松软突出顺煤层异形钻杆及其施工工艺技术研究

以松软突出顺煤层用异形钻杆及其钻进工艺为研究对象,介绍了松软突出顺煤层异形钻杆的研制及其钻进工艺;阐述了异形钻杆的结构和排渣机理,并通过工艺试验,验证了异形钻杆在松软突出顺层中钻孔施工的可行性,优化了异形钻杆的制造工艺。     

三棱钻杆在松软突出煤层中的应用

松软突出煤层由于煤质松软破碎、硬度很低,造成在施工瓦斯抽放钻孔过程中经常发生垮孔或塌孔等异常情况。当采用常规钻进技术与装备施工该煤层时,由于不能有效解决排渣问题,极易造成施工困难或出现孔内事故。而采用三棱钻杆钻进松软突出煤层时可以依靠3条棱边持续不断地搅动孔底的煤渣,使其不易发生堆积,更有利于煤渣排出,从而大大提高了松软突出煤层钻孔施工的深度和成孔率。     

松软突出煤层顺层长钻孔成孔技术研究

介绍了在淮南矿区松软、突出煤层中提高突出煤层钻孔孔深的技术途径,并在该矿区的谢一矿、潘一矿等矿井进行了现场试验,取得了较好的效果,为类似矿区瓦斯治理长钻孔施工总结、积累了宝贵的经验。     

松软突出煤层打钻技术

针对松软突出煤层瓦斯抽放钻孔施工深度浅、成孔率低等难题,通过优选施工钻具,改进排渣方式和适当的技术参数入手,提高了钻进深度,成孔率大幅度提高,取得了较好的效果。     

松软突出煤层合理钻杆研制及应用

松软突出煤层由于受煤和瓦斯赋存特征、高地应力、高瓦斯压力的综合作用,造成本煤层钻孔卡钻、塌孔现象经常发生,导致防突措施钻孔施工不到位,引起矿井采掘抽关系紧张,形成严重的安全生产隐患。在分析引起松软突出煤层钻进困难的原因之后,提出了合理的钻杆钻进排渣方法,并研制了新型高强三棱刻槽钻杆,在突出矿井本煤层孔钻进取得了良好的效果。     

复合排渣钻进技术在松软突出煤层中的应用

分析了复合排渣钻进技术的原理、特点和工艺参数,介绍了在松软突出煤层中复合排渣钻进技术的配套设备和应用情况。实践表明,复合排渣钻进技术在松软突出煤层钻进中取得了较好的应用效果。     

针对松软突出煤层椭圆钻杆的研制

基于松软煤突出煤层中钻瓦斯抽放孔的施工特点和钻机已有配套钻杆特点的分析,设计了一种新型椭圆钻杆,并从该型号钻杆设计的理论基础、材料选择及传递的扭矩校核进行了探讨和计算。通过在松软突出煤层中打钻试验结果表明,该型号椭圆钻杆提高了钻机在松软突出煤层中成孔深度、成孔率及钻进效率,并为瓦斯抽放钻机增添了一种配套钻杆。     

顺煤层钻孔成孔工艺技术

通过对采用风力排渣时需要的风量、风压的理论计算,并经过在鹤壁八矿2405工作面现场实际施工考察,表明采用风力排渣这一顺煤层成孔工艺技术可以极大的提高顺煤层长钻孔的施工深度,得出在鹤壁矿区采用风力排渣施工顺煤层长钻孔是可行的,对于矿区的瓦斯治理具有重要的意义。     

松软煤层新型螺旋钻杆研制及应用

为解决现有钻杆在松软煤层钻进中事故频发、钻孔深度浅、成孔率低等难题,基于松软煤层钻进及现有配套设备特点,从排渣性能、护孔能力、加工工艺等方面对钻杆结构进行研究,研制出一种带弓形螺旋槽的新型螺旋钻杆。现场工业性试验中,新型螺旋钻杆替换同尺寸常规螺旋钻杆后,增加了松软煤层钻孔深度,成孔率为90%,且钻进过程中无钻杆断裂、掉钻事故发生。结果表明,新型螺旋钻杆结构设计合理,设备兼容性好,整体力学性能稳定,有利于提高井壁稳定性和排渣效率,降低卡钻、塌孔、掉钻等事故发生率。     

复杂松软突出煤层深孔钻进技术研究

针对复杂松软突出煤层深孔钻进难的问题,总结分析了我国煤层钻进技术的现状,并应用新型高强棱状钻杆在21001工作面进行了与常规钻杆现场工业性对比试验。结果表明:运用新型高强棱状钻杆较现行常规打钻深度提高34.6%,效率提高21.1%,可有效解决目前松软突出煤层深孔钻进存在的困难。     

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。     

松软突出煤层新型钻进技术研究

低螺旋钻杆是为解决松软突出煤层钻进难题而发明的一种新型钻杆.为充分发挥低螺旋钻杆应用于松软煤层钻进的优势,根据实际应用情况,建立相应的排渣数值模型,分析低螺旋钻杆螺旋凸棱的宽度和螺距的变化对排渣效果的影响情况;根据在实际应用中配套钻机的动力参数,对低螺旋钻杆进行强度分析.研究结果表明,螺旋凸棱宽度l为14 mm,螺距s为80 mm,排渣效果最优,且钻杆强度的最小安全系数为1.87,钻杆加工参数优化设计合理.通过松软突出煤层钻进工业性试验,钻进深度和钻进效率提高显著.     

大埋深强突出三软煤层快速揭煤防突技术

针对新义煤矿二1煤层突出危险性大的问题,通过分析石门揭煤工作面各种防突技术措施的优缺点,采取巷旁截流、巷内交叉钻孔抽放结合短导硐震动爆破的措施快速揭开严重突出三软煤层。结果表明：经过40 d的抽放后,揭煤工作面瓦斯抽放率达到34.6%;揭煤前原始瓦斯含量为6.37～12.84 m3/t,采取集中抽放的防突措施后,残存瓦斯含量为6.50～8.00 m3/t;揭煤前防突措施效果检验中揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标Δh2最大值为80 Pa。由以上测试指标可看出,采用严重突出三软煤层快速揭煤技术后揭煤工作面的突出危险性已消除。震动爆破揭煤后瓦斯体积分数最大值仅0.04%,安全顺利地揭露了二1煤层。     

松软突出煤层复合排渣钻进技术试验研究

为提高煤矿松软煤层瓦斯抽采钻孔施工深度和抽采效果,以中风压(0.7~1.2 MPa)复合排渣钻进技术为基础,采用不同规格的螺旋钻具组合配合相应的工艺参数进行现场试验,比较不同钻具组合的应用情况,选择适应松软突出煤层的最优钻具组合与配套工艺,达到高效施工全煤长钻孔的目的。     

基于松软煤层不提钻筛管下入技术的瓦斯抽采

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,分析了现有钻孔护壁方法存在的不足,提出不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的孔隙结构进行优化设计。井下工业性试验验证了不提钻筛管下入技术在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁应用中的先进性和可靠性,并与提钻后裸孔下入筛管相比,该技术可以缩短钻孔下入筛管时间4~5 h,提高了钻孔筛管下入率28%~38%和抽采纯量50%。     

松软煤层风力钻进工艺

松软煤层在我国分布很广,采用风力钻进工艺,从钻探技术装备和瓦斯地质钻探工艺上,形成了较为完整的体系,通过风力钻进工艺在多家煤矿的应用,在钻深、孔径和钻孔保存维持较长抽采时间上取得了良好的技术成果。     

解决三棱钻杆断裂问题的研究

分析影响三棱钻杆断裂的因素,如三棱接头热处理的控制、三棱钻杆焊接参数的控制、两端螺纹同轴度的控制。通过设计三棱接头焊接工装,调整钻杆加工工艺,保证钻杆的加工质量,提高钻杆使用的可靠性。