软煤层钻进钻穴区钻屑运移动态特征及应用

软煤层钻进过程中孔壁失稳破坏形成钻穴是致使钻进困难的主要原因。建立常态钻孔、开放型钻穴和填充型钻穴排渣模型,对孔内钻屑运移进行气固耦合动力学分析。研究结果表明,开放型钻穴对钻屑运移的影响较小,仅带来一定的压力损耗;填充型钻穴在钻孔底部的钻屑质量分数成倍增长,钻屑颗粒运动轨迹曲折,排出需要更长时间;填充型钻穴区出现瞬间动压波峰,压差损耗是常态钻孔、开放型钻穴的数倍。基于钻穴区钻屑运移特征,提出降低钻杆排渣阻力、增大排渣空间的钻具设计方法,研制了刻槽螺旋钻杆、低螺旋钻杆、等离子熔涂螺旋钻杆等系列钻杆,通过工程应用,软煤层钻进深度和钻进效率得到了有效改善。     

煤矿井下突出松软煤层钻进喷孔防治技术研究

在煤矿井下钻进过程中,喷孔事故一直是难以解决而又经常发生的问题。突出松软煤层钻进应使用压风排粉,排粉能力不足容易造成钻孔堵塞,使得瓦斯梯度升高,积聚的瓦斯会突破堵塞,造成喷孔事故。由风流在钻孔内部的各个阻力损失,求出钻进过程中排粉所需要的风压,分析钻孔倾角与钻屑运移的关系,利用合理的排粉参数能够顺利地排出钻屑,减少喷孔事故的发生。     

可操纵的竖井钻进技术

用机械回转钻进法钻进盲竖井已有约100年历史。钻头由地面钻机驱动的钻管带动旋转,钻屑通过空气、泥浆或泡沫的正向或反向循环从孔中排出。至今,尽管钻头的规格、钻进深度和速度与初期相比有明显增     

钻杆直径及钻进速度对钻屑量影响试验研究

钻杆直径和钻进速度不统一造成钻屑量差异显著,使得现场钻屑量指标测定准确性无法保证。考虑深部开采条件下水平地应力作用不可忽略,建立了钻孔周围平面应变力学模型,引入有效应力推导得到单位长度钻屑量理论公式,经与现场钻屑量对比分析,验证了理论公式正确性,提出现场钻杆直径42 mm为宜。利用自主研制的三维应力煤体钻屑量检测试验装置,进行了不同钻杆直径及钻进速度钻屑量试验,得到钻杆直径及钻进速度与钻屑量间关系规律。结果表明:钻杆直径由12 mm增加至18 mm时,钻屑量均值和极大值均随钻杆直径增加而增大,均呈抛物线规律递增。对钻屑量均值与理论值进行对比分析,确定最优钻杆直径为16 mm。基于最优钻杆直径,钻进速度为2,2.5,3,3.5 mm/s时,钻屑量极大值为10.8,11.6,12.3,13.0 g,增加了7.4%,6.0%,5.7%,其增加幅度逐渐减小;同时钻屑量均值分别为9.34,10.14,10.8,11.20 g,增加了8.57%,6.51%和3.70%,呈幂函数递增规律。利用钻屑量指标法预测煤矿动力灾害时,应统一设定钻进速度及钻杆直径尺寸,提高预测准确性和可靠性。     

黔水地1井钻探施工技术难点及对策

总结了桂中-南盘江地区页岩气调查黔水地1井在钻进过程中出现的严重井漏、卡埋钻、起下钻或通井遇阻等技术难点及相应的处理措施.由于钻遇的地层较为复杂,因此综合采取了回填粘土、商砼封堵、顶漏钻进、岩屑打捞、空气钻进、跟管钻进、套管封隔等多种措施进行处理;此外,结合实际工程应用提出了针对该复杂地层的多种钻井液配方,均取得了一定...     

煤体强度对钻屑温度影响的试验研究

通过钻屑温度测试装置,得到钻孔过程中的钻屑温度,提出一种评定煤体强度大小的新方法。试验结果表明,以相同的钻进速度,对不同强度煤体打同一深度钻孔,煤体强度同钻屑温度及钻孔时钻屑温度变化率之间均呈线性关系;停钻后温度降低时钻屑温度变化率大小基本相同,与煤体强度无关。     

浅析钻屑法在燕家河煤矿掘进中的应用

在分析了燕家河煤矿8~#煤层三采区皮带大巷掘进工作面地质条件及采掘特点的基础上,采用钻屑法对掘进工作面的冲击危险区域进行了监测。通过分析钻屑法的监测原理及判断准则,对三采区皮带大巷冲击危险性进行了实时监测。监测数据异常时,采用大孔径进行泄压,并对钻屑煤粉量及钻进过程进行了分析,明确了工作面无冲击危险性,确保安全生产。     

用风力排屑法钻进松软突出煤层顺层长钻孔

通过对顺层长钻孔阻钻因素的分析 ,试验了采用风力排屑工艺进行长钻孔钻进的可行性 ,并总结出了在松软突出煤层中钻进顺层长钻孔的技术经验     

煤矿井下水平定向钻进钻屑粒度分布特征研究

煤矿井下水平定向钻进技术是实现瓦斯高效抽采的重要手段,为了解决该技术目前采用的冲洗介质及其循环方式存在的问题,实现冲洗介质闭式循环,针对井下实钻煤渣屑进行了现场取样,并通过筛分法重点研究了钻屑中200目以上颗粒的粒度分布特征,得出的结论是:钻屑中筛分直径大于2.000mm的颗粒约占总质量的50%左右,且样品粒度分布符合Rosin-Rammler分布函数。研究结果为煤矿井下水平定向钻进钻屑清除工艺开发和配套设备研制提供了参考依据。     

定向钻进水平段钻屑运移浅谈

在定向钻进时水平段的岩屑运移问题一直没有得到重视,由此引发的各种孔内事故时有发生,本文介绍了岩屑在定向钻进水平段时的运移方式,建立了钻杆不偏心和偏心的力学模型,同时针对水平定向钻中各因素对岩屑携带的影响分别讨论。     

松软突出煤层中三角型钻杆成孔技术研究

针对赵庄矿松软突出煤层成孔难及钻进效率低的问题,在井下进行了成孔技术试验研究,提出松软突出煤层中钻进钻机选型的原则,对三棱钻杆进行改进后设计出具有最优断面的三角型钻杆,并深入分析了三角型钻杆排渣机理,采用FLUENT软件对与其外径相等的光面钻杆孔内风力排渣过程进行模拟和分析,最后进行工业性试验效果“”较。研究结果表明,以新研制出的三角型钻杆作为钻具的成孔工艺技术能较好地适应松软突出煤层复杂的地质条件,能显著地提高钻进效率和降低孔内事故。     

三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。     

大断面煤巷掘进工作面综合防突技术

为了防治开拓13采区时的煤与瓦斯突出,采取钻屑综合指标法预测突出,并采用松软煤层打钻抽放、煤层注水消突以及安设压风自救装置等综合防突措施防治突出,解决了大断面、地质构造带煤巷掘进的防突难题,实施上述措施以来,未发生突出事故,且月进尺由原来的不足20 m提高到40 m以上。     

突出煤层顺层长钻孔成孔工艺的研究

突出煤层顺层长钻孔的施工由于受到施工技术的限制达不到预定的深度,影响了瓦斯抽放效果。为此对顺层长钻孔施工工艺进行了试验,结果表明采用合适的顺层钻孔配套钻具和风力排渣方式施工,可有效地提高突出煤层顺层长钻孔成孔深度和成孔效果。     

三软不稳定煤层深孔注水防尘与注浆防片帮技术

为降低综放工作面煤尘浓度及控制煤壁片帮,针对白坪煤矿三软煤层情况,对工作面煤层进行了深孔注水防尘与注浆加固煤壁。首先采用ZDY-3200钻机施工60～80 m深的注水孔;然后在注水孔周围6 m内使用ZBQ-6/2.5型钻机施工深9 m、间距0.6～1.2 m、排距0.8～1.0 m的煤壁注浆孔;选用MRB125/31.5型注水泵用12～14 MPa压力对煤层注水压裂,再用5～8 MPa压力反复间歇式注水。现场应用效果表明,采用该技术能够使煤层水分由4%增至5%～6%,回风巷煤尘平均质量浓度269 mg/m3降至108 mg/m3;工作面煤壁片帮范围由占煤壁总长的50%～70%减少到10%～30%,有效地解决了煤壁片帮问题。     

立井揭穿突出煤层的实践

淮北矿业集团桃园煤矿在新副井井筒揭穿8煤过程中,为消除突出隐患,制定并实施了新副井井筒揭露煤层方案。当井筒工作面施工至距煤层垂距15 m时打前探钻孔,查明煤层赋存情况,测定煤层瓦斯压力,根据测定结果进行瓦斯抽放。当工作面掘进距煤层垂距5.5 m时,再次施工测压钻孔,采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面有无突出危险性。当指标均小于临界值具备震动爆破揭煤条件时,工作面掘进距煤层垂距2 m时采用震动放炮揭过煤层。按照上述施工方案与工艺顺利完成了探揭煤施工,确保了井筒揭煤安全。     

考虑煤层倾角和钻孔倾角的钻屑量理论研究

为准确预测与预防深部开采煤与瓦斯突出,建立了考虑煤层倾角与钻孔倾角的新钻屑量理论计算公式,并分析了煤层倾角和钻孔倾角对钻屑量的影响。以平煤股份有限公司八矿为研究对象,将钻屑量理论计算值与该矿己15-21030风巷现场钻屑量实测值进行对比验证,得出在煤层倾角一定时,钻屑量随钻孔倾角增大呈幂指数递减关系,减小的比率呈“V”形变化趋势,原钻屑量理论值与实测值平均误差为5.5%,在考虑煤层倾角与钻孔倾角情况下的新钻屑量理论值与实测值平均误差为3.9%。     

松软煤层中风压空气钻进技术与装备

松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔的难度大,现有技术、装备在一定程度上还存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。为此,开发了井下中风压空气钻进工艺技术:包括压缩空气与螺旋钻杆复合排渣工艺、多级除尘技术、筛管护孔工艺技术等。应用结果表明:在同等施工条件下,采用中风压空气钻进技术与装备后,平均成孔深度普遍提高1倍左右,钻进效率提高35%左右,成孔率提高到了70%左右,为松软煤层瓦斯抽采钻孔施工提供了可靠的技术与装备保障。     

立井揭突出煤层工作面消突效果检验

金能公司3#煤层为煤与瓦斯突出煤层。在副立井揭穿3#煤的过程中,该公司制定实施了副立井揭煤方案。井筒施工至煤层垂距30m时打前探钻孔,测定瓦斯压力,取样分析,根据结果进行瓦斯排放。排放完成后,再次测压,并采用钻屑瓦斯解析指标K1值来检验消突效果。     

基于UDEC和D-P准则的煤层钻孔稳定性分析

煤层钻孔的失稳破坏是一个非常复杂也是一个极其常见的问题,煤层钻孔的稳定性对煤层瓦斯抽采以及煤层注水都有着非常重要的意义。基于D-P准则和UDEC数值模拟的方法对钻孔失稳破坏进行研究,研究表明,随着节理密度的增大钻孔周围的剪切位移呈指数增加;钻孔首先在孔壁处发生拉伸破坏,随着煤体沿径向向深部转移,钻孔周围的煤体逐渐发生剪切破坏。