煤层瓦斯抽采顺层钻孔偏斜规律及原因分析

顺层钻孔抽采煤层瓦斯是矿井常用消突措施之一,但钻孔偏斜造成的消突空白带又给安全生产带来新的隐患。为了查明钻孔偏斜规律及原因,采用赤平投影及MATLAB滤波处理,再结合统计分析的方法,分别建立倾角-进尺、方位角-进尺2种数学模型。研究表明,顺层钻孔轨迹的倾角随钻进深度的增加总体是一个长周期或若干短周期。进尺小于50 m时,钻孔轨迹沿煤层向下偏斜,进尺大于50 m后,钻孔轨迹先向下偏斜,后向上发生偏斜;钻孔轨迹的方位角的变换呈左右摇摆的周期性变化,第1周期起始偏移的方向(向左或向右)总是向着地层的真倾向方向靠近,随进尺深度的增加周期变短。根据分析,造成钻孔偏斜主要原因为岩层产状、施工工艺和孔壁间隙等。     

顺层瓦斯抽采长钻孔内负压分布规律研究

通过对瓦斯在钻孔内流动产生的压损进行分类并计算,建立了钻孔周围煤体瓦斯流动模型和钻孔内瓦斯流动模型,分析了顺层长钻孔孔内负压分布规律并在现场实践中验证,得到了钻孔内负压分布公式,并扩展得到了羽状长钻孔主孔和支孔内负压分布公式。     

大孔径斜交顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术研究

针对我国低透气性高瓦斯煤层开采难的特点,提出了高瓦斯工作面大孔径斜交顺层钻孔预抽煤层瓦斯技术,分析了单孔抽采纯量、抽采浓度以及抽采参数与工作面间距的关系,大孔径斜交顺层钻孔的抽采参数。研究表明,单孔浓度和纯量与距工作面距离的变化规律一致．基本满足由原始状态下纯量和浓度先逐渐减小,在受回采影响下又逐渐增大后再减小的规律;单孔受工作面回采影响较明显,但维持时间较短。     

顺层抽放钻孔垂向偏移规律研究

通过分析发现顺层抽放钻孔在垂直方向的偏斜受多种因素的影响,虽然钻杆自身弯曲变形导致钻孔向下偏移,但钻头前方煤体力学模型以及钻孔内残留钻屑将导致钻孔轨迹向上偏移,综合表现为钻孔在垂直方向上偏移,在煤矿井下的现场实验和考察也验证了这一分析结果。     

松软突出煤层顺层抽放钻孔施工及封孔技术研究

针对松软突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯中存在的钻孔施工困难和瓦斯抽放浓度偏低等关键问题,介绍了渝阳煤矿在提高钻孔深度、成孔率和封孔质量方面所采用的新装备、新工艺和新方法。通过选择合适的钻机具、钻孔施工技术、工艺和改进钻孔布置方式等,提高了顺层孔的施工深度、成孔率、孔径和钻进效率,不仅解决了突出煤层采煤工作面顺层预抽中存在"空白区"的难题,还提高了单孔抽放量;通过改进顺层抽放孔封孔工艺,提高了封孔质量和瓦斯抽放浓度。通过解决钻孔施工和封孔质量问题,有力保证了工作面预抽防突效果。     

城郊煤矿底板改造钻孔偏斜规律研究

目前煤矿钻孔中容易被忽视的钻孔偏斜问题日显突出,影响钻孔施工的安全和效果.城郊煤矿存在着复杂的地质特征,断层构造带、含水组以及隔水组等发育.为查明钻孔终孔位置,降低钻孔偏斜,通过分析矿用回转钻机测斜仪工作原理,对城郊煤矿钻孔实施过程中的测斜数据进行采集,并对钻孔测斜的环境影响因素和系统误差影响因素进行了分析.对钻孔左右...     

顺层瓦斯抽采钻孔施工偏差研究

为了掌握顺层瓦斯抽采钻孔施工偏差规律,对钻孔成孔轨迹与设计轨迹之间的偏差进行了理论分析,提出"开孔偏差"和"孔形偏差"构成了"钻孔偏差"。基于YCSZ(A)型回转钻进随钻轨迹测量系统,对煤矿现场顺层钻孔轨迹进行了测定和分析。结果表明:"开孔偏差"和"孔形偏差"的大小在水平方向和竖直方向均随着钻孔深度的增加而增大,且偏离方向具有随机性;"开孔偏差"、"孔形偏差"和"钻孔偏差",在水平方向均大于竖直方向;水平方向钻孔偏差构成以"开孔偏差"为主,竖直方向钻孔偏差构成对比不明显。根据试验分析结果,提出了钻孔施工偏差的控制对策。     

平沟煤矿1605工作面顺层钻孔喷孔原因及对策

针对平沟煤矿1605工作面施工顺层区域预抽钻孔过程中时有喷孔发生,给钻孔施工带来安全隐患的情况,通过对该工作面未被保护区域进行理论分析、上覆工作面采场应力场的应力分布规律、煤层赋存变化和钻孔施工工艺等因素的分析,找出了钻孔喷孔的原因,并在此基础上提出了防治钻孔喷孔的对策,保证了该工作面顺层钻孔的安全顺利施工。     

顺层长钻孔预抽煤层瓦斯的钻孔布置与施工工艺

针对朱仙庄煤矿具有突出危险性的8煤层，采用顺层长钻孔预抽工作面煤层瓦斯，并对钻孔的布置方式、钻孔间距、封孔方法、封孔长度、封孔管管径、钻孔施工工艺和抽放效果等进行了研究，取得了良好的抽放效果，实现了安全生产，并创造了较大的经济效益。     

穿层钻孔与顺层钻孔抽采半径的差异性分析

为了合理设计抽采钻孔,通过现场测试结合数值计算得出穿层抽采钻孔和顺层抽采钻孔的影响半径,并分析了其差异性的原因。研究结果表明:抽采钻孔的影响半径与抽采时间之间均符合指数关系,但顺层抽采钻孔影响半径远大于穿层钻孔影响半径。这对抽采钻孔的设计具有重要的指导意义。     

陕县申家窑矿区斜孔钻进及主要防斜措施

河南省陕县申家窑-葫芦峪金矿区为国家森林保护区,在该区域内钻探施工,必须避开复杂地带及绿化区,进行绿色勘探、减少森林环境破坏,为此设计钻孔多为斜孔,但由于矿区地层遇层角大且含有大量软弱夹层,钻孔弯曲度不易控制,致使前期施工钻孔弯曲度超差而报废。本文以ZKS004钻孔为例,详细介绍了该矿区钻孔施工工艺、钻孔弯曲度的控制与预防及纠斜措施。     

三软煤层顺层瓦斯预抽钻孔变形规律研究及其控制

为防止三软煤层顺层预抽钻孔塌孔,提高瓦斯预抽效果,需合理确定抽采钻孔封孔方法,全程下筛管施工工艺防止塌孔。通过分析可知:二₁煤层强度低,且埋深大,埋深产生的地应力远远大于煤体强度是导致钻孔塌孔的主要原因。通过数值模拟可知:顺层钻孔呈现径向变形的特征,钻孔直径明显减小。13051工作面本煤层钻孔成孔后,采用“封孔管+封孔筛管+注浆管+专用封孔器”进行封孔,塌孔减少,抽采达标时间缩短了约35 d,残余瓦斯含量为4.69 m³/t,13051工作面瓦斯抽采达标。     

我国煤矿井下复杂地质条件下钻探技术与装备进展

为解决常规钻机在碎软煤层顺层钻孔中存在的钻孔深度浅、易卡钻、施工扇形孔姿态调整困难等难题,研制了碎软煤层顺层自动钻机。介绍了该钻机的总体结构、参数和液压系统;分析了高转速钻进工况下,影响接卸扣可靠性的关键因素,研究了动力头马达排量自适应调节技术;研究了矩阵式大容量钻杆箱及基于路径规划的双机械手协同送杆技术;分析了影响卡钻的主要因素,形成了自适应防卡钻技术;针对顺层钻孔中扇形布孔的特点,研制了悬置式旋转提升机构。通过现场试验得出：该钻机结构合理、运行可靠,与相关钻具配合,在碎软煤层实施自动化钻孔时,钻孔深度可提升1倍以上。研究成果可为相关煤矿用自动钻机的设计及碎软煤层钻孔施工提供参考。

     

随钻测斜及纠斜技术在地浸采铀钻孔中的应用前景

在地浸工艺钻孔施工过程中,因各种原因钻孔中心线偏离设计轴线,形成孔斜,从而造成机械钻速低,施工周期长、钻井成本高,甚至达不到生产设计要求,影响后期浸出效率。采用随钻测斜及纠斜技术可监控钻进过程中钻头的位置和见矿点位置。可以预见,随着地浸工艺钻孔深度的不断增大,随钻测斜及纠斜技术将成为地浸钻孔施工的最重要的技术之一。     

采煤工作面顺层钻孔分段水力压裂增渗试验

低透气性突出煤层顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯具有工程量大,抽采效率低等特点,为此,采用顺煤层分段水力压裂实现煤储层增透。寺家庄矿15#煤层属于低透气性突出煤层,在15301工作面开展了顺煤层分段水力压裂强化抽采试验,利用自主研发的拖动式双封隔器分段封孔装备及工艺,满足压裂孔稳定、快速封隔,可实现全孔段分三段及以上逐级开展压裂。对比压裂区和非压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果,压裂区平均浓度为35.1%,非压裂区为6.0%,压裂区浓度是非压裂区的5.9倍;压裂区百孔纯量为3.6 m3/min,非压裂区为0.3 m3/min,压裂区百孔纯量是非压裂区的11.2倍。     

各向异性岩石钻进用钻头和孔底装置的分析研究与探讨

钻探工程中会遇到各种岩石.按物理力学性质来说,岩石可分为均质(各向同性)和非均质(各向异性)的.多数情况下,在深孔钻进时,受地质条件的影响,岩石多是各向异性的.各向异性岩石的特点之一是,不同受力方向上的强度不同,因此钻孔容易弯曲,直接影响钻探效率和质量.俄罗斯科研人员对各向异性岩石中钻进时使用的钻头(如设计出了扇形块可移动钻头、定位导向钻头、椭圆形导向钻头、球状胎体铰接式钻头、水口宽度不同的钻头等)和孔底装置(如KCM孔底装置)进行了大量研究,取得了较好的效果,减少了钻孔弯曲,提高了钻进效率,值得我们参考.     

方钻铤防斜打快技术在陕北地区应用的可行性分析

根据张店油田采用方钻铤防斜打快技术取得了良好效果,将陕北油田的地质特征与张店油田进行对比后,通过实验分析得出:方钻铤防斜打快技术在陕北油田应用是可行的。     

地浸施工中钻孔弯曲的危害及预防措施

地浸开采的成败很大程度上取决于钻孔工程质量。影响钻孔工程质量的因素很多,对其中的钻孔弯曲问题作了全面分析并提出了解决办法。     

偏斜钻探孔的“导向”作用

通过对偏斜钻孔的多年认知和探究,掌握钻孔偏斜规律,利用偏斜钻孔显著的"导向"作用,找到偏斜较大的下料钻孔,为钻探施工提供技术参考。     

抽采负压沿顺层钻孔分布规律及应用研究

为了掌握顺层长钻孔内负压分布规律,更好地指导顺层钻孔关键参数的确定及抽采技术应用,建立了钻孔周围煤体内瓦斯流动模型,并对钻孔内瓦斯流动模型进行耦合,得到顺层钻孔内负压分布计算公式。理论分析了传统抽采、加长抽采管抽采和下放筛管抽采3种工艺钻孔内负压分布状态及抽采效果,并在重庆能投渝阳煤矿N3702工作面进行现场试验验证,结果表明：采用理论计算公式对实测数据进行拟合,拟合度接近1,百米钻孔压损计算值与实测值偏差仅为3.97%,计算模型能满足工程实践的精度要求;3种抽采工艺效果对比显示,传统抽采工艺压损大、易漏气,在成孔条件较好的硬煤层中宜采用加长抽采管工艺,而在成孔条件不好的软煤层中宜采用下放筛管工艺。