煤矿地面大口径瓦斯抽排钻孔施工关键技术

针对地面瓦斯抽排钻孔的钻孔口径大、深度深,施工难度大的问题,从钻孔垂直度、套管稳定性和水泥浮力板(塞)设计及下放深度等方面研究了地面瓦斯抽排钻孔施工的关键技术,提出先实施小口径导向孔钻进、再分级扩孔、从而实现大口径钻进的施工方法.计算得到的工作套管周向失稳临界压力为4.82 MPa,临界空管长度为160 m;采用上述方法已经成功施工23口大口径瓦斯抽排钻孔.     

大口径瓦斯抽排孔施工难题破解

【本刊讯】不久前,安徽省煤田地质局自主创新、研发的"大口径瓦斯井自平衡浮力下管法",在顾桥煤矿5号瓦斯孔施工中获得成功,破解了大口径瓦斯抽排孔施工的难题。据悉,目前煤炭行业地面瓦斯抽排孔施工通常情况下采用悬吊下管法。但是随着矿井开采深度的加大和产能的提高,施工的大口径瓦斯抽排钻孔越来越深,口径越来越大,套管越来越重,使得井管受力变得     

中国南方煤矿水害勘查与治理

中国南方地区的煤矿数量占煤矿总数的60%以上,该地区地形起伏大,地貌类型复杂,使勘查十分困难。南方地区煤矿受水害影响较大,主要受灰岩岩溶水和老空区水的威胁。根据各种物探方法在中国南方煤矿水文地质勘探中的应用效果,研究能够适合地区岩溶特点的地面物探和煤矿井下物探方法以及适合中国南方煤矿特点的防治措施,对矿井水害进行科学治理。     

老空区水害防治技术实践

老采空区水是影响矿井安全生产的五大灾害之一。对于老空区水害的防治,必须严格执行"预测预报、探放水、效果检验、安全防护"四位一体的老空区水害综合防治措施,在按规定采取有针对性的治理措施并确认水害隐患已经消除后,再进行采掘作业。为了有效防治老空区水害,针对某矿井开采时间长、多为近距离煤层开采、老空积水区点多、量大的特点,分析了水害存在的原因,提出了防治老空区水害的技术措施。     

煤矿老空水的危害及防治措施

煤矿老空水已成为当前矿井灾害防治的一项十分艰巨的任务。分析了煤矿老空水灾害频发的原因,通过采用地面、井下联合探测、物探与钻探、物探与电法勘探相结合的方法,治理矿井老空水的灾害。     

百贯沟矿老空区水灾综合防治技术

利用钻孔对百贯沟矿进行水文探测,确定了老空区积水范围及积水量;针对百贯沟矿井积水治理的特殊性,提出了控制性抽排老空区积水的防治措施。实践证明,通过合理布置探放水钻孔,能够排出老空区积水,可对下分层煤层的安全开采形成有效地保护。     

瞬变电磁法在采空区勘探中的应用

玉泉煤业属于资源兼并重组整合高水害高瓦斯矿井,整合前井田内9号煤层已几乎全部开采（8号煤层踏空）,15号煤层已进行了大范围开采,分布多处大小不等的采空区,9号、15号煤层采空区内聚集了大量老空水,对矿井安全生产存在严重威胁。首采区位于原大花沟老窑采空区内,其采空区边界及积水范围不清,影响着首采面的布置及巷道安全施工。为查明首采区内的老空区边界及积水范围,在地面采用瞬变电磁法进行了勘探,基本查明了老空区边界及积水范围,并通过了井下巷道及钻场验证,对矿井老空区积水的防治提供依据和指导。     

整合矿井复采条件下老空水防治技术体系研究

针对老空水害防治技术难题，以同一厚煤层上分层受小窑破坏严重的某整合矿井为例，开发了巷道掘进超前探测保障系统，实现了无盲区探查；提出了多次物探结合2类钻孔疏放水技术，将物探异常区作为靶区，将涌水量最大的常规钻孔作为靶点，在采区低位利用远距离定向钻孔沿煤层底板以下稳定岩层钻进至老空区截引老空动态补给水，取得了非常显著的效果，巷道掘进效率提高了4倍。采用多种物探结合常规钻孔全覆盖探查技术，治理了工作面内部“孤岛”型老空水，探明了富水异常区和地质异常区，保证了工作面安全通过老空区。利用超前短探、超前预判、巷探和疏放动态老空水技术，全面保障了工作面实时安全回采。体系的应用实现了工作面安全透明开采，创新了上分层受小窑破坏、且无序分布的老空水防治技术。     

丰达煤矿水文地质条件分析与防治对策研究

急倾斜煤层覆岩破坏发育规律较为复杂,其顶板导水裂隙带发育高度不完全可控,其浅部老空老窑积水易构成较大隐患。针对丰达煤矿急倾斜的二₁煤层,矿井安全生产面临较严重的浅部老窑积水水害威胁状况,通对分析矿井水文地质条件尤其是老空水和地下水水害威胁程度,提出了“地面井下相结合、探查疏放工作持续开展、老窑灰岩水害防治兼顾”的防治对策,开展井下泄水巷结合常规钻探疏放老空水同时对寒灰水进行探查,确保浅部老空水疏干放净和寒灰水安全带压开采,为矿井安全采掘和急倾斜煤层的探查与防治提供对策。     

定向长钻孔技术在煤矿井下防治水钻孔施工中的应用

针对煤矿井下水害防治钻孔施工中采用传统回转钻进工艺施工存在钻探工作量大、钻孔轨迹不可控、探测盲区等难题,总结了定向长钻孔施工技术在探测老空区、顶板疏放水及底板加固注浆施工中的优势。现场实践表明,采用定向长钻孔技术能够实现钻孔轨迹精确控制,保证钻孔轨迹沿预定探测区域延伸,提高探测精度,为煤矿井下防治水钻孔施工提供了实践经验。     

定向钻探测小窑老空水关键技术应用

针对国能神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿(以下简称“大柳塔煤矿”)5^-2煤层井田北侧被小窑盗采后形成大面积老空区的问题,发现在老空区内出现周围含水层水补给及地表水灌入,积聚了大量积水的情况。由于小窑具体盗采情况不详,因此为了避免矿井在采掘过程中与小窑老空区导通后造成严重的透水事故等安全隐患,采用井下定向钻探测技术对老空区分布情况进行探测,消除水害安全隐患,从钻孔设计和施工情况分析小窑老空区分布范围及积水情况。钻孔施工过程中采用1孔多分支进行探测,钻孔覆盖整个采掘区域。实践发现通过定向钻探测,能有效掌握采掘范围内老空区及积水分布情况,且能及时预防老空区透水事故的发生,大大提高了资源回收率,并确保煤矿安全开采。     

瞬变电磁勘探在查明煤矿采空区中的应用

禹州神火隆祥矿业有限公司为了解矿区内采空区及其积水的赋存问题,切实做好煤矿水害的预防和治理,委托河南省煤田地质局二队采用地面瞬变电磁勘探方法进行勘探,基本查明了矿井老空区范围和积水情况,为煤矿的水文地质类型划分和以后的防治水工作提供了科学依据.     

榆横矿区富水煤层井巷开拓期间水害防治技术探讨

为了解决榆横矿区富水煤层井巷开拓期间水害治理难题,借鉴小纪汗、袁大滩、巴拉素等邻近矿井在相同煤系地层中采用地面钻孔疏水、井下超前钻孔降水、煤巷施工疏水等技术解决矿井水害防治问题进行了探索应用,对大海则煤矿以侏罗系中统延安组（J2y）为主富水煤系地层水文地质条件的分析,为大海则矿井以煤层为主含水层防治水技术应用提供了依据,取得了良好的安全经济效益。     

地面区域水害治理技术在焦作矿区的探索与应用

焦作矿区是全国著名的大水矿区之一,水患严重,虽然采用了井下底板注浆加固及改造治理措施,但仍未杜绝采掘工作面底板突水事故.为彻底消除底板高承压水害威胁,决定引进地面区域水害治理技术.在探索和应用地面区域水害治理后,提高了底板水害治理效果,杜绝了底板突水事故,有力推动了矿井安全高效可持续发展.     

铁盘浮力器在大口径钻孔下沉套管施工中的应用

大口径钻孔套管的下放是施工过程中最重要的一个环节,关系到整个工程的成败。由于大口径钻孔套管粗且重量大,超过钻塔、钻机的承载范围,采用普通下管法无法实施,必须采用浮力器。本文以高家堡矿井地面直排孔为例,介绍大口径排水套管采用浮力器漂浮下沉的施工方法。     

基于FLUENT的交叉巷道煤矿老空水害突水过程模拟

煤矿水害是我国煤矿地质灾害的重要类型之一,而老空水水害在我国煤矿水害事故中占据较高的比例。在系统阐述我国矿井水害现状的基础上,探讨了老空水害的形成要素,建立了老空水突水力学模型,并利用FLUENT软件计算了老空水不同水头高度、突水口不同截面积、突水通道不同阻力下出口流量随时间的变化,模拟了全巷道网的透水情况。老空水突水过程模拟可以为老空水水害事故发生后准确了解水位变化趋势、合理指导井下员工疏散提供依据,对煤矿企业安全生产、事故救援具有重要意义。     

复杂地质条件下采空区老空水远距离探放技术

水害会对井下采掘工作造成威胁，探放水是实现水害治理的主要技术手段。常规的短钻孔存在孔深短、钻孔轨迹偏差大、施工场地受限等问题，导致探放水范围有限。为此将长距离定向钻孔应用到井下水害治理中，对提高生产安全保障能力有显著促进意义。为实现B8煤层老采空区老空水高效探测及疏排，根据现场情况施工1个定向长钻孔、2个分支钻孔，并对钻孔布置位置、施工工艺及探放水效果等进行分析。现场应用后，施工的定向长钻孔从B8煤层内、顶板及底板位置进入老采空区内，钻孔出水量最大为145 m³/h,钻孔累积排水达到23.5万m³,取得了较好的探放水效果。     

地面防治水钻探技术在双系煤层上覆采空区积水治理中的应用

针对双系煤层上覆采空区积水对下部煤层开采构成的威胁,提出在地面布置钻孔,穿越上部多层采空区,施工探放水孔与大直径抽水井的防治水钻探技术。采用该技术在大同矿区上覆侏罗系采空区的积水治理实践表明,地面探放水孔能够实现采空积水区与下部石炭系开采煤层巷道的贯通式放水,大直径抽水井可实现超大流量的采空区积水抽放,施工的9个地面探放水累计疏放采空区积水398.1万m3,5个大直径抽水井累计抽排采空区积水200余万立方米,取得了较好的贯通式放水和抽排效果。介绍了地面探放水孔与大直径抽水井钻探技术在同煤集团同忻矿上覆侏罗系采空区积水治理中的应用,可为其它类似开采条件的矿井上覆采空区积水治理提供参考。     

老空水体下采煤工作面导水裂隙带实测方法应用研究

导水裂隙带实测是评估水体下采煤可行性的关键环节。地面地形及上覆老空区等地质条件限制了下组煤开展地面钻孔导水裂隙带实测。通过理论公式预测导水裂隙带高度后，在温庄煤业井下采用上仰钻孔注水测漏试验，配合井下钻孔电视观测两种手段，综合分析实测数据、观测成果得到了导水裂隙带发育实测高度值。温庄煤业老空积水下的15106工作面的成功开采，验证了研究结果的可靠性。     

金星矿业井上下联合探放水设计的地球物理探测方法

青岛金星矿业股份有限公司(简称金星矿业) 5号脉穿脉巷掘进过程中,因周边存在民采井及采空区,存在老空水的可能性较大。为确保施工安全,根据矿山防治水原则,在地表采用高密度电法对5号脉充水采空区位置进行地球物理探测,在井下采用TSP法对掘进面前方0～100 m区段进行地质超前预报探测,探测区段内是否存在富水区及其它不良地质体。在查明采空区及老空水具体位置的基础上,制定5号脉探放水设计,通过在地表掘进钻孔至存水空区,从地表下放潜水泵,将空区上部水抽出,从而降低了老空水水位,减小了井下探放水水压,通过井上下采取联合措施,确保了井下探放水安全。