淮南复杂顶板高位孔强造斜定向钻进技术实践

针对淮南矿区顶板复杂地层条件下高位定向钻孔爬升孔段无效进尺长、成孔难度大的问题,提出了基于1.75°螺杆钻具的强造斜定向钻进技术,造斜能力达到现有1.25°螺杆钻具的2倍,有效缩短了复杂孔段长度、降低了成孔风险,钻孔有效进尺提高5.4%以上,并成功解决了下分层高位定向钻孔成孔难题。利用该项技术成功实施完成14个顶板高位定向钻孔,为淮南及类似地质条件矿区实现"以孔代巷"做出了重要贡献。     

大直径定向钻孔瓦斯治理技术研究

随着矿井的开拓延伸,矿井瓦斯、水、地压及火等灾害进一步恶化,严重影响着矿井的安全高效生产。结合实际地质情况,分析了工作面顶板大直径定向钻孔施工的可行性,计算了定向钻孔的施工层位,并通过现场考察,分析了施工效果、抽采效果、成本等因素。综合研究分析认为,采用大直径定向钻孔抽采瓦斯可以缩短工作面瓦斯治理工期,缓解了工作面接替紧张的局面,减少了瓦斯治理巷道工程量,节约了瓦斯治理工程费用的投入。     

大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高度45～50 m,钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比,大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当,是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍;工程量大幅度降低,大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采,又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。     

顶板高位大直径定向钻孔抽采瓦斯治理技术应用研究

晋煤集团寺河矿是罕见的高瓦斯矿井,为进一步降低工作面回风瓦斯,设计在W1305工作面进行顶板高位大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯技术应用实验,通过理论分析、现场实体检测等方法表明,顶板高位大直径定向钻孔平面上距离巷道15～60 m较合理;剖面上距离煤层顶板30～45 m,钻孔瓦斯抽采浓度较大;其介入瓦斯抽采前回风巷上隅角各采集点的瓦斯浓度较高,最高达到0.65%,高位钻孔介入抽采后下降至0.4%,工作面瓦斯治理效果显著。     

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。     

综放工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采技术

为解决综放工作面上隅角瓦斯治理难题,提出高位定向长钻孔瓦斯抽采技术方法。以王家岭煤矿为试验对象,通过理论计算、数值模拟方法,确定高位定向钻孔布设合理层位,并以此指导高位定向钻孔施工。工业试验表明:上隅角瓦斯浓度由原0.56%~0.98%降至0.42%~0.68%,解决了上隅角瓦斯超限问题,实现了综放工作面的高效、安全生产。     

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。     

大直径多分支长距离高位钻孔抽采技术研究

为了解决综放工作面采空区瓦斯大量涌出造成上隅角瓦斯超限的问题,通过采用大直径多分支长距离高位钻孔顶板裂隙瓦斯抽采技术,实现了精准定位钻孔层位,高效抽采瓦斯,消除上隅角瓦斯超限,减少了钻场巷道和钻孔工程量,节省巷道、钻孔施工时间,有效缓解了生产接替紧张局面,确保了回采期间上隅角瓦斯浓度符合要求,实现了矿井生产安全高效的目...     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。