阳城煤矿回采巷道钻屑法监测冲击地压临界指标研究

冲击地压是典型的煤岩动力灾害现象、是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。钻屑法是通过在受压煤层中钻Φ42~50mm钻孔,根据钻进过程中呈现的动态特征、相关动力效应、以及排出煤粉量等指标,鉴别监测区域冲击危险危害程度的方法。基于钻孔效应原理,推导出煤体应力与钻粉量的关系,确定了冲击地压危险指标,通过在回采巷道沿煤层倾向进行钻孔试验并提取煤粉,统计分析得钻孔每米正常煤粉量,并对其进行修正,进而确定钻屑法监测开采煤层冲击地压临界指标,依据该临界指标进行冲击地压危险的日常监测。     

卡钻震击器

卡钻震击器主要是用来在复杂岩层（如石灰岩的天然龙洞）中钻进时及时防止卡钻现象。以前当孔底发生卡钻或埋钻事故时,必须停止钻进,关闭水泵,把机上钻杆上部提引水龙头等卸去,再将钻机立轴卡盘松开,拧上冲击接头,利用吊锤上下冲击钻具来消除卡钻或埋钻事故。     

钻孔钻屑量测定及其与突出危险性关系

<正> 开采煤和瓦斯突出煤层的大量实践表明,为防止突出而在煤巷或石门打超前排放钻孔时,往往出现垮孔、卡钻、响煤炮、喷煤、喷瓦斯等现象,也常常表现钻屑量增大。这就使人们想到用打钻时产生钻屑量的多少来判断煤层区域性的突出危险程度。利用钻屑量指标来判断煤矿井下动力现象(冲击地压、煤和瓦斯突出等)发生的危险     

钻屑法在监测煤层冲击地压危险性中的应用

以东滩煤矿143上16工作面为试验地点,利用钻屑法对煤层冲击地压危险性进行监测,通过理论分析和计算,确定利用钻屑法测得的该煤层冲击危险临界钻粉量为4.25 kg/m,当单位长度的钻粉量大于该值时,说明该区域有冲击危险,同时在钻孔过程中如果伴有冲击声响、卡钻等现象的发生,也可判定该区域有冲击危险。     

浅析钻屑法在燕家河煤矿掘进中的应用

在分析了燕家河煤矿8~#煤层三采区皮带大巷掘进工作面地质条件及采掘特点的基础上,采用钻屑法对掘进工作面的冲击危险区域进行了监测。通过分析钻屑法的监测原理及判断准则,对三采区皮带大巷冲击危险性进行了实时监测。监测数据异常时,采用大孔径进行泄压,并对钻屑煤粉量及钻进过程进行了分析,明确了工作面无冲击危险性,确保安全生产。     

牙轮钻头钻井参数探讨

在水井等钻井工程中,广泛采用牙轮钻头钻进硬岩。为了更好地发挥牙轮钻头高效钻进的优越性,进一步提高钻进效率,延长钻头使用寿命,降低钻井成本,有必要深入讨论牙轮钻头在钻进中的钻压、转速及冲洗液等钻进参数与钻进效率的关系。１　钻压牙轮齿对岩石的破碎作用有３种：即压碎、冲击和剪切。压碎是牙轮在钻压的作用下对岩石的静力压碎作用,其效果主要取决于钻压的大小和岩石的硬度;冲击是牙轮滚动时轮齿交替作用于岩石,而使牙轮轴心产生上下往复振动,冲击作用与牙轮的齿数、转速和钻压有关,冲击力与齿数成反比,与转速和钻压成正…     

振动回转钻进疏松地层

目前乌拉尔地质局正在对建筑和非金属材料矿床进行着大量的勘探工作。普查和勘探这些矿床时孔深通常不超过30米，只有在Ⅰ—Ⅳ级的软和疏松岩层为50米。乌拉尔地质局浅孔钻进量每年达到20—24万米。正在利用各种钻进方法：无冲洗液回转岩心钻、缓慢回转钻、冲击打入钻、冲击绳索钻、螺旋和振动钻。表1示出乌拉尔地质局在普查和勘探矿床时的钻进资料。从表1中可见主要工作量为无冲洗液回转岩心钻进以及振动和螺旋钻进。一九六五年乌拉尔地质局推广使用直径172—225毫米钻头的回转钻进。使用ЗИΦ-650М和ЗИΦ-1200МР重型钻机进行这种钻进。但是在最近几年用回转钻进方法时劳动效率没有增长，也不能经常保证质量和必要的岩心采取率。     

冲击地压的应力增量预报方法

采用覆岩空间结构运动理论预测了兖州煤业股份有限公司南屯煤矿9303孤岛放顶煤工作面的岩层运动规律,确定了冲击危险区和危险程度,并对冲击危险区域进行了卸压预处理。在此基础上,在危险区采用钻孔应力增量、钻屑量和钻屑过程中的动力现象为主要指标的冲击地压应力增量预报方法,对工作面可能发生冲击地压的位置进行了准确的预测预报。由于提前做好了预先卸压、监测检验和防护,在预测区域内发生2.6级矿震时,成功避免了矿震诱发的冲击地压灾害,实现了有震无灾的控制目标。     

介绍一种新的绳冲钻具

一、概述 MTZ77S绳冲钻具业已由煤科院组织通过鉴定,简介如下: MTZ77S绳索取芯冲击回转钻进和绳索取芯钻进两大钻具相结合的产物,利用此种钻具钻进,兼备了二者的优点,即钻进效率高,回次进尺长,能防止岩心堵塞和糊钻现象,能有效地克服硬岩“打滑”现象,提高钻头寿命,降低钻探成本。 MTZ77S绳索取芯冲击回转钻具是在石家庄煤机厂生产的MS77(SQ70)绳索取芯钻具取芯器的基础上,加阀式正作用液动冲击器内外管总成组成的。该钻具为绳索取芯冲击回转钻     

高能射流式液动锤在赵固一矿井下穿层注浆钻孔中的应用

井下定向钻进是实现煤矿瓦斯高效抽采和防治底板突水的重要途径,多采用回转钻进的方法,钻遇硬岩地层时,钻进效率低、钻孔周期长、成本高,严重影响了井下瓦斯抽放钻孔等的工程进度及成孔质量。赵固一矿井下灰岩地层钻进试验结果表明,使用SC86H型高能射流式液动锤实施冲击回转钻进,通过合理控制泵压、转速和钻压,钻进效率较常规PDC钻头回转钻进提高了3倍,节约了钻进成本。     

煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术

为提高钻屑法判定冲击危险性的精度, 基于钻屑法原理及评价指标, 对实际钻屑量数据进行拟合, 提出一种基于钻屑量界限方程的冲击危险性判定方法(以下简称“钻屑量界限方程方法”): 利用实际钻屑量自回归判定冲击危险性, 将钻屑法判定冲击危险性分区细化为冲击危险区、潜在冲击危险区和无冲击危险区。以古城煤矿3208工作面运输巷为工程背景进行了应用, 结果表明: 钻屑量界限方程方法与现场动力效应及微震监测指标判定结果相符, 可有效提高钻屑法判定冲击危险性的精度, 减少误判。

     

复杂条件下弱冲击倾向开采危险区域防治研究

针对某矿井地质条件复杂、区段煤柱应力集中可能引发冲击危险的问题,首先进行3#煤层及顶板冲击倾向性测试,试验得出,3#煤层为弱冲击倾向煤层,顶板岩层为弱冲击倾向岩层,并定性得出煤样与煤岩组合试样冲击倾向性指标具有正相关性;其次划分出冲击危险区域,针对危险区域进行钻屑法及电磁辐射法监测,证实工作面过断层及正常回采时均存在冲击危险。最后提出深孔爆破卸压、4.1 m小煤柱护巷等冲击防治措施,为安全生产提供保障。     

论工程地质钻探中的钻孔找矿技术

工程地质钻探中的钻进目的是为了取得岩芯样品从而获得岩层的各项力学、物理、化学参数,为地面的建筑设计或岩层矿物的钻探提供依据。常见的钻探方法可根据岩石的破碎方式分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探等,钻进技术一般又可分为浅钻、岩芯钻和地下钻等。     

钻杆推力法预测冲击地压的实验研究

为准确预测预报矿井冲击地压,采用钻杆推力法来判断煤矿冲击地压危险性。通过建立钻进煤层过程中钻杆的动力学模型,得出钻杆推力与煤体应力的关系,利用自主研制的钻杆推力实验测试系统,在实验室测试了不同煤体应力下推力值的变化规律。实验结果表明:随着钻进深度的增加,推力值呈现先增大然后稳定再逐渐减小的规律;在相同钻机及钻具条件下,在矿井下进行原位钻孔实验,分析实验数据发现,钻杆推力与煤体应力、钻屑量有较好的对应关系,充分证明了利用钻杆推力预测冲击危险性的可行性。研究结果为煤矿冲击地压等动力灾害的预测预报和危险区域的判定提供了一种方法,可作为预测冲击危险性的参考性指标。     

钻屑法探测巷道围岩应力及预测冲击危险新探究

 围岩应力是引起采矿工程巷道支护变形和破坏、产生冲击动力等现象的根本作用力之一;钻屑法是预测冲击地压的常用方法。本文利用插值法,把巷道掘进期间的钻屑数据连接起来,获得整条巷道的煤粉量数据;再根据煤粉量、围岩应力、冲击地压三者之间的关系,给出了整条巷道不同区段的冲击危险等级。文中以某矿23130工作面下巷掘进期间的钻屑数据为例,用插值的方法给出了整条巷道不同区段的冲击危险情况,预测的结果与随后的事实很好地相符。该方法为钻屑法探测巷道围岩应力、预测冲击危险提供了新的研究思路。     

钻屑法在监测冲击地压中的研究与应用

冲击地压是采场周围煤岩体,在其力学平衡状态被破坏时,由于弹性变形能的瞬间释放而产生一种以突然、急剧、猛烈破坏力为特征的动力现象。欢城煤矿31600采区多次发生冲击地压,经有关专家论证,决定采用钻屑法作为判定发生冲击危险的主要依据。     

震击型中空螺杆取心钻具钻进效率分析

针对深海硬岩取心钻进过程中钻进效率低、取心率低、扰动大、事故率高等问题,本文以深海硬岩为研究对象,通过有限元数值分析软件,探究深海硬岩在回转、冲击复合工况下的破碎机理。研究结果表明：旋转冲击的破岩方式可有效的提高深海硬岩钻进效率;钻进取心过程中可优选15～25 kN钻压,凸台高度可优选4～6 mm,此时钻进速度较快、获取岩心质量较高、能量利用率高;在震击部件强度允许的条件下,冲击频率越接近最优频率,钻进效率越高。     

小凿碎器及其测定的凿碎比功

在钻探和坑探工程中，冲击是对付坚硬岩石的最有效方法。金刚石钻进的推广使用使得部分坚硬岩石也能够用回转钻进的方法钻进，但效率远不及冲击或者冲击—回转钻进好，尤其是钻遇致密坚硬的“打滑”岩层时，冲击方法更显示出它的优越性。冲击凿岩是坑探的主要手段，地质岩心钻探也正在推广使用冲击—回转钻，如何表征岩石在冲击载荷下的可钻性（可凿性）已成为人们关心的问题。岩心钻探中现有的表示可钻性的方法不适合于说明冲击凿岩，从而要求人们去寻求一种能本质模拟冲击凿岩过程的方法来测定岩石的冲击可钻性（可凿性）。基于上述考虑，我们根据东北工学院岩石破碎室研制的凿测器原理，改     

不同突出情况下钻孔瓦斯涌出规律研究

为探究运用钻孔连续流量法测定不同突出危险情况时的敏感性,建立了钻孔瓦斯流动模型,通过COMSOL Multiphysics模拟软件建立数值模型,探究钻孔瓦斯涌出量和瓦斯压力关系;利用连续流量法建立煤层巷道突出预测装置,以山西汇丰与贵州威舍煤样为试验对象,根据钻进过程中的动力现象判断不同突出危险情况,从而进行不同突出危险情况下钻孔瓦斯涌出规律研究.结果表明:钻孔瓦斯流涌出量与瓦斯压力呈线性关系;初始钻孔瓦斯流量可以作为预测突出危险性的敏感性指标.发生喷孔时表现钻口小、空腔大、钻孔内残留煤粉、钻孔壁掉落的煤块易碎等特点,与井下发生突出时情况相吻合.打钻初始流量曲线波动较大,说明在打钻初始较容易发生突出,这与现场实践相吻合;瓦斯压力越小流量曲线波动幅度越小,且随着钻进的深入,流量曲线逐渐变大后将趋于平缓.初始钻孔瓦斯流量不仅可以反应突出危险情况,而且可以表明突出可能发生的地点,相较于其他突出预测指标具有明显优势.     

煤矿用自动钻进技术防卡钻系统的研究

针对目前煤矿用钻机在施工时,只能靠人工观察旋转压力表、推进压力表等情况来判断卡钻的可能性,由于人工反应时间的滞后性及事故发生的不确定性从而降低了钻进效率,甚至还会发生钻具被完全卡死而丢失钻杆和钻头的现象。通过分析石油自动钻进技术和煤矿井下钻进过程中导致卡钻的因素及其各因素的重要性,建立了煤矿用防卡钻算法模型,通过对该模型的控制和工业性试验,使钻机工作在钻进效率高、卡钻可能性小的状态。从而提高生产效率,降低卡钻事故的发生。