煤矿井下顺煤层长钻孔施工工艺技术及设备选型探讨

顺煤层深孔钻进施工一直是煤矿井下瓦斯抽放钻孔的难题,本文从顺煤层长钻孔施工实践出发,探讨了一种煤矿井下顺煤层长钻孔的施工工艺技术及设备选型,该施工工艺技术及配套设备不仅使顺煤层长钻孔施工变为现实,而且大幅度提高了顺煤层长钻孔施工的效率,降低了工人的劳动强度,在实践中取得了良好的应用效果。     

松软煤层底板定向长钻瓦斯抽采技术实践

为解决松软煤层瓦斯抽采钻孔施工难、成孔差的问题,提出了松软煤层底板定向长钻瓦斯抽采技术:在被保护煤层底板选择合适层位,采用定向钻进技术施工长距离钻孔作为主孔,再从主孔施工若干探煤层的分支钻孔抽采卸压煤层瓦斯。现场试验2个主孔进尺都达到了603m,累计抽采瓦斯纯量183 204.98 m3,工程实践表明该技术不仅回避了松软煤层本煤层钻孔难于施工的问题,而且分支钻孔很好的实现了区域煤层瓦斯抽采。     

煤矿井下近水平定向钻技术研究与应用

为了提高煤矿井下瓦斯抽采孔的钻孔深度和瓦斯抽采效果,采用煤矿井下近水平定向钻技术在煤层施工近水平长钻孔、多分支孔。系统介绍了该定向钻技术及不同煤层条件下成孔方法,然后根据定向钻孔在煤层施工特点,分析在煤层施工近水平定向钻孔所面临地质条件复杂、钻孔轨迹难控制、钻孔事故复杂等技术难点,总结现场施工经验,形成一套适合定向钻孔施工的常用钻具组合、施工流程、钻孔轨迹控制等工艺方法。该定向钻技术在杜儿坪煤矿、双柳煤矿的成功应用说明其满足最大孔深大于500 m和煤层钻遇率大于90%的瓦斯抽采孔施工要求。     

深孔钻车在大采深突出煤层钻孔施工中的应用

埋深千米以下的突出煤层,地应力和煤层瓦斯压力大,使用普通的液压钻机施工顺层钻孔,钻孔深度难以达到设计要求。徐矿集团夹河煤矿7447运输巷埋深1 100 m左右,使用CMS1-6200/80型深孔钻车施工顺层钻孔,提高了钻孔深度,解决了大采深突出煤层顺层钻孔施工难题。     

松软高突煤层钻孔施工防垮孔、喷孔技术研究与应用

当东风煤矿M9煤层采用顺层钻孔作为区域煤与瓦斯防突措施钻孔时,在施工中出现垮孔、喷孔等现象。通过分析施工原因,调研该类煤层钻孔施工预防垮孔、喷孔设备及措施,选择使用三棱钻杆、防喷钻杆及孔口防喷装置,在保证施工现场安全的同时,有效提高了钻孔施工进度。研究为松软高突煤层钻孔施工提供了可行的思路。     

青龙煤矿底板定向钻孔施工分析

针对贵州青龙煤矿低透气性煤层,在21605底抽巷设计底板穿层定向钻孔,进行16#煤层治理瓦斯。首先,根据钻遇地层情况,确定定向钻孔在底板的开孔层位,然后通过分析在施工定向钻孔中出现的问题,对定向钻孔的最初设计进行优化,确保定向钻孔施工顺利,进入目标煤层,并在目标煤层中得到有效延伸,从而进行瓦斯抽采。通过本次施工可知,只有定向钻孔在目标煤层中有效延伸,才可减少抽采盲区,以达到瓦斯治理的效果,为煤矿安全掘进提供保障。     

松软突出煤层工作面瓦斯治理实践

针对临涣煤矿松软突出煤层工作面顺层钻孔施工遇到的问题,在改进钻进装备、钻进工艺后,钻孔进尺效果仍不理想的情况下,根据工作面煤层赋存状况,重点从瓦斯治理工程方面进行方案调整,创新性采用高位钻场内施工顶板穿层钻孔预抽、工作面面内大功率钻机施工超前卸压排放钻孔等一系列消突措施,多措并举,避开了松软突出煤层顺层钻孔施工遇到的瓶颈,消除了煤层突出危险性,保证了工作面的安全回采,取得了良好的治理效果。     

中风压钻进技术在本煤层瓦斯抽排钻孔施工中的应用

针对松软突出煤层本煤层瓦斯抽排钻孔风压钻进的风压低、钻进深度小问题,基于风压钻进基本原理,提出中风压钻进技术工艺流程,集成配套中风压钻进系统和钻具等配套设备,并进行工业性试验。结果表明,与普通钻进技术相比,松软突出煤层本煤层瓦斯抽排钻孔的中风压钻进技术能有效减少钻孔施工时间,提高钻孔成孔率和钻孔深度;并指出了该技术在实际应用中存在的问题及解决方法。中风压钻进技术为松软突出煤层本煤层瓦斯抽排钻孔施工和瓦斯治理提供了一种新的途径。     

高瓦斯松软煤层顺层钻孔施工工艺优化研究

高瓦斯煤层中掘进巷道需通过布置超前预抽钻孔保护工作面安全掘进。预抽钻孔在松软煤层中施工,易出现塌孔、喷孔、顶钻等异常现象,通过调整钻孔施工设备、使用新型钻具的方案,可有效保证预抽钻孔按设计要求施工,消除巷道前方瓦斯隐患。     

煤层群穿层预抽分源计量技术

煤层钻孔抽采需要计量评价,近离距煤层群开采时,在无法分煤层施工穿层钻孔抽采时,利用最下伏煤层底板巷道,一次性施工多组煤层的穿层孔对煤层群进行预抽,并分层计量考察及评价,实现技术经济一体化,保证矿井安全生产。     

突出煤层深钻孔施工技术

通过对突出煤层打钻的主要难点分析,从钻孔施工前的稳钻、施工过程的排渣、给进压力和钻进速度以及施工效果等方面详细介绍了突出煤层深钻孔施工技术.     

定向长钻孔瓦斯抽采技术在低透气煤层中应用

针对采用本煤层顺层抽采钻孔进行煤层瓦斯抽采时,钻孔施工量大、施工周期长、瓦斯抽采效率低等技术难题,司马矿在1208工作面应用定向长钻孔技术抽采瓦斯,现场结果表明,相比本煤层顺层钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术可减少钻孔长度4 500 m,钻孔成孔率提高1.5倍,瓦斯抽采率提高1.7倍,取得了显著应用成效。     

突出煤层顺层抽放钻孔施工深度的影响因素与对策

针对我国突出煤层中顺层抽放钻孔的施工现状,分析了突出煤层中顺层抽放钻孔施工深度的影响因素,把影响施工深度的因素分成了钻孔设计、瓦斯和排渣3个方面,并结合试验数据逐一进行了分析,有针对性地提出了提高顺层钻孔施工深度的对策。     

突出煤层顺层长钻孔成孔工艺的研究

突出煤层顺层长钻孔的施工由于受到施工技术的限制达不到预定的深度,影响了瓦斯抽放效果。为此对顺层长钻孔施工工艺进行了试验,结果表明采用合适的顺层钻孔配套钻具和风力排渣方式施工,可有效地提高突出煤层顺层长钻孔成孔深度和成孔效果。     

低螺旋钻杆在局部松软煤层顺层瓦斯钻孔施工中的应用

针对松软煤层钻孔施工成孔率低、钻孔施工深度浅等技术问题,以寺河二号井为例,分析光圆钻杆和低螺旋钻杆在井下施工中的优缺点。通过对松软煤层中两种钻杆的钻进特性分析,同时进行两种钻杆排渣原理研究并进行现场实践分析,得出使用低螺旋钻杆钻进的优点,为后续松软煤层钻孔施工提供参考。     

定向长钻孔施工技术在急倾斜煤层中的应用

针对哈沙图煤矿特殊地质急倾斜煤层矿井瓦斯含量大,本煤层瓦斯抽采钻孔在煤层走向和倾向上波状起伏大,普通钻机施工效果较差的情况,采用定向钻机施工本煤层定向长钻孔以解决区域瓦斯抽采的问题。结果表明：采取上述措施后,施工钻孔深度达702 m,遇地质异常采用的开分支方法最短时间为40 min,抽采瓦斯体积分数达80%以上,保证了施工顺利进行。     

高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯抽采钻孔施工工艺

在高瓦斯低透气性松软煤层中施工钻孔极易出现喷孔、塌孔、顶钻、夹钻等现象,导致钻孔成孔率低、成孔深度浅。通过对钻孔施工工艺、防喷装置等方面的研究改进,摸索出一套行之有效的抽采钻孔施工办法,有效解决了漳村煤矿高瓦斯低透气性松软煤层抽采钻孔的施工难题。     

2311m顺煤层超长定向钻孔高效钻进技术

针对保德煤矿超长工作面瓦斯区域治理需要,提出采用国产大功率定向钻进技术与装备进行顺煤层超长定向钻孔施工。根据工作面布置情况及钻遇煤层地质特征,优化钻孔设计、优选钻进装备,利用复合定向钻进技术减小孔内摩阻,实现深孔钻进钻压的传递;利用煤层钻孔递进式延伸技术和钻孔轨迹控制技术提高煤层钻遇率,实现深孔精准钻进。结合保德煤矿生产需要施工完成了主孔深度2 311 m、孔径Φ120 mm的顺煤层超长定向钻孔。钻进结果表明:钻进装备稳定可靠,钻进工艺技术先进,钻孔日平均进尺达到200 m以上,孔深2 000 m以上单班进尺达到90 m。研究可为顺煤层超长定向钻孔施工和超长工作面区域瓦斯治理提供重要借鉴。     

随钻掏穴增透技术在瓦斯抽采穿层钻孔中的应用

针对穿层钻孔煤层段扩孔掏穴施工时需要二次下钻、施工工序复杂、施工周期长等问题,研制了一种随钻扩孔掏穴PDC钻头,并在九里山矿进行了现场试验,钻头累计施工钻孔2个,累计孔深48 m,煤层段掏穴扩孔施工17.4 m,累计出煤量约20 t。试验结果表明:在穿层钻孔施工时,随钻扩孔掏穴PDC钻头可实现穿层钻孔与煤层段扩孔掏穴的一次性施工,简化了施工工序,缩短了施工周期,使用效果良好。     

双动力排粉钻进技术在卸压钻孔施工中的应用

基于冲击地压煤层施工大直径钻孔的卸压原理和成孔难点,提出冲击地压煤层大直径卸压钻孔成孔的关键在于高效排渣和快速成孔。借鉴松软突出煤层本煤层钻孔成孔经验,提出水介质宽翼片螺旋钻进双动力排粉方法,并在河南常村矿、陕西正通高家堡矿进行了现场应用试验。通过对比发现,该方法较普遍采用的大螺旋钻进方法施工效率提高近50%,孔深增加一倍以上,更适合在冲击地压煤层中施工直径大于150mm的卸压钻孔。