千米钻机在突出煤层掘进预抽中的应用研究

利用澳大利亚生产的VLD—1000型千米钻机,在突出煤层掘进中打钻预抽瓦斯是近几年发展起来的一项新技术。本文通过对澳大利亚千米钻机在沙曲矿突出煤层掘进预抽中的应用研究及分析,论证了"大孔径、长钻孔、长时间"预抽工艺的优越性。     

千米钻机在煤矿瓦斯抽采中的应用分析

针对矿用常规钻机钻进能力偏弱,瓦斯的预抽期相对较短,矿井掘抽采比例易出现严重失调的问题,对此,以晋能控股煤集团某矿瓦斯抽采工程概况为例,对千米级定向钻机用于矿井瓦斯抽放进行了研究,并对千米定向钻井施工中出现的问题进行了分析,并提出了优化改进措施,经实际应用发现,经改进优化后单台钻机月度进尺由原来的1326m提升为2261m,钻机效率提高了70%;最大主孔深度由原来的309m提升为456m,钻机深度提高了47%;定向钻场抽采纯量由原来的5.43m³/min提升为12.65m³/min,提高了130%,取得了较好的应用效果,更好地保障了矿井的安全稳定生产。     

五阳煤矿定向千米钻机底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯应用分析

利用定向千米钻机优势,施工煤层底板主孔并向上进入煤层开羽状分支以预抽条带煤层瓦斯,通过优化封孔并网抽采工艺,抽排孔内积水,提高了抽采效果。此种钻孔施工工艺克服了松软煤层长距离钻孔成孔困难、煤层赋存条件复杂等限制,为预抽条带煤层瓦斯实施区域防突措施找到一种可行的手段和办法。对煤体超前预抽、卸压消突作用显著。     

千米定向钻机在余吾煤业瓦斯抽采中的应用

通过引进澳大利亚生产的VLD-1000型千米定向钻机,分析余吾煤业煤层的地质条件与瓦斯分布,结合多年的钻孔施工经验,提出了高位裂隙钻孔对高瓦斯矿井进行"采空区抽采"技术,实践证明,该技术不仅能有效解决瓦斯涌出量大及抽采难度高等问题,还能为今后高瓦斯煤层的瓦斯治理提供技术借鉴。     

千米钻机在松软煤层中的应用与研究

余吾煤业主采的3#煤层为松软煤层,普通钻机在打钻过程中钻进深度短、抽采纯量低而且经常发生塌孔、掉钻现象,为此余吾煤业引进了澳大利亚威利朗沃公司生产的VLD-1000型千米定向钻机对本煤层进行采前预抽和掘前预抽。通过对千米钻机在S1206进风顺槽长距离煤孔的施工情况和抽采效果分析,总结了千米钻机的技术优点及改进措施,为解决余吾煤业的松软煤层瓦斯治理难题提供了一种节约高效的方法。     

全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采钻孔施工中的应用

针对目前煤矿井下施工的瓦斯抽采钻孔布孔密集,成孔速度快,钻机搬迁频繁等特点,应用全液压履带钻机能够较好的完成钻孔施工。以最具代表性的ZDY4000L型全液压履带钻机为例,介绍了全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采钻孔施工中的特点,并以山西焦煤集团杜儿坪矿和山西新元公司的实际应用情况为例,阐明全液压履带钻机在本煤层瓦斯抽采施工中的优势,为同类矿井钻孔施工提供借鉴及指导。     

顶板梳状千米钻孔预抽掘进巷道围岩瓦斯技术

为有效治理松软煤层掘进工作面围岩瓦斯,综合考虑邻近工作面和掘进巷道围岩孔裂隙演化规律,基于定向千米钻机性能,提出采用梳状千米钻孔远距离抽采煤层瓦斯的设计方案。通过理论分析,初步计算出余吾煤矿南二采区煤层覆岩冒落带和裂隙带最高高度分别为30.9 m和80.0 m,掘进巷道应力影响范围为17.09 m。将千米钻孔主孔布置在S2108掘进巷道和邻近工作面裂隙发育的重叠区域的煤层顶板,分支孔主要在煤层中延伸。已施工梳状千米钻孔抽采数据表明,抽采稳定期钻孔平均抽采浓度达50%以上,有效解决了掘进工作面瓦斯超限问题。     

千米钻机在晋煤集团应用前景展望

分析了千米钻机在国内应用失败的原因及其在晋煤集团试验的必要性和可行性;分析了其在瓦斯开发与防治方面的应用前景,提出了施工工艺的设想,并预测了打钻成本,对管理模式提出建议。     

千米钻机穿层长钻孔测定煤层瓦斯压力

使用千米钻机施工穿层测压长钻孔可以定向定点精确选择见煤点,穿层长钻孔有较长的岩石段,避开了采动、瓦斯抽采及其他人为卸压影响,且封孔长度较长,进一步增加了测压钻孔密闭性,保证了测压数据的可靠性和准确性,取得了良好的效果,可以推广应用该测压方法。     

煤矿井下顺煤层千米枝状长钻孔抽采瓦斯技术

介绍了使用引进千米钻机在大宁煤矿井下实现沿煤层千米枝状长钻孔的成孔试验,最长的VLD定向钻孔达到了1005m(深度)。进行了千米枝状长钻孔抽采瓦斯的工艺技术研究及相应的抽采效果考察,并取得了良好的效果。大宁矿首采面经过近2a的预抽,预抽率达到49%,矿井的瓦斯抽采率达到70.35%。     

松软煤层千米钻机成孔技术研究

分析了松软煤层钻孔失稳变形的机理,结合鑫顺矿15#煤层的地质特点,提出了千米钻机在松软煤层的综合成孔技术。研究结果显示:在松软煤层利用综合成孔技术,千米钻机的开孔深度可达1 200 m,千米钻孔的百米钻孔流量是短钻孔百米钻孔流量的6倍。表明综合成孔技术能够保证千米钻机在松软煤层的顺利使用,有效防止钻孔失稳破坏,提高成孔率。     

掘锚一体机在三软煤层巷道施工中的应用

针对塔拉壕煤矿掘锚一体机施工三软煤层巷道速度低的问题,提出微调顺槽层位、优化支护参数、取消电动潜水泵和封闭顶煤减少风化等改进措施。实施后,平均施工速度达到554m/月,提高了40.3%,效果显著。     

松软煤层瓦斯抽采长钻孔泡沫钻进工艺

在松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔是煤矿井下钻探领域的一大难题,已尝试应用了多种钻进工艺方法,虽取得了一定成效,但在一定程度上仍存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。在中风压空气钻进技术的基础上开发了井下泡沫钻进工艺,研制了配套泡沫灌注系统,发展了中风压空气-稳定泡沫复合钻进技术。现场工业性试验取得了良好效果:成孔深度显著提高,钻进过程中泡沫介质排渣顺畅,钻具回转、起拔压力低、孔口无粉尘,由于这些明显的技术优势,井下泡沫钻进与中风压空气-稳定泡沫复合钻进工艺技术在松软煤层顺层钻孔施工中具有广阔的应用前景。     

不稳定煤层软岩回采巷道支护技术

为了尽快形成柿花田煤矿11071段首个综采工作面采煤,以柿花田煤矿11071段回采巷道支护为研究对象,分析了该段不稳定煤层软岩回采巷道复杂地质条件及破坏情况,总结了巷道破坏机理。随即采用物理相似模拟实验和数值模拟计算相结合提出合理支护方案,进而确定支护参数。     

高转速钻机在松软煤层螺旋钻进中的应用研究

为提高煤矿松软煤层瓦斯抽采钻孔施工深度和抽采效果,研制出适用于螺旋钻进的高转速ZDY1450LG型全液压钻机,对其总体结构进行说明并给出了主要技术参数。利用此钻机在阳煤集团新元公司进行现场试验,期间共施工钻孔14个,其中最大孔深131 m,测算了几组钻孔排渣效率,结果表明高转速工艺有利于螺旋钻进排渣,对增加钻孔深度具有显著作用。     

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。     

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。     

低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术

为了加大高瓦斯矿井瓦斯治理效果,保证煤巷安全掘进,实现抽掘采平衡,在没有合适条件保护层的情况下,优先采用煤层底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯。赵庄矿1307掘进工作面采用这一方法进行瓦斯预抽,原煤瓦斯含量降低至5.2～7.78m3/t,抽采效果优于顺层钻孔,确保了矿井安全生产。