开闭式反循环钻头的结构设计与工作原理

由于煤层松软和破碎的缘故,松软突出煤层瓦斯抽放孔易垮塌,将导致钻孔成孔率低,瓦斯抽放通道易堵塞,影响了瓦斯抽采效率。为解决这些问题,设计了开闭式反循环钻头,并对其结构特点和工作原理进行分析。这种钻头结合了全程筛管下放和反循环钻进2种工艺的优势。通过降低对孔壁的二次破坏,提高了钻孔成孔率和成孔深度;通过全孔段下放筛管,防止孔壁垮塌堵塞瓦斯通道,提高了瓦斯抽放孔的利用率。介绍了该新型钻头的结构设计、工作原理和应用情况。     

矿用水力作业机排管装置的设计及应用

分析了在煤矿瓦斯治理过程中,随着瓦斯抽采孔深度的增加,矿用水力作业机滚筒储管量随之增加,若挠性管不能在滚筒上多层有序的排列,则影响绕管长度及挠性管的使用寿命并给挠性管的注入作业造成困难,针对此问题提出并设计了矿用水力作业机排管装置。优选了排管装置方案,介绍了排管装置工作原理并设计排管装置机械机构。经生产实践证明矿用水力作业机排管装置使挠性管在滚筒上多层有序排列,有效提高了挠性管的使用寿命。     

提高穿层钻孔后期抽采瓦斯浓度技术探讨

为了解决穿层预抽瓦斯钻孔抽采效果差,提高抽采后期瓦斯流量与浓度,从埋管工艺、封孔工艺、调整抽采负压三方面入手研究并进行现场实验应用。结果表明:在预抽钻孔内全程埋管,能够有效防止在抽放一段时间后塌孔导致钻孔堵塞;抽采瓦斯过程中前期后期使用不同的抽放负压,能够较显著地增强抽采效果。     

矿用挠性钻杆的应用与钻进工艺研究

针对采用常规钻探设备和钻进工艺,很难保证瓦斯抽采煤孔的有效抽采长度,实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹偏差较大,瓦斯抽放钻孔施工不到位的问题,结合工业性试验,利用现有旋转钻进设备配合强力造斜挠性组合钻具,依据挠性钻杆造斜钻进理论,研究挠性钻杆旋转钻进强力造斜钻进工艺。实践证明,这种工艺方法的应用,增加了顶底板穿层孔煤层段长度,提高了成孔率和瓦斯抽采率。     

11011底板抽放巷钻场配套设施的研制与应用

大众煤业公司矿井11011底板抽放巷钻场存在封孔工艺落后、封孔段短、漏气,打钻时瓦斯超限及原放水、除渣设施效果差,导致抽放管堵塞等问题。该矿学习、探索、借鉴外矿经验,成功研制了压风封孔装置、水射流分风器和钻孔集中箱系列配套设施,使抽放效果明显提高,消除了钻场瓦斯超限和抽放管路堵塞、积水现象。     

抽放负压对综采面浅孔抽放效果的影响分析

依据浅孔抽放原理,探究了抽放负压对浅孔抽放效果的影响,分析了浅孔抽放中负压与钻孔瓦斯浓度关系,并结合永煤公司车集煤矿2705综采工作面实测浅孔抽放数据,分析了抽放负压与钻孔瓦斯浓度的变化规律。结果表明,浅孔抽放负压对深部瓦斯向煤壁的运移起到了阻隔抑制作用,增大负压在一定范围内可以提高钻孔内瓦斯浓度,从而增大钻孔瓦斯纯流量;但当负压超过一定值后,煤粉颗粒易堵塞抽放管孔,卸压区裂隙闭合,钻孔瓦斯浓度呈下降趋势。     

构造区瓦斯抽放与注浆钻孔一体化设计研究

针对构造区瓦斯抽放钻孔和深孔注浆钻孔部分重合的问题,分析了两者的设计原则,两者有较多相似之处,主要不同点在上排孔层位和孔口管选择上,并进行部分一体化设计。结果表明:下排深孔注浆钻孔可以直接利用瓦斯抽放孔,上排钻孔需要单独打设,将孔口0.5mPVC管换成钢管;改进后钻孔设计对瓦斯抽放和深孔注浆均未产生不利影响,对于1308工作面255m断层影响区域,可以节约30个下排注浆钻孔,节约施工成本94.5万元。     

旋转压片式双向离合器运动特性仿真分析

旋转压片式双向离合器是矿用水力作业机远程控制执行系统的核心装置,它是一种具有自动控制功能的新型专用离合器。其主要是解决矿用水力作业机挠性管输送机构和滚筒盘管机构的收放管动作、速度的远程控制和仪表显示问题。由于矿用水力作业机在工作过程中,旋转压片式双向离合器的工作性能直接影响着瓦斯抽采孔的成孔质量及瓦斯抽采效率,故设计了离合器的机械组合机构。建立旋转压片式双向离合器的虚拟样机,通过UG NX8.5运动仿真模块,对离合器的工作工程进行运动学分析,并研究其运动特性,通过仿真分析,可及早发现样机设计中存在的问题,对进一步优化设计有重要意义。     

单一层综采工作面瓦斯综合抽采技术

通过鹤岗矿区兴安煤矿的生产实践,根据工作面不同的瓦斯来源,分别采取本煤层抽放、外错尾巷抽放、高位孔抽放、采空区埋管抽放等多种抽放技术,有效地治理了工作面瓦斯。     

瓦斯抽放钻孔封孔工艺改进及效果检测研究

 通过对瓦斯抽放钻孔传统封孔工艺研究分析,在实践总结的基础上,云盖山煤矿一矿改进封孔工艺,提出“矿用合成树脂、水泥浆加压注浆”联合封孔新工艺,并设计研制出瓦斯抽放钻孔封孔漏气检测装置确保钻孔封孔质量,从而简化了瓦斯抽放封孔操作工序,降低了瓦斯抽放封孔成本,保证了抽放钻孔孔口抽采负压,有效提高了矿井瓦斯抽放浓度,实现了矿井安全生产。     

松软煤层瓦斯抽采孔PVC管护壁技术应用研究

针对晋城煤业集团赵庄煤业矿区地质构造复杂、煤层松软及透气性差,瓦斯抽采孔由于煤层松软引起孔壁稳定性差,成孔提钻后,短时间内孔壁坍塌,导致瓦斯抽采通道堵塞,抽采率低,抽采效果差的问题。利用在钻孔施工完成后不提钻杆,先在钻杆内部下入抽采筛管进行护壁,提钻后形成瓦斯抽采通道,应用结果表明:该技术与传统提钻后下套管工艺相比,下管效率大幅提高,下管深度达到孔深的98%以上,有利于提高瓦斯抽采效率,对煤矿安全具有重要意义。     

新型高效助排渣防卡钻耐磨螺旋钻杆的研制

助排渣防卡钻耐磨螺旋钻杆采用助排渣防卡钻耐磨螺旋结构,既保留了普通助排屑螺旋钻杆的优点,高耐磨的螺旋凸棱又增强了钻杆的整体耐磨性,是一款非常适用于深孔高效钻进技术的井下瓦斯抽采钻杆。     

新型钻杆在瓦斯抽采中的研究及应用

避免瓦斯事故最有效办法就是提高钻孔的成孔率,增大瓦斯抽采确保瓦斯应抽尽抽。瓦斯钻杆的质量是决定钻孔成孔率的关键设备。通过对国内外瓦斯钻杆研究状况进行调研,分析对比现有钻杆技术领域的不足之处,通过系列试验确定钻杆最佳热处理参数、改进的摩擦焊接工艺和最佳工艺参数,研制出一种新型瓦斯钻杆。新型瓦斯钻杆已在杜儿坪煤矿、马兰煤矿等进行产品应用,有效及时抽放瓦斯,大大降低了卡钻丢钻机率,降低耗材22%,具备良好的经济和社会效益。     

贵州铜仁地区页岩气钻井施工难点及对策

在贵州铜仁地区施工页岩气地质调查井,因地层构造较复杂,上部灰岩地层岩溶、溶隙发育,在钻井过程中存在井壁易垮塌、掉块卡钻,井内漏失严重,供水困难等难点。秀页2井设计井深1900 m,由于钻井液漏失严重,水泥浆封孔堵漏过程中发生掉块卡钻事故,处理无果导致钻井中途报废。移机重新开始,采用较大口径开孔、多级绳索取心钻进、分段水泥堵漏、多层套管护壁的方案,顺利终孔。本文重点从水泥封孔堵漏方面总结该孔的钻井技术经验,为该区域页岩气井施工提供参考。     

突出煤层钻孔深孔通连抽采技术研究与应用

针对平煤四矿己15煤层突出危险性瓦斯治理问题,瓦斯抽采是最有效的措施,尤其抽放钻孔封孔工艺是决定钻孔封孔严密性的重要指标,是决定钻孔是否抽出瓦斯的先决条件.根据现场施工经验,合理加大了钻孔封孔长度和深度,改造了封孔管筛眼布置方式,实施"一孔一管"通管直连工艺,并采用微膨胀"两堵一注"高压注浆技术,同时强化现场管理,确保...     

煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔中的应用

针对煤矿井下筛管完孔技术在穿层孔完孔中应用时存在的悬挂可靠性差、 全孔下入筛管成本高等问题,研究了穿层孔筛管悬挂装置的最优卡爪长度,优选了配套钻头,并在淮北芦岭煤矿进行了现场应用.应用结果表明:当悬挂装置卡爪长度95mm时,在常用?103mm孔径的大倾角穿层孔中悬挂可靠,三翼开闭式钻头岩层钻进效率高,中心翼片打开可靠....     

安全钻凿瓦斯抽放孔自适应钻机的研究

主要阐述了国内目前常用的普通全液压钻机开孔定位准确性低、自适应能力差、自动防卡钻能力弱和单根钻杆钻进过程自动化程度低等问题。针对普通钻机存在的问题,提出了一种自适应液压钻机的解决方案,实现煤矿井下安全高效钻凿瓦斯抽放孔。     

松软特厚强黏结性突出煤层抽放钻孔工艺研究

为了解决松软特厚强黏结性突出煤层中抽放钻孔施工困难的问题,以新疆艾维尔沟矿区1930煤矿2上煤层为研究对象,通过6次现场试验及应用,对常规钻孔工艺与液压钻机配套三棱钻杆水排渣工艺进行对比分析。结果表明,液压钻机配套三棱钻杆水力排渣工艺能够有效避免孔内煤渣黏结,且护孔效果明显,对提高成孔率十分有利。     

碎软煤层筛管护孔技术在乌兰煤矿的应用

针对乌兰煤矿穿层钻孔完孔后孔壁易坍塌而堵塞瓦斯抽采通道,造成瓦斯抽采效率降低的问题,提出了一种碎软煤层筛管护孔技术。在分析乌兰煤矿地质概况的基础上,介绍了筛管护孔技术的技术原理和配套装备,选用了合理的筛管护孔钻具组合,制定了筛管护孔试验流程,在乌兰煤矿1080瓦斯治理巷进行了应用试验。试验结果表明,筛管下入器下筛管速度是人工下筛管速度的2~3倍;下入筛管试验钻场相比不下入筛管钻场瓦斯抽采纯量提高14.3%。碎软煤层筛管护孔技术筛管下入效率高,护孔效果显著,满足碎软煤层护孔的技术要求。     

基于MATLAB的抽放钻孔周围瓦斯流动数值模拟

在测试某矿井瓦斯压力、瓦斯流量、瓦斯吸附常数、瓦斯渗透率、瓦斯含量系数等基础参数的基础上,采用MATLAB偏微分方程工具箱对该矿井瓦斯抽放钻孔在不同抽放半径、不同抽放负压下的瓦斯流动进行了二维计算,得出了抽放钻孔在不同时间的影响半径、流量与时间的关系及钻孔半径和抽放负压对煤层瓦斯压力分布及抽放流量的影响规律,并与实际进行了比较结果表明,采用MATLAB偏微分方程工具箱能够准确模拟抽放钻孔有效半径,预测瓦斯流量,是现场工程技术人员一种便捷的方法.