大直径高位钻孔代替高抽巷抽采瓦斯的研究

针对高抽巷施工工程量大、投入大的问题,在沙曲矿24207综采工作面进行了大直径高位钻孔替代高抽巷的试验,对二者的抽采效果进行了对比分析。高位钻孔抽采瓦斯效果达到了高抽巷抽采瓦斯的效果,且高位钻孔呈扇形布置,能扩大抽采范围,延长瓦斯抽采服务时间,提高瓦斯抽采率,将工作面回风瓦斯体积分数控制在0. 33%左右。应用结果表明用大直径高位钻孔代替高抽巷进行瓦斯抽采是可行的。     

复杂地层顶板大直径高位定向钻孔试验

针对煤矿地层条件复杂,常规钻进工作量大、单孔深度不足、难以成孔、瓦斯抽采浓度低等诸多问题,开展了煤矿复杂地层中施工顶板大直径高位定向钻孔试验。以东保卫煤矿施工为依据,根据煤层顶板地质实际情况,在36号煤层顶板施工6个?120 mm大孔径顶板高位定向钻孔,其中孔深>300 m钻孔成孔率达到83.3%,最大孔深510 m。利用顶板大直径高位定向钻孔进行瓦斯抽采,其抽采浓度比原有工作面常规瓦斯钻孔抽采浓度增加66.7%,取得显著瓦斯抽采效果。顶板大直径高位定向钻孔的成功应用,为东保卫煤矿以及相似条件矿区推广应用提供了技术支撑。     

高位大直径钻孔采空区瓦斯抽采技术研究

为了解决高瓦斯矿井工作面采空区瓦斯涌出问题,以高河能源E2306工作面为对象,研究提出采用高位大直径钻孔替代高抽巷进行采空区瓦斯治理,确定了高位大直径钻孔布置参数和施工工艺,并对抽采效果进行了井下试验分析.从瓦斯浓度、抽采混量和抽采纯量进行分析对比,高位大直径钻孔替代高抽巷抽采效果更好.     

顾桥煤矿顶板复杂地层高位定向钻孔技术

针对顾桥煤矿顶板复杂地层中施工高位定向钻孔时存在的目标层较薄、成孔困难的问题,选配了合理钻具,通过地层探查定向钻孔确定了顶板复杂地层结构及地层信息进而优化了定向钻孔目标层位置,总结了复杂地层中定向钻孔轨迹控制经验,最终在顾桥矿顶板复杂地层中成功施工了7个孔深500 m以上的高位定向钻孔,提高了复杂地层中高位定向钻孔成孔率,有利于高位定向钻孔抽采瓦斯技术在复杂地层中的推广应用。     

大直径高位钻孔代替高抽巷治理采空区瓦斯研究

为了解决高抽巷采掘交替紧张、回采成本高、施工周期长的难题,提出了用大直径高位钻孔代替高抽巷来抽采采空区瓦斯,并对钻孔合理布置层位进行了研究,以山西某矿68310工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟和现场工业试验的方法进行分析研究。结果表明：模拟得到裂隙带高度为34.2 m,垮落带高度为12.5 m,与理论计算值基本一致;通过比较不同钻孔直径的应力集中系数和卸压范围,得到钻孔的最佳直径为0.4 m,最佳布孔间距为1 m。现场实测数据显示,大直径高位钻孔作用后上隅角瓦斯体积浓度降到约0.37%,回风巷瓦斯体积浓度降到约0.28%,抽采纯量与抽采浓度和高抽巷相当,有效解决了上隅角瓦斯超限的问题,同时证实了大直径高位钻孔代替高抽巷的可行性。     

基于大直径顶板高位定向长钻孔的瓦斯抽采关键参数研究

为进一步降低瓦斯抽采风险和成本,提高瓦斯抽采效率,以山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿28210工作面为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场试验相结合的分析方法,探讨了综采工作面采空区覆岩运移特性,在此基础上确立了利用大直径顶板高位定向长钻孔抽采卸压瓦斯的关键性参数.研究结果表明:高位大直径定向钻孔的合理布设位置为顶板...     

霍州矿区高位定向钻孔瓦斯抽采技术应用研究

为了验证高位定向钻孔瓦斯抽采技术对霍州矿区地层的适应性,故采用高位定向钻孔瓦斯抽采技术在霍州矿区试验了3个钻孔,在试验过程中采用了复合钻进工艺以及分支孔钻进工艺解决了试验过程中频繁塌孔、卡钻和憋泵等问题,有效保障了3个试验钻孔钻进至设计孔深,完钻最大主孔孔深261 m,累计进尺1 164 m。在工作面回采期间,试验钻孔瓦斯抽采效果较好,抽采混合量稳定在10～14 m³/min,抽采纯量稳定在2～4 m³/min,平均2.85 m³/min,且与普通高位钻孔相比,瓦斯抽采效果更稳定,抽采纯量提升了30%,表明高位定向钻孔瓦斯抽采技术能满足工作面的回采需要。     

大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高度45～50 m,钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比,大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当,是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍;工程量大幅度降低,大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采,又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。     

高位定向钻孔分层布置与瓦斯抽采效果分析

为了提高顶板高位定向钻孔在采空区及上隅角瓦斯治理的效果,提出了高位定向钻孔分层布孔方案,在曙光煤矿开展现场试验,对不同层位高位定向钻孔瓦斯抽采数据和高位定向钻孔整个瓦斯抽采周期内瓦斯抽采效果分析研究,结果表明高位定向钻孔在整个抽采周期内瓦斯抽采效果总体呈波动状态,中间孔段由于处于顶板裂隙带内,瓦斯抽采效果较稳定,两端孔段由于处于钻孔造斜孔段未进入顶板裂隙带内及受前后钻场钻孔搭接影响,瓦斯抽采效果波动较大。为提高高位定向钻孔瓦斯抽采效果,可采用大角度开孔或大角度螺杆马达造斜以降低造斜孔段长度,并增加相邻两钻场钻孔搭接长度,从而降低两端孔段比例,提高中间孔段比例。     

高位定向钻孔在王庄煤矿瓦斯抽采中的应用

为了有效解决工作面回采过程中采空区和上隅角瓦斯,保证工作面回采安全。以王庄煤矿7111工作面为例,根据已有地质资料和瓦斯储量计算结果,对工作面高位定向钻孔瓦斯治理进行理论分析和参数设计。通过工作面实际抽采瓦斯测定分析,高位定向钻孔可以对回采期间的瓦斯进行有效治理,有效缓解了王庄煤矿抽、掘以及采衔接紧张问题,保证了安全生产。     

大直径定向钻孔瓦斯治理技术研究

随着矿井的开拓延伸,矿井瓦斯、水、地压及火等灾害进一步恶化,严重影响着矿井的安全高效生产。结合实际地质情况,分析了工作面顶板大直径定向钻孔施工的可行性,计算了定向钻孔的施工层位,并通过现场考察,分析了施工效果、抽采效果、成本等因素。综合研究分析认为,采用大直径定向钻孔抽采瓦斯可以缩短工作面瓦斯治理工期,缓解了工作面接替紧张的局面,减少了瓦斯治理巷道工程量,节约了瓦斯治理工程费用的投入。     

顶板高位大直径定向钻孔在顾桥矿南区的应用

为进一步验证顶板高位大直径定向钻孔对复杂地层的适应性及其抽采效果,在淮南矿业集团顾桥矿南区进行了工业性应用试验。针对顾桥矿南区1212（3）工作面顶板局部岩层破碎、负角度延伸、断层发育等复杂情况,采取大角度穿层、扩孔及使用无线随钻测量等工艺技术,顺利完成全部7个孔深500 m以上、孔径153 mm的大直径顶板定向钻孔。试验结果表明,通过采取针对性的工艺方法,顶板高位大直径定向钻孔能在各种复杂地层中顺利钻进,可以进行工业化推广。     

大直径钻孔在瓦斯抽采中的应用

杉木树矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,瓦斯抽采对矿井安全生产具有重大意义,而瓦斯抽采的关键影响因素在于煤层的透气性和抽采钻孔。由于以前施工的钻孔终孔孔径小（<75 mm）,有效抽采段长度短,抽采效果差,不利于瓦斯的抽采;采用直径大于120 mm的钻孔后,钻孔孔径增大,钻孔更深,有效抽采长度更长,孔内暴露面积更大,孔内裂隙较φ75 mm钻孔更发育,提高了煤层的透气性,抽采效果好。大直径钻孔在杉木树矿的成功应用,提高了抽采率,为杉木树矿创造了安全生产的条件。     

井下大功率定向钻进装备在复杂地层中的应用

为了提高大直径定向钻孔在复杂地层中的施工效率,通过对大阳煤矿3404回采工作面顶板大直径定向钻孔施工的分析,结合垮落带、裂隙带经验公式,给出了确定布孔层位的方法,提出了分层分支孔法设计钻孔的方法。试验结果表明,分层分支孔减少了下向孔段的长度,排渣效果好,钻孔施工效率提高了10%。     

煤矿井下复杂岩层跟管定向钻进技术研究

为了解决煤矿井下复杂岩层破碎定向钻进出现孔壁坍塌而成孔难题,创新发明出复杂岩层跟管定向钻进技术护住复杂破碎孔段.该技术先采用中心定向钻具外跟套管穿过复杂地层,然后提出中心定向钻具利用外部套管护住复杂岩层孔段,最后在外部套管内下入下一级定向钻具施工.本文通过开展跟管定向钻具设计、跟管定向钻进工艺研究,并将该技术应用于淮北某矿高位定向钻孔试验.试验中该技术成功护住了由2层煤线、1层泥岩组成的103.5 m复杂岩层孔段,最终定向钻进成孔孔深530 m.试验表明,本技术可有效护住复杂地层孔段,提高复杂岩层定向钻孔深度和保护抽采通道.     

定向钻进技术在煤矿保护层开采卸压瓦斯抽采中的应用

针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比.研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日...     

大直径超前定向钻孔在综掘面粉尘防治中的应用

为解决岩巷综掘工作面破岩期间的粉尘治理,朱仙庄矿通过分析研究矿井地质岩性和在用防尘设备现状后,提出采用大直径超前定向钻孔实施导排尘治理技术,从粉尘产生源头与粉尘运移过程两方面加以降尘,有效降低了综掘工作面破岩粉尘的危害。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要,针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题,开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究,开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术,研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明,硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h,最高达到13.6 m/h,较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%;硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm,机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上,最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率,缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期,为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

马兰矿18502工作面以孔代巷瓦斯抽采技术研究

本文针对马兰矿18502工作面瓦斯抽采过程中利用辅运巷、高抽巷等抽采瓦斯、钻孔原设计长度较长且穿经陷落柱等问题,依据工作面当前条件对原瓦斯抽采措施进行了改进,提出了利用大直径顶板走向孔、大直径采空区抽采钻孔以及下邻近层钻孔代替现有瓦斯抽采巷道的“以孔代巷”技术思路。实测结果表明,瓦斯抽采总量为21.25m³/min,工作面瓦斯抽采率为70.25%,工作面瓦斯浓度降低至0.13%～0.22%,上隅角瓦斯浓度降低至0.17%～0.38%,回风流内的瓦斯浓度降低至0.21%～0.31%,瓦斯浓度显著降低,从根本上解决了瓦斯超限问题。