井下定向钻进技术在探测断层中的应用研究

为了超前远距离准确探测断层等地质构造,减小大断层对工作面布置的影响,需提前进行地质勘探。煤矿井下千米定向钻进技术是一种成熟的钻探技术,该技术具有钻孔轨迹参数可精确测量和计算、钻孔轨迹可人为控制以及开分支孔等特点。在哈拉沟煤矿22412工作面布置前,采用千米定向钻进技术超前工作面进行了地质勘探,共完成2个定向孔和6个分支孔,总进尺1 098 m,最大钻进深度486 m。对钻进轨迹及钻探结果进行详细分析后,最后用巷探的方式验证了定向钻进的成果。对工作面布置起到了很好的指导作用,有效地解决了22412工作面布置问题。     

马泰壕煤矿千米定向钻进技术超前探查DF25断层工程应用研究

为解决煤层施工钻遇断层过程中塌孔、憋泵、卡钻等问题,以马泰壕煤矿313盘区3303工作面为研究背景,提出千米定向钻进技术,运用复合钻进工艺及分支孔钻进工艺,在313盘区3303回风顺槽900 m钻场施工3个钻孔,有效保证钻孔钻进至设计孔深,探明马泰壕煤矿313盘区DF₂₅断层实际摆动特征及位置分布。研究表明：应用千米定向钻进技术,判断出断层位置相比三维地震勘探资料图平距推后5 m,断层落差13 m、倾角25°。该技术相较于常规超前探查,进尺提高60 m/d,具有施工精度高、探查距离长、施工效率高等优势,为矿盘区工作面布置、最大限度回采煤炭资源、巷道掘进过程中的安全提供重要保障,为类似条件工作面施工钻遇断层等地质异常体提供可借鉴技术方法。     

定向钻孔探煤技术研究

巷道掘进在煤炭开采过程中具有重要地位,掘进工作面前方常常会出现地质构造不明确的问题,井下定向钻孔可以实现超前勘探等工作。针对禾草沟煤矿掘进过程中揭露冲刷带问题,采用定向钻孔方法在50214工作面回风巷试探。结果显示:定向钻孔超前钻探不仅实现了精准探煤,还对探测大断层等特殊地质构造的走向、落差进行精确定位,达到了预期效果,对类似井巷掘进精准定位具有借鉴意义。     

六合煤业2503综采工作面中地质构造的探测与分析

煤矿井下复杂多变的地质构造对综采工作面的推进产生重要影响。为保证工作面顺利通过地质构造变化断层带,杜绝漏顶冒顶事故,实现矿井的安全高效开采,以六合煤业为例,通过采用无线电波坑透技术对该矿区2503综采工作面进行超前探测,查明落差大于1/2煤厚的断层和长轴大于20 m的陷落柱的分布情况,为工作面的采掘和支护工作提供科学依据。     

掘进巷道前方陷落柱的综合探查

紫晟煤业矿井地质构造复杂,断层、陷落柱极为发育.为合理布置采掘工作面,避免无效掘进进尺,需对断层及陷落柱进行超前预判分析.本文以2-109工作面陷落柱的探查分析为例,运用钻孔探测、坑透验证的方法,论述了陷落柱的探测分析过程,对同类型矿井探查陷落柱发育范围具有一定的借鉴意义.     

掘进巷道前方陷落柱的综合探查

紫晟煤业矿井地质构造复杂,断层、陷落柱极为发育.为合理布置采掘工作面,避免无效掘进进尺,需对断层及陷落柱进行超前预判分析.本文以2-109工作面陷落柱的探查分析为例,运用钻孔探测、坑透验证的方法,论述了陷落柱的探测分析过程,对同类型矿井探查陷落柱发育范围具有一定的借鉴意义.     

长距离定向钻进精准探测断层技术研究

针对物探方法探测断层的精度低,常规地面、井下钻孔探测无效进尺多、轨迹不可控等探测断层的诸多不足,提出采用定向长钻孔探测的方法,对侧钻开分支技术、轨迹控制技术、三点一线识别法识别标志层的顶底板及断层位置进行了研究。对崖坪煤矿22110工作面北侧F_(d13)断层进行探测应用,探明了F_(d13)断层为走向N89°E,倾角61°,落差为12 m,不导水,经巷探验证本次探测断层位置与实际揭露位置仅相差0.8 m,达到了超前精确探测断层目的,为工作面安全高效生产提供了可靠的地质依据。     

煤矿地质构造综合探查技术应用与钻探分析

地质构造是煤矿开采的重要安全隐患之一,常见地质构造主要为断层、陷落柱、褶曲等。地质构造严重影响煤矿的安全生产,是致使采掘失衡,诱发煤与瓦斯突出、顶板等事故的重要因素,地质构造精准探查与预测对煤矿安全生产具有重要意义。针对白羊岭煤矿15118工作面探查断层构造过程中存在的问题,从综合探查技术、布孔方式、分析方法等方面论述了地质构造精准探查与分析关键技术经验,对煤矿地质构造精准探查及防治具有一定警示、指导和借鉴价值。     

镇城底煤矿断层发育规律研究与应用

镇城底煤矿地质构造复杂,属带压开采矿井,通过勘探、生产揭露情况分析大中型断层(落差大于10 m)发育规律,在工作面设计时提前采取措施,优化工作面布置,提高资源回采率。通过对已采上、下组煤工作面揭露断层情况进行分析,总结下组煤中、小断层(落差不大于10 m)发育规律,为下组煤工作面布置提供依据。同时做好超前探测工作,提前采取防治水措施,预防构造导水,可有效地指导矿井安全生产。     

千米定向钻机对断层构造的探测应用

通过应用千米定向钻机在井下对地质断层及导水性进行探测,查明了地质构造、煤层赋存及水文地质情况。实践结果证明利用千米定向钻机可准确探查局部地质构造发育及其导水情况,同时钻孔可实现远距离疏放水,为巷道开拓、工作面规划、区域防治水等提供地质依据。     

云盖山煤矿底抽巷穿层钻孔抽采有效影响半径研究

当煤层群开采时,具有保护层条件的煤层,由于埋藏深度大而转变为没有突出危险或自然发火严重的煤层,致使具备保护层开采条件的突出矿井越来越少。在这种情况下,穿层钻孔条带预抽就成为防治煤与瓦斯突出最有效的区域防突措施之一。穿层钻孔抽采有效影响半径是抽采方法选择、钻孔布置参数以及评价抽采效果的重要依据。穿层钻孔抽采有效影响半径主要与煤层瓦斯含量、透气性系数、抽采钻孔直径及负压、抽采目的和时间等因素有关。施工穿层预抽钻孔对突出煤层进行消突已成为保安全、促生产过程中的重要环节,为避免钻孔设计及施工的盲目性,提高抽采钻孔的利用率及施工速度,对抽采有效影响半径的测试和确定已成为当前的首要工作。     

回采工作面大型断层产状综合探查分析

为避让小煤窑采空破坏区,腾晖煤业2-202工作面布置在了断裂构造发育区,工作面内部包含落差6~8m的顺煤层走向断层。矿井采用物探加两顺槽钻探窥视测斜的方式,准确圈定了断层落差及延伸情况,减少了煤炭资源浪费,并为后期安全回采提供了准确可靠的地质资料。     

鄂尔多斯侏罗纪煤田巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术研究

文章以母杜柴登煤矿302盘区侏罗纪3-1煤层开采为背景,在充分分析矿井地质及水文地质条件的基础上,结合长距离定向钻孔技术在我国煤矿瓦斯治理、矿井水防治等方面的应用情况,提出了以工作面外巷钻孔导流、邻面钻孔截流、双侧采空区截流和长距离定向钻孔追踪探放水为核心的巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术。应用结果表明：该技术经济、可行,在工作面巷道掘进期间,对巷道掘进施工影响较小|可实现采煤工作面顶板水“分区防控、煤水分离、清浊分流、区域治理”|较好地解决了富水顶板砂岩含水层的水害隐患,在顶板放水孔单孔涌水量超过200m3/h、工作面涌水量超过600m3/h的条件下,实现了厚煤层一次采全高工作面的安全生产和平均超过12000t/d的回采效率。     

叙永煤矿薄煤层开采极近距离邻近层泄压瓦斯治理技术研究

瓦斯灾害是煤矿安全生产过程中极其难以控制的重大危险源,特别针对南方矿井具有煤层薄、煤层群间距小、地质构造复杂、瓦斯赋存量大等特点,造成瓦斯治理难度大。如何在极复杂地质条件下的薄煤层开采时,有效治理极近距离煤层群泄压瓦斯,通过采用在煤层群中布置高位抽采巷及配套长钻孔抽采回采过程中邻近煤层群泄压区采空区瓦斯。研究表明,合理布置高位抽采巷布置间距、钻孔长度、终孔间距和终孔层位、抽采负压等相关参数,使工作面瓦斯抽采纯量提高了10 m3/min以上,工作面抽采率提高到60%以上,风排瓦斯量明显减少,实现了特殊赋存条件下煤层安全回采作业,达到了安全生产的目的。     

高瓦斯深井开采保护层安全快速精准揭煤技术研究与应用

针对深部煤层透气性低、瓦斯含量大、瓦斯压力大、突出危险性高,低透气性煤层石门揭煤防突使用常规预抽方法存在钻孔多、效果差和周期长,石门揭穿突出煤层的掘进速度和安全威胁严重制约矿井的采掘接替和安全生产的问题,平煤股份十二矿提出了开采保护层安全快速精准石门揭煤技术,研究开采无突出危险的极薄煤层作为保护层,实现多煤层开采的区域消突,布置揭煤巷快速揭煤,边探边掘、超前探测、边测边掘、卸压控制,快速达到安全控制距离,采用远距离爆破一次安全精准揭煤。经试验成功达到揭煤周期短安全快速揭煤的目的。此项技术的研究和应用,消除了石门揭煤过程中瓦斯突出的安全危险。不仅为平顶山矿区深部煤炭开采提供了技术支撑,而且也适用于国内外深部煤炭开采矿井。     

不规则综采工作面瓦斯综合治理方案研究

由于受多种因素的影响,煤矿综采工作面多呈现不规则形状。以口孜东矿111304工作面为例,采用高位钻孔、顶板倾向钻孔、高抽巷、煤层顺层钻孔和上隅角埋管抽放等多种相结合的方法对该工作面瓦斯进行抽放,取得了良好效果,保证了工作面的安全回采,为其他同类工作面瓦斯抽放提供了参考依据。     

深部地区复杂岩层高位定向长钻孔立体抽采瓦斯技术应用

峰峰矿区各矿井的生产地区逐步向千米埋深延伸,深部地区煤层具有瓦斯压力高、含量大、难抽采等特点,2号煤工作面回采期间的瓦斯治理难度逐步增高。此次主要研究在深部地区采用基于高位定向长钻孔的立体抽采技术,解决回采期间瓦斯超限问题。采用定向钻机在复杂岩层施工高位定向长钻孔和常规抽采钻孔相结合的方式实现立体抽采,实现安全高效生产。     

单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的基础研究

对于不具备保护层开采条件的单一低透气性高瓦斯突出煤层,近年来随着开采强度的不断增大,仅仅依靠工作面采前预抽已不能满足安全生产需要。为此,在研究煤层采动影响条件下,采煤工作面前方煤体应力重新分布的基础上,以焦作煤业公司所属矿井为试验场地,通过考察采场矿山压力分布规律以及不同应力带钻孔瓦斯流量变化规律,对回采工作面卸压带位置和宽度进行了分析和研究,结果表明,其工作面超前卸压带宽度为15～20 m,可为合理布置抽采钻孔,提高瓦斯抽采效率提供依据。     

透射槽波探测技术在同煤塔山矿的应用研究

同煤塔山矿煤层为特厚煤层，地质条件复杂，断层是制约安全高效开采的主要地质因素之一，如何查清回采工作面断层的分布情况是亟需解决的难题。基于槽波地震探测原理，采用槽波透射法，通过特厚煤层槽波探测断层的数值模拟，研究了在特厚煤层中槽波波场响应特征及探测断层断距的精度，并在工作面进行了实际应用。研究结果表明：基于实际模型的顶底板岩性与煤层物性差异明显，槽波发育较好；18 m厚煤层槽波主频为80 Hz，埃里相速度为1 000～1 100 m/s，对模型数据进行60～100 Hz的带限滤波，通过成像，槽波可以探测断距为5 m以上的断层；结合回采情况，同煤塔山矿宜采用透射槽波地震探测技术对构造进行探查，槽波解释成果可为矿井安全高效智能化开采提供可靠的地质保障。     

下位特厚煤层回采巷道合理布置分析

近距离煤层群开采中,由于下位煤层受上位煤层采动影响致使煤层开采中呈现特殊的矿山压力显现.如何安全有效地布置下位煤层巷道不仅是确保工作面安全高效开采的关键,更是提高煤矿效益的核心.针对国投塔山煤矿上位煤层开采残留煤柱下特厚煤层回采巷道合理布置难题,本文采用理论分析、实验室试验及数值模拟等综合研究方法对下位煤层巷道合理布置位置进行分析,得到以下结论:通过力学测试得到巷道顶底板煤岩体物理力学参数,为理论分析及数值模拟提供了强有力的数据支持;通过理论分析及数值模拟计算,研究了残留煤柱载荷作用下底板煤岩体中的非均匀应力分布规律;通过分析下位煤层回采巷道合理布置方案,确定下位3—5号特厚煤层巷道布置采用内错距25m的方式为最佳布置方式.