单一煤层上下递进掩护及底抽巷综合防突技术

针对平煤股份六矿丁5-6-21110工作面,将顺层预抽钻孔预抽回采区域煤层瓦斯理论引入煤巷掘进工作面,通过在风巷施工顺层钻孔,掩护中间巷的掘进。在该工作面按照递进掩护的思路,形成一套完备的区域及局部瓦斯治理技术,分析中间巷掘进期间瓦斯涌出量以及效果检验值的变化情况,验证了顺层递进掩护钻孔的保护效果。     

高转速跨输送带螺旋钻机及其关键技术

针对当前松软突出煤层钻进用大扭矩钻机转速低、高转速钻机采用分体式结构搬迁使用麻烦等不足,结合松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工需要,研制了一款高转速、长行程、履带行走式的跨输送带螺旋钻机;开发了高转速动力头、长行程给进装置、吊装提升装置和具有保护功能的液压回路等关键技术;在晋城王坡煤矿现场试验结果表明:该钻机结构设计合理、液压系统先进、搬迁使用方便、钻进效率和钻孔成孔深度高,在松软突出煤层中具备200 m深的瓦斯抽采钻孔施工能力。     

VLD-1000钻机突破2000m长钻孔钻进主要问题及对策

介绍平滑定向钻进和基于VLD-1000定向钻机的平滑旋转复合钻进技术关键;利用复合钻进成功钻进一系列超1 746 m长钻孔,其中有6个为超2 000 m长钻孔;复合钻进极大提高了定向钻进技术,丰富了井工煤矿瓦斯预抽的方案对策,增加了抽采、掘进和回采整体规划的自由度。复合定向长钻孔钻机技术应用于煤矿瓦斯治理及特殊区域的瓦斯治理具有重大意义。     

煤矿穿岩顺煤层定向长钻孔消突技术研究与应用

针对突出矿井煤矿开采逐渐向深部区域延申,突出煤层的瓦斯含量及压力明显增大,瓦斯治理钻孔施工难度增大的难题,利用定向钻机特性,设计了从煤层底板岩石巷道中先施工底板穿岩钻孔,待钻孔进入煤层后,顺着煤层施工定向长钻孔预抽掩护煤巷条带瓦斯,替代了传统的底板穿层钻孔和顺层钻孔。结果表明:该方案实施后不但提高了高瓦斯区域钻孔施工的安全性,又达到突出煤层的快速有效消突效果,进而实现矿井的煤层巷道安全掘进。     

单一松软强突出煤层瓦斯抽采技术

为了提高单一松软强突出煤层的瓦斯抽采效果,消除煤与瓦斯突出危险性,基于煤矿瓦斯抽采理论,在祁南煤矿72煤层714工作面进行了顺层钻孔瓦斯抽采试验。试验主要包括煤层巷道条带瓦斯抽采和工作面煤体瓦斯抽采两大部分的方案设计、施工跟踪与抽采效果分析,并针对松软煤层钻孔施工难与抽采效果差的问题,提出了"递进掩护"的钻孔施工方式。结果表明,顺层钻孔瓦斯抽采瓦斯后,瓦斯抽采量逐步上升,并稳定相当长一段时间,瓦斯压力由2.1MPa降至0.73MPa,瓦斯含量由10.5m3/t降至6.91m3/t,瓦斯抽采率达到34.21%,消除了煤与瓦斯突出危险性。     

高瓦斯大采高长工作面瓦斯综合治理技术研究

寺河煤矿4301工作面为高瓦斯大采高长工作面,回采过程中面临着巨大的安全压力。通过采用地面钻孔抽采、井下千米钻机递进掩护抽采以及本煤层顺层钻孔抽采等立体空间式的"三级"瓦斯综合治理模式,实现了地面压裂与井下瓦斯抽采相结合,建立了井上下协同瓦斯抽采模式,同时井下采用"三进两回"的通风方式,有效杜绝了工作面和上隅角瓦斯超限,保证了工作面安全高效回采,实现了煤与瓦斯共采的绿色开采技术。     

定向钻进技术在张集煤矿掩护巷道掘进探放水中的应用

定向钻进技术是煤矿井下深孔顺层钻进的有效手段。张集煤矿为了保证巷道掘进安全,引进该技术进行设计运输巷底部灰岩顺层探放水钻孔施工,保护范围覆盖设计巷道左侧和右侧40 m,设计钻孔3个。通过现场应用,完成1#钻孔孔深518 m,1-1#钻孔孔深483 m,2#钻孔孔深558 m,未见地层出水,成功实现了掩护巷道掘进探放水目的,并总结出"钻进岩性变化、地质资料判断、钻进方向指导、地质资料修正"探索式循环渐进钻进方法、"定向+复合"控层钻进方法和硬质岩层低速磨削开分支技巧等实践经验。张集煤矿使用顺层定向长钻孔替代了普通探放水钻孔,成为该矿掩护巷道掘进探放水钻孔施工的新技术。     

ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的研制

针对我国煤矿松软突出煤层中的煤巷、高应力巷道等小断面巷道,以及皮带运输巷中钻机需频繁让道、在掘进巷道中钻机需绕前施工等通过空间狭小的复杂钻孔施工条件,结合煤矿钻孔现场施工对孔比较繁琐及搬运迁移比较困难的现状,进行了ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的研制。目前常用的整体式履带钻机大多存在不能将井下机动灵活、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点高度融合的缺陷,导致瓦斯抽采钻孔施工效率低,钻机对复杂钻场和矿井条件适应性差。该机型结构布置合理,辅助功能齐全,它能有效地改善中小煤矿钻孔施工效率,提高钻掘产量,降低工人劳动强度,可用于瓦斯抽采穿层钻孔、瓦斯抽采顺层钻孔和探放水以及底板注浆等钻孔施工。本文主要介绍ZLY2500L型煤矿用履带式坑道钻机的主要技术参数、结构布局特点及液压系统。经试验表明,对于中小煤矿钻孔施工具有良好的应用前景。     

煤矿井下巷道梳状定向钻孔轨迹设计方法

为了快速有效抽采松软煤层掘进巷道围岩瓦斯,结合定向千米钻机性能,提出采用梳状定向长钻孔"横向"或"纵向"布置方式远距离掩护预抽掘进巷道围岩煤体瓦斯。根据掘进工作面特征,按梳状定向长钻孔设计流程,总结出钻孔轨迹设计原则,并借鉴定向井设计与计算理论,提出三段式斜平面法设计梳状定向长钻孔,明确了钻孔轨迹空间位置的点、线、面之间的关系,简化优化钻孔轨迹设计参数,降低钻孔施工风险。最后以余吾煤矿某掘进巷道为例,详细介绍了斜平面设计方法,分析表明三段式斜平面设计梳状定向钻孔的方法满足工程精度,减少了设计工作量,提高了工作效率。     

玉溪煤矿单一突出煤层瓦斯防治技术

玉溪煤矿为单一可采煤层、煤与瓦斯突出矿井。该矿瓦斯防治实行区域递进式瓦斯抽采:首采及准备面采用顺层平行钻孔抽采回采区域瓦斯;对于其它工作面,在盘区巷中布置钻场,利用千米钻机对盘区巷两侧区域进行模块化抽采,对于千米钻机难以覆盖的范围,利用相邻的、上一工作面保留下来的回风巷布置顺层钻孔进行区域预抽;盘区巷、首采及准备面运输巷掘进均利用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯消突。通过预抽、边采(掘)边抽及采空区抽采方式来防治瓦斯。     

市场引导下我国煤矿钻孔与凿岩机械的发展趋势

跟据2005─2009年期间煤矿钻孔与凿岩机械安全标志产品准用证及其生产企业基本状况,分析了产品发展的变化趋势。目前,各类煤矿钻孔与凿岩机械生产企业达200多家,获安全标志准用证700多份。煤矿钻孔与凿岩机械90%以上的产品,用于煤矿锚杆支护、瓦斯治理、井下采掘和放顶爆破,其中,煤矿专用产品又占85%以上。各种类型产品中,手持式电钻的市场急剧收缩,已逐渐被手持式气动钻机替代;电动锚杆钻机和电动凿岩机已被淘汰,气动锚杆钻机以及各类气动回转式钻机、液压坑道钻机和液压钻车发展较快。分析认为,锚杆支护和瓦斯治理使用的钻孔与凿岩机械将进一步发展,特别是锚杆钻车、深孔钻车、钻装锚机组和履带式液压坑道钻机等机械化设备将大力发展;液压凿岩机与液压掘进钻车是岩巷机械化的主要发展方向;气动钻孔与凿岩机械将长期存在;煤矿用回转钻具与锚杆支护用钻具有广阔市场。     

深长钻孔掩护抽放技术的应用

岳城煤矿在掘进巷道进行深长钻孔掩护抽放技术探索,经过2年多的应用实践,取得了较好效果,掘进顺槽取得了单掘进尺480 m以上的应用成果,解决了高瓦斯矿井单掘效率低的问题,为高瓦斯矿井掘进巷道瓦斯治理积累了宝贵的经验。     

王坡煤矿千米定向钻孔施工工艺研究

针对目前井下常规钻机能力偏小,瓦斯预抽期较短,矿井掘抽采比例严重失调的现象,王坡煤矿配备了ZYWL-6000D型和ZDY6000LD型井下千米定向钻机,用于掘进煤巷超前抽放钻孔和区域递进式模块抽放钻孔的施工。文章详细介绍了王坡煤矿在千米定向钻孔施工过程存在的问题,提出了解决的方法和思路。经过对千米定向钻孔施工试验就优化改进,定向钻孔的单孔成孔深度、钻进效率、瓦斯抽采效果都有很大的提高,解决千米定向钻孔成孔问题,为王坡煤矿瓦斯治理提供了基础保障。     

高位长距离钻孔在矿井瓦斯抽采中的应用

针对余吾煤业瓦斯含量高,掘进过程瓦斯涌出强度大,掘进速度低,本煤层钻孔深度不够,结合澳大利亚威利朗沃公司VLD-1000-T型定向钻机,以N2202工作面为例,对实际瓦斯抽采效果进行考察对比发现,高位裂隙带钻孔的瓦斯抽采浓度和抽采纯量均高于普通裂隙带钻孔,距煤层顶板50 m以上裂隙钻孔抽采效果低于低层位裂隙钻孔,千米钻机钻孔成孔层位控制在距煤层顶板25~40 m,通过提升负压可有效加强千米钻机钻孔的抽采效果。     

松软突出煤层长钻孔装备及钻进工艺研究

为解决松软突出煤层瓦斯治理过程中,钻孔深度浅、钻进效率低、钻孔事故频发等长期影响煤矿正常生产的难题,从钻机的主要技术参数、负载敏感液压系统、高转速动力头和大行程推进机构等主要方面对高速钻机进行设计研究;并从可反旋转六方扣接头钻杆和高速切削松软煤层钻头2个方面设计长钻孔钻具;通过在具有代表性煤矿井下进行现场试验,对松软突出煤层长钻孔钻进关键工艺技术进行了分析和探讨,最终研制了一套松软突出煤层长钻孔装备与钻进工艺技术,实现了在松软突出煤层钻孔中施工深度不小于300 m的目标。     

跨采面递进式掘进条带预抽消突技术的研究应用

为解决具有突出危险性煤层抽掘采衔接失调的矛盾,结合屯兰矿的地质情况和定向钻机的特点,提出了利用VLD-1000定向钻机跨采面施工长走向定向钻孔进行递进式掘进条带预抽消突技术,进行了井下现场试验应用,钻孔长度达到800 m以上,百米钻孔瓦斯抽采量稳定在0.07 m3/min/100 m,而且预抽时间由3个月延长至6个月以上,消突效果好,代替了以往"一队二面"(一掘进一打钻预抽)掘进条带模式,实现了突出煤层掘进工作面安全、连续、高效掘进的目标,扭转了矿井抽掘采衔接困难的局面,经济效益和安全效益十分显著,具有广泛推广应用价值。     

深孔钻车在大采深突出煤层钻孔施工中的应用

埋深千米以下的突出煤层,地应力和煤层瓦斯压力大,使用普通的液压钻机施工顺层钻孔,钻孔深度难以达到设计要求。徐矿集团夹河煤矿7447运输巷埋深1 100 m左右,使用CMS1-6200/80型深孔钻车施工顺层钻孔,提高了钻孔深度,解决了大采深突出煤层顺层钻孔施工难题。     

寺家庄煤矿突出煤层掘进工作面瓦斯治理实践

为了有效增加寺家庄煤矿掘进巷道瓦斯抽采量,降低回风流瓦斯浓度,根据矿井瓦斯赋存概况,分析了掘进工作面瓦斯涌出来源,采用交叉钻孔预抽煤巷条带瓦斯,掘进过程中采用钻墙边掘边抽技术抽采巷帮煤壁以里的瓦斯。15108进风巷实践表明:交叉钻孔瓦斯抽采量平均为1.12 m3/min,是平行钻孔的1.14倍,预抽后瓦斯含量7.08 m3/t,较之平行钻孔下降9.8%,有效消除煤层突出危险性,同时有效截流掘进期间煤壁两侧的瓦斯,回风流最大瓦斯浓度0.59%,比采用顺层钻孔方案平均低0.08%。     

水力诱导穿层钻孔喷孔煤层增透技术及工程应用

依据煤与瓦斯突出机理,在分析低透气性突出煤层穿层钻孔喷孔煤体增透提高瓦斯抽放机理基础上,对煤体穿层钻孔的诱导喷孔工艺及瓦斯抽放钻孔布置进行了优化设计,并在淮北矿业集团祁南煤矿7煤层工作面进行了现场试验。结果表明：水力诱导穿层钻孔喷孔煤层增透可使孔群范围煤体透气性提高150余倍,单孔平均瓦斯抽采流量增加4倍以上;消除突出危险性煤层采用综合机械化掘进,月掘进进尺平均达200 m,较传统瓦斯治理方法下放炮掘进进尺可提高4～5倍。     

高瓦斯矿井大直径长钻孔掩护巷道快速掘进技术

为了实现高瓦斯矿井巷道安全快速掘进，研究了大直径长钻孔掩护巷道安全快速掘进技术，利用孔径差异优化“两堵一注”封孔工艺，依据瓦斯含量实现煤巷瓦斯分级治理，提高了瓦斯灾害防治效果及巷道掘进速度。研究结果表明：大直径长钻孔掩护巷道掘进技术具有更好的卸压增透效果和更长的抽采时间，结合多孔径“两堵一注”封孔工艺，30d平均单孔瓦斯抽采浓度达到了80.2%,与常规边掘边抽钻孔相比提高3.1倍，平均瓦斯抽采纯量高达0.44 m³/min,与常规边掘边抽钻孔相比提高10.3倍，采用该技术的巷道瓦斯浓度保持在0.27%～0.40%,月进尺达到了400 m,实现了巷道安全快速掘进。