瓦斯抽采钻孔水射流协同修护技术研究与应用

瓦斯抽采钻孔普遍存在因变形、煤渣积聚及塌孔等导致钻孔堵塞和抽采效果差的问题。通过分析钻孔塌堵失稳机制,得出煤岩体性质、地质构造及多应力耦合条件是造成钻孔失稳的主要因素,进而推断相应堵孔段情形。利用高压水射流解堵作用,提出了水射流疏通—筛管护孔协同修护技术,并研制出轻型气动钻孔修复装备。应用结果表明,该协同修护技术能有效解决瓦斯抽采钻孔塌堵后无法有效抽采的技术难题,试验钻孔修护深度达到50 m,修护完成后单孔抽采瓦斯浓度和瓦斯纯流量比修复前提高0.57~3.67倍和0.99~5.15倍,抽采效果大幅改善,实现了塌堵钻孔的快速便捷修复进而确保了瓦斯流动通道的畅通。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术

钻孔抽采瓦斯是煤矿生产治理瓦斯灾害的根本措施,我国煤矿每年瓦斯治理的钻孔工程量已超过1亿5000万m,对煤矿安全生产具有不可替代的作用。瓦斯抽采从钻孔层位、抽采目的考虑,主要可分为顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔,对于不同类型的钻孔,可以使用不同型号的钻机和成孔工艺。本文在论述煤矿井下瓦斯抽采钻孔布孔方式、施工技术的基础上,对未来的新技术发展趋势作了展望。     

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究进展

煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径的时变特性是科学制订矿井瓦斯灾害治理方案与煤矿区煤层气开发规划的基础。系统评述了“压降法”“示踪气体法”“瓦斯含量法”与“钻孔抽采瓦斯量法”等4种煤矿井下常用的钻孔抽采瓦斯影响半径的测定方法,指出了各自的适用条件及优缺点。对未来煤矿井下钻孔抽采瓦斯影响半径测定方法的研究方向进行了展望,认为量化钻孔抽采瓦斯影响半径对煤层瓦斯流动特征的协同响应机制,研究快速、精准的煤层瓦斯基本参数测定技术,建立将时空尺度三维耦合、多物理场耦合纳入统一系统的煤层瓦斯流动体系将成为未来的研究热点。     

东曲煤矿大直径钻孔瓦斯抽采治理技术研究

上隅角瓦斯浓度超限问题严重影响煤矿安全生产工作,针对东曲煤矿瓦斯抽采流量低、工作面瓦斯浓度超限等问题,采用数值模拟方法对150 mm、250 mm、350 mm直径钻孔,以及-45 kPa、-30 kPa、-15kPa抽采负压的瓦斯抽采效果进行对比。以28802-2工作面为例,选取350 mm大钻孔与-45 kPa抽采负压进行30 d的瓦斯流量与浓度监测,结果表明瓦斯治理取得了良好效果。     

煤矿井下瓦斯定向抽采钻孔技术研究

钻孔抽采煤矿井下瓦斯,是我国煤矿业高效治理、预防瓦斯灾害的重要措施。为深入探讨井下瓦斯定向抽采钻孔技术在提高煤矿安全性中的关键作用,笔者以概述井下瓦斯预抽技术为出发点,分析了扇形布孔、倾向布孔、常规钻孔布孔的具体内容,并在此基础上,全面介绍了井下瓦斯定向抽采钻孔技术,诸如顺层瓦斯钻孔布置技术、井下瓦斯穿层抽采技术与井下瓦斯钻孔施工技术,以及定向钻进系统的主要内容。     

野川煤矿高位钻孔瓦斯抽采技术研究

针对野川煤矿3102综放工作面回采初期的瓦斯超限问题,对工作面开采时期采空区的瓦斯涌出规律和运移特点进行分析,提出了高位钻孔进行瓦斯抽放的解决办法。通过FLAC3D数值模拟方法研究上覆岩层发育破坏规律,据此制定了高位钻孔布置参数。实际生产过程中监测显示回风流瓦斯浓度稳定在0.36%~0.59%,保证了工作面正常开采。     

高位钻孔抽采治理瓦斯技术研究

为解决唐山矿工作面在回采过程中瓦斯浓度超限问题,在Y484工作面现场试验高位钻孔进行瓦斯抽放。根据分源瓦斯预测方法对工作面瓦斯涌出源进行分析,并通过理论计算冒落带和裂隙带的高度范围。结合本煤矿的现场实际情况,基于原经验优化高位钻孔参数布置,并对抽放效果进行研究。研究结果表明:工作面距离钻场越来越近时,瓦斯抽采量不断增高;通过计算瓦斯抽采纯量得到抽采效果较好孔的位置为孔高35～50 m,距巷帮距离30～50 m,瓦斯抽采率大大提高,工作面及上隅角瓦斯可得到有效控制。     

煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵技术的研究现状及发展方向

提高煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵质量对于保障抽采瓦斯浓度,推动煤层气开发利用产业的健康快速发展具有重要的现实意义。对煤矿井下瓦斯抽采钻孔漏风致因进行分析,并定义了4种漏风形式。阐述了注水泥浆液、囊袋或注聚氨酯、PD材料、柔性膏体,以及新型改性水泥封孔等工艺的技术特点,并就各自的适用条件进行了分析。进一步指出煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵技术所面临的难题与挑战,展望了未来的发展方向。     

走向高位钻孔瓦斯抽采技术研究

结合韦家沟煤矿-320 m水平瓦斯抽采实际,介绍了走向高位钻孔的抽采原理、钻孔布置形式及钻孔参数的确定。通过布置走向高位钻孔对工作面上覆邻近层和部分采空区瓦斯进行抽采,取得了较明显的抽采效果,解决了上邻近层和采空区的瓦斯抽采问题,也为今后瓦斯抽采钻孔参数制订提供了依据。     

汝箕沟煤矿对瓦斯抽采钻孔的优化

通过对矿井瓦斯抽采钻孔技术的不断优化,提高了矿井瓦斯抽采率,改善了瓦斯抽采效果,获得了非常成功的瓦斯抽采技术。     

掩护抽采巷高位钻孔瓦斯抽采技术研究与应用

针对采煤工作面在回采过程中,受邻近层等影响,采空区瓦斯涌出量巨大,传统的钻场抽采,效果较差;专用的高抽巷,成本太高;采用煤巷掩护方式对采空区进行大面积的集中连续抽采,是一种既安全又经济实用的抽采方法,取得良好的效果.     

高位钻孔抽采瓦斯技术研究与应用

采空区遗煤和围岩释放的大量高浓度瓦斯聚集在"竖三带"中的裂隙带中,随着老顶来压,大量瓦斯瞬时涌出,形成上隅角瓦斯超限的隐患。通过理论计算,12204工作面采空区裂隙带总体高度为19.8~32.8 m。设计施工了8个终孔位置位于不同高度的高位钻孔,随着终孔高度由16 m升高到28 m钻孔,抽采浓度逐渐升高至40.6%,抽采纯量逐渐升高至121.8 m3/d;钻孔终孔高度由28 m升高到37 m,钻孔时抽采浓度和日抽采纯量逐渐降低。为了提高高位钻孔的抽采效果,高位钻孔的终孔高度应该设计在25~31 m。     

本煤层顺层瓦斯抽采钻孔有效长度研究

通过分析钻孔周围瓦斯的流动模型,运用数学的方法推导本煤层抽采钻孔瓦斯涌出量的理论计算公式。比较抽采钻孔的实际抽采瓦斯量与理论计算得到的抽采瓦斯量,得到抽采钻孔的实际有效长度,建立钻孔有效长度与总长度的关系。这一结论的研究意义在于可以大概定位钻孔塌孔的位置,对解决钻孔塌孔、提高煤层瓦斯抽采效果有实际的指导意义。     

抽采钻孔直径与采空区瓦斯抽采效果关系研究

通过COMSOL数值模拟软件,对经坊煤矿3-802工作面不同钻孔直径下瓦斯压力的变化情况、相同直径下瓦斯压力随时间的变化情况以及多钻孔耦合作用下瓦斯压力的变化情况进行研究,得出本工作面瓦斯抽采最佳钻孔直径为65mm,并得出钻孔间距的确定原则。     

煤矿瓦斯抽采钻孔直向钻进装置

介绍了保直技术、排渣技术以及退钻技术等3个直向钻进的关键技术;针对煤矿瓦斯抽采钻孔偏斜问题,开发煤矿瓦斯抽采钻孔直向钻进装置;阐述了直向钻进装置结构和技术参数;综合考虑装置的耐受应力强度,为钻杆接头和钻杆杆体优选了材料,进行了抗扭强度计算。     

工作面分段高位钻孔瓦斯抽采技术应用

为解决工作面回风隅角及回风巷瓦斯超限问题,结合矿井现有技术装备以及煤层赋存不稳定的因素,优选采用分段施工高位钻孔的方法进行采空区和邻近层的瓦斯抽采。高位钻孔的最佳布置层位为裂隙带的中上部。高位钻孔抽采瓦斯浓度高达60%以上、抽采纯量达到1. 5 m3/min以上、且能保证抽采的可持续性。     

浅析煤矿瓦斯抽采的必要性及抽采方法

文章对目前国内煤矿瓦斯抽采的必要性及意义进行了论述,明确了瓦斯抽采方法的选择原则,并对瓦斯抽采工艺做了较为详细的说明,提出了根据瓦斯涌出量分级确定瓦斯抽采方法的方针。     

采空区瓦斯地面钻孔抽采技术试验研究

本文介绍了淮南矿区张北矿地面钻孔抽采采空区瓦斯技术的试验成果。运用数值模拟和现场试验的方法，分析了采空区瓦斯涌出及分布规律，优化了地面钻孔布置参数及结构的设计。在现场进行了抽采效果的考察试验，并对抽采效果进行了分析。文章对采空区瓦斯抽采技术的研究和推广应用具有一定的指导意义。     

顶板钻孔抽采瓦斯技术

针对回采工作面上隅角瓦斯涌出问题,提出了施工顶板走向钻孔来进行瓦斯治理,通过试验,单孔抽放浓度达到了50%以上、抽放纯量达到了1m3/min,上隅角瓦斯得到了有效控制,取得了较为理想的效果,并提出推广应用时的注意事项。     

瓦斯抽采钻孔修复机理与应用研究

从钻孔失稳、泥岩水化学作用等方面阐述了钻孔的堵塌孔机理,提出了水射流修复已有抽采钻孔的技术思路,并配套研发了瓦斯抽采孔水力作业机,形成了瓦斯抽采钻孔修复作业体系,实现了对已有抽采钻孔的修复和维护,解决了以往钻孔寿命短、补打钻孔工程量大、时间紧等问题,提高了钻孔的使用效率。通过在焦作煤业集团新河矿井的试验研究表明,使用抽采钻孔修复技术可将瓦斯抽采钻孔的有效寿命延长0.5~1倍,已堵塌抽采钻孔修复成功率达80%以上,单孔抽采纯量提高60%以上。