适用于煤矿井下回转钻进的轨迹测量系统研究

为了精确测量回转钻孔的轨迹,在分析普通回转钻进工艺特点的基础上,研究了适用于煤矿井下回转钻进的轨迹测量系统,通过对系统轨迹测量进行对比,得出了该套系统的测量精度。最后通过工业性试验验证了该套轨迹测量系统运行稳定,可实现普通回转钻进钻孔的轨迹测量,对钻孔的设计起到了指导作用,并可通过采取有效措施来消除瓦斯抽放盲区,确保煤矿安全生产。     

煤矿井下回转钻孔轨迹测量系统试验

为了精确定位煤矿井下瓦斯抽放钻孔轨迹,解决瓦斯抽放盲区问题,研制了回转钻孔轨迹测量系统。测量系统包括无磁钻杆、测量探管、同步器3部分,测量系统通过磁阻传感器测量方位角,通过加速度传感器测量倾角,最后通过计算得到实际钻孔轨迹。现场应用表明,钻孔施工中钻孔轨迹都存在偏差,由于地质条件和钻孔工艺不同钻孔轨迹偏差也有所不同。通过统计钻孔轨迹偏差,就能得到瓦斯抽采盲区,采取有效措施补打抽放钻孔消除抽放盲区,确保矿井安全生产。     

基于钻孔轨迹精确测量的瓦斯抽采钻孔群空白带控制技术北大核心

在钻孔施工过程中经常由于钻杆自重、地质条件及钻进工艺的影响,造成钻孔实际成孔轨迹较设计轨迹偏差较大,钻孔的轨迹偏差导致瓦斯抽采钻孔覆盖区域空白带出现,影响瓦斯抽采效果。为掌握瓦斯预抽钻孔空白带分布情况,利用钻孔轨迹测量系统测量瓦斯预抽钻孔的轨迹,轨迹测量系统数据处理后可实现钻孔三维展示,可以从三维空间不同视角观测钻孔在不同方向上的偏移量,为钻孔空白带补孔提供数据支持;根据三维数据及三维成果展示钻孔空白带的分布,进行针对性补孔,提高瓦斯消突准确性,保证矿井安全生产。     

回转钻进随钻轨迹测量系统的应用

YCSZ(A)型回转钻进随钻轨迹测量系统可以为煤矿钻孔施工提供可信的参考依据。系统对普通钻孔测孔,结果符合回转钻进钻孔走势经验和理论推断;使用纠偏装置时测孔结果体现出控制跑偏效果明显;通过姿态仪和测孔结果验证,得知控制开孔角度对于控制钻孔走向效果明显。回转钻进随钻轨迹测量系统可以适用于多种条件下的普通钻孔施工轨迹测量,具有良好的兼容性和很高的可信度。     

抽放瓦斯弯曲钻孔施工技术

在煤矿抽放瓦斯穿层孔的施工过程中采用受控定向钻进技术 ,使钻孔在煤孔段发生弯曲 ,则可以延长钻孔煤孔段长度 ,增加煤岩孔段长度比 ,提高瓦斯抽放效率。介绍了抽放瓦斯弯曲钻孔施工的试验情况 ,在试验中使用强造斜组合钻具钻进 ,最大造斜强度达到 1 0 8°/m ,相对于原施工工艺 ,钻孔煤孔段最大延长 5倍以上。     

高位定向钻孔在综放工作面上隅角瓦斯抽采中的应用

针对王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯超限的问题,使用定向钻机及机具,利用定向钻进技术进行高位定向钻孔瓦斯抽放。在分析工作面回采过程中瓦斯运移规律的基础上,通过大量现场实践,得出适用于该矿区的高位定向钻孔轨迹布设参数,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现高瓦斯矿井工作面安全高效开采。     

煤层采动卸压瓦斯抽采顶板裂隙带定向#br# 长钻孔施工技术#br#

贵州某矿存在煤层采动卸压瓦斯抽采与上隅角瓦斯超限的难题,施工常规顶板裂隙钻孔进行瓦斯抽采时,由于顶板岩层裂隙发育多,地质条件复杂,导致钻孔深度浅、成孔率低、钻孔有效段无法准确控制在稳定岩层和裂隙带层位,严重制约影响钻孔施工质量及瓦斯抽采效果。为有效保证钻孔成孔率,提高钻孔有效段长度,准确控制钻孔轨迹,采用近水平定向钻孔施工技术,施工顶板裂隙带定向长钻孔,实现“以孔代巷”,总结出一套适合某矿高位定向钻孔成孔工艺方法和布孔参数。应用结果表明,利用定向钻进技术,钻孔单孔瓦斯抽采浓度达60%,瓦期抽采纯量为1.1 m3/min以上,效果显著,具有很好的推广应用价值。     

穿层钻孔煤孔段造斜钻进技术研究

介绍了抽放瓦斯穿层孔煤孔段造斜钻进的钻孔轨迹设计及钻进工艺,在试验中采用定向钻进技术,使穿层钻孔轨迹在煤孔段产生向下弯曲,延长了煤孔段长度,提高瓦斯抽放效率。施工中使用强造斜组合钻具钻进,使钻孔最大造斜强度达到2°/m,相对于常规钻进工艺,煤孔段最大延长2.45倍。     

松软破碎煤层定向长钻孔高效抽采技术研究

为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题,利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进,采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对,对存在偏差的钻孔进行及时纠偏,实现钻孔轨迹的实时跟踪控制。并在长平矿松软破碎煤层中进行现场施工,实现了钻孔长度达到300m的技术突破,每米钻孔抽采纯流量达到0.025m/min,与同一区域的普通顺层钻孔相比,抽采量提高了20.8倍,施工周期缩短了78d。大功率定向钻机长距离钻进的实验成功,验证了大功率定向钻机满足松软破碎煤层瓦斯治理需要,为松软破碎煤层的瓦斯治理提供了一种新的瓦斯治理思路。     

北美井下定向钻进创新纪录

《Coal Age》2006年第11期报道，REI钻孔公司宣布，在康绍能源公司奔奇纳煤矿井下完成了1个全长1623．06m的水平钻孔，创造了北美井下定向钻进的最新纪录。这是一个在该矿3号含瓦斯煤层中采用定向钻进技术施工的瓦斯抽放孔。这一纪录是由REI钻孔公司施工队队长、有24年定向钻进经验的雷迪斯潘罗率领定向钻进钻工们，在康绍能源公司瓦斯抽放钻孔队队长支持下取得的。     

矿井随钻三维轨迹监测技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。分析了随钻钻孔三维轨迹测量技术,通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度的精确测量和对钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。大量的数据采集与施工验证表明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,能够避免钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯技术

为缓解突出煤层矿井采掘衔接紧张的矛盾、实现煤巷掘进前快速消突的目标,针对传统瓦斯抽采消突方法存在的施工周期长、成本高的问题,提出利用定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯,采用空气复合定向钻进技术解决突出煤层定向长钻孔钻进难题,并且研制选型了配套的空气复合定向钻进装备。在青龙煤矿试验情况表明：该技术装备成孔效果显著,攻克了钻孔施工过程中存在的钻孔轨迹精确控制、下斜孔高效排渣、空气螺杆钻具正常运转等技术难题,定向长钻孔抽采瓦斯流量大、浓度高,其中21608轨顺钻场已抽采200万m3瓦斯;21601运顺钻场瓦斯抽采达标,经区域效果检验合格后已安全掘进。研究为碎软突出煤层煤巷条带消突提供了新的思路。     

千米定向钻进技术的应用现状及问题探讨

千米定向钻进技术能够实现长钻孔定向钻进和对钻孔轨迹的精确控制,可以提高钻孔瓦斯抽采效率,但在实际应用过程中还存在诸多问题。总结了千米定向钻进技术的应用现状及存在的问题,并指出千米钻进技术必须在其技术的适用性、钻进参数和抽采参数匹配的合理性,以及使用的安全、经济效益等方面加强研究,才能充分、高效地发挥其技术优势。     

水平定向钻孔在大佛寺煤矿瓦斯抽采中的优势探讨

煤矿井下水平定向钻孔在煤矿瓦斯抽采中具有明显的技术优势。通过对大佛寺煤矿常规钻孔工作面瓦斯治理技术的分析,指出了其中不足;经过对定向长钻孔钻进工艺、布孔技术进行分析以及通过大佛寺煤矿现场应用,得出定向长钻孔有利于实现工作面瓦斯区域集中抽采的结论;瓦斯抽采统计数据分析对比证明定向长钻孔瓦斯抽采效率要明显优于常规钻孔。     

突出煤层卸压增透后封孔技术研究与应用

为了解决突出煤层水力化卸压增透后,普遍存在瓦斯抽放钻孔塌孔严重、钻孔封堵难度系数大、抽采出的瓦斯浓度低、抽采衰减速度快、抽采钻孔经常出现一氧化碳等问题,传统的封孔工艺不能有效解决煤层中的裂隙对瓦斯抽采钻孔的影响,通过对高应力突出松软煤层封孔技术的研究,制定了八矿高应力松软煤层封孔工艺,提出了反压注浆封孔工艺方法。降低了瓦斯抽放钻孔漏气率、增强钻孔密封性、提高抽采浓度、消除钻孔自燃隐患,实现了瓦斯抽采最大化。     

寺河煤矿井下近水平定向钻孔工艺研究

煤矿瓦斯是影响煤矿井下安全生产的重要因素,同时作为一种新能源正越来越受到重视。为了解决煤矿井下瓦斯安全问题和新能源的开发利用,近水平定向钻孔抽采瓦斯技术得到了广泛应用。近水平定向钻孔抽采瓦斯技术的核心是钻孔施工过程中对钻孔轨迹进行精确控制。本文通过分析影响定向钻孔施工的因素结合现场钻孔施工,总结出了煤矿井下近水平定向钻孔施工的经验及规律,达到了对钻孔轨迹精确控制的目的。     

基于COMSOL Multiphysics模拟的瓦斯抽采钻孔合理间距研究

为考察坪上煤业主采3号煤层的合理抽采钻孔间距,利用瓦斯在煤层中的运移和渗流规律,结合实测煤的参数条件,在相同的抽放负压、抽放时间等影响条件下,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了不同钻孔间距时所抽煤层在抽采时间为400 d时钻孔影响范围内煤体瓦斯含量变化规律,得出了满足抽采时间条件下的合理钻孔间距为5 m。结合矿井2305（上）回采面巷道内开展了不同钻孔间距实测,在相同的瓦斯地质参数及抽采系统条件下,连续抽采且观测时间达到400 d时各钻孔的瓦斯抽采纯量和钻孔浓度变化。确定了在抽采时间达到400 d时,抽采钻孔间距为5 m时的钻孔瓦斯浓度为35%、流量为0.04 m3/min,受抽采系统影响明显;而间距在6 m的钻孔的流量和浓度仍保持自然衰减特征。模拟和现场实测均验证了该矿瓦斯抽采钻孔间距布置以5 m最佳,该研究为实际生产过程中确定合理的钻孔间距提供理论依据,为矿井瓦斯抽采布局及瓦斯治理提供了技术保障。     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

突出危险采煤工作面消突试验研究

为了在煤与瓦斯突出矿井厚煤层开采中应用放顶煤工艺技术,在鹤壁煤业集团公司五矿3302工作面采用了本煤层密集钻孔和穿层孔综合抽放瓦斯的消突技术,吨煤抽放钻孔量达到0.08m以上,采前瓦斯抽排率达到42.9%,采前残存瓦斯含量明显低于矿井始突点煤层瓦斯含量.采用单项指标法、综合指标法和残余瓦斯含量法对采前突出危险性进行评价,评价结论为无突出危险.据此采用放顶煤工艺进行生产,直至工作面回采结束,杜绝了煤与瓦斯突出事故.