松软煤层下筛管钻进装备技术工艺研究

针对潞安集团存在的煤层松软、钻孔成孔困难的问题,介绍一种全程下筛管成孔的工艺,对该工艺的配套装备和技术要点等情况进行详述,并对目前存在的主要问题及推广价值和改进方向等进行说明。     

松软煤层风力钻进工艺

松软煤层在我国分布很广,采用风力钻进工艺,从钻探技术装备和瓦斯地质钻探工艺上,形成了较为完整的体系,通过风力钻进工艺在多家煤矿的应用,在钻深、孔径和钻孔保存维持较长抽采时间上取得了良好的技术成果。     

松软煤层深孔钻进工艺实践

为了避免在松软煤层中打深孔引发煤与瓦斯突出等灾害,保证施工安全,根据孔周围的应力应变分布规律,分析了松软煤层打钻时经常遇到的问题,总结了钻进工艺和参数与深孔成孔的密切联系,提出了打深孔的工艺措施和参数.实践应用表明,对于定型的钻机和钻孔设计,给进压力、钻进速度和钻机转速等参数的优化配合是提高钻孔深度、实现施工安全的关键.     

中风压空气钻进在松软煤层的应用

在煤矿井下的松软突出煤层的沿煤层瓦斯抽采(放)钻孔的施工中,中风压空气钻进是较为理想的工艺方法.通过介绍中风压钻进存在问题及解决方案,说明了中风压钻进是一种值得推广的松软突出煤层沿煤层瓦斯抽采(放)孔施工工艺.     

松软煤层穿层定向长钻孔钻进工艺研究

针对赵庄煤业现施工的底抽巷穿层钻孔有效抽采长度短现状,探索开展穿层定向长钻孔施工工艺实践,进一步提高穿层钻孔的有效抽采长度。为此,使用现有4500钻机配套螺旋槽通缆钻杆、螺杆马达及随钻测量系统等装备,先后在3318、2312、1319三条底抽巷进行穿层定向长钻孔施工及护孔工艺试验,累计施工钻孔78个,总进尺11205m。优化得到:在定向钻进过程中,针对软煤塌孔区域,需更换使用三棱钻杆+?113mm钻头进行旋转扩孔;定向长钻孔施工完成后,配套中空钻杆+开闭式钻头进行全孔段下筛管护孔,保证抽采通道畅通。实践表明,穿层定向钻孔最长孔深达到150m,单孔煤层段孔深最长达到120m,穿层定向长钻孔煤矸比提高至1∶0.51,百米钻孔流量提高1.35～2.5倍。穿层钻孔的抽采长度和抽采效率的提高为松软煤层工作面减少底抽巷布置数量提供了技术参考。     

松软突出煤层沿顶钻进提高钻进深度方法研究

为解决松软突出煤层钻孔过程中出现的钻孔变形、卡钻的难题,提出了沿顶钻进提高钻进深度的方法,建立了沿顶钻进力学模型,采用数值分析的方法对比钻孔开挖后,钻孔变形、应力以及钻孔周边塑性屈服范围变化情况,结果表明:沿顶钻进方法能够有效减少钻孔上方变形量和最大主应力,同时,钻孔周边的塑性屈服范围明显缩小。在工程应用中,应根据施工地点松软突出煤厚变化等情况设计沿顶钻进工艺方式,以提高钻孔深度。     

松软突出煤层钻进技术

松软突出煤层深孔打钻技术难度大,需要改进抽放方法。介绍了大众煤矿掘进工作面分段打钻抽放瓦斯的情况,通过采取＂分段抽放,充分卸压、延伸钻孔＂方法,有效地解决了松软突出煤层掘进工作面深孔钻进的技术难题,降低了钻进故障率,减少了喷孔、卡钻等动力现象,提高了钻进深度和打钻效率。     

松软煤层中螺旋钻进技术应用

对松软煤层中螺旋钻进技术进行了介绍,并对其输煤原理及钻进工艺规程参数进行理论分析,利用此技术在新元煤矿松软煤层钻进成孔取得较好的效果。     

松软突出煤层钻进困难的原因分析

在分析煤层深孔钻进困难原因的基础上，提出“钻穴”概念，分析了“钻穴”对钻进的影响。在分析“钻穴”类型及成因的基础上，建立“钻穴”内流体排渣模型，采用数学方法，分析钻孔深度和“钻穴”的关系。结果表明：在纯流体排渣情况下，松软、突出煤层的钻孔深度几乎与钻机动力大小无关，而取决于危害型“钻穴”的发生位置和“钻穴”的体积大小。基于对“钻穴”的新认识，提出流体与机械协同排渣的新观点，以此克服或减轻“钻穴”的危害，并发明了“双动力低螺旋钻杆”。     

松软喷突型煤层螺旋钻进工艺发展

随着新技术、新工艺的研发与实践,在松软喷突煤层中采用螺旋钻进工艺钻孔抽采瓦斯,在一定程度上解决了松软喷突煤层钻进难题。结合科研生产实践,论述了螺旋钻杆的发展现状、排渣机理、适用工艺条件、螺旋钻进中遇到的问题和处理方法。     

松软突出煤层打钻技术

针对松软突出煤层瓦斯抽放钻孔施工深度浅、成孔率低等难题,通过优选施工钻具,改进排渣方式和适当的技术参数入手,提高了钻进深度,成孔率大幅度提高,取得了较好的效果。     

松软突出煤层复合排渣钻进技术试验研究

为提高煤矿松软煤层瓦斯抽采钻孔施工深度和抽采效果,以中风压(0.7~1.2 MPa)复合排渣钻进技术为基础,采用不同规格的螺旋钻具组合配合相应的工艺参数进行现场试验,比较不同钻具组合的应用情况,选择适应松软突出煤层的最优钻具组合与配套工艺,达到高效施工全煤长钻孔的目的。     

郭庄矿松软煤层螺旋钻杆钻进技术及压力特征显现研究

为解决松软煤层螺旋钻杆在施工及验收过程中存在的钻进困难、验收误差大、人力物力消耗大等问题,根据郭庄矿工作面的现有情况,通过分析郭庄矿工作面螺旋钻杆施工工艺,采取了ZDY4200LP钻机和KGY8-2型压力传感器,从而对钻杆钻进和退钻过程中的压力进行监控,利用软件自动计算钻杆深度,进行误差测算,实时监控钻杆所受压力的曲线特征。提取压力曲线监测数据,分析退钻过程压力特征,从而确定退钻杆数量,确定钻孔进尺,为钻孔安全高效施工提供可靠依据。     

松软煤层中风压空气钻进技术与装备

松软煤层中施工顺层瓦斯抽采长钻孔的难度大,现有技术、装备在一定程度上还存在成孔深度浅、成孔率低等问题,不能完全满足瓦斯高效抽采的需要。为此,开发了井下中风压空气钻进工艺技术:包括压缩空气与螺旋钻杆复合排渣工艺、多级除尘技术、筛管护孔工艺技术等。应用结果表明:在同等施工条件下,采用中风压空气钻进技术与装备后,平均成孔深度普遍提高1倍左右,钻进效率提高35%左右,成孔率提高到了70%左右,为松软煤层瓦斯抽采钻孔施工提供了可靠的技术与装备保障。     

"三软"不稳定煤层高位钻孔瓦斯抽放技术

通过对“三软”不稳定煤层采煤工作面瓦斯来源的分析,介绍了采用顶板岩石钻孔抽放解决瓦斯问题的原理和方法。     

松软低透性薄煤层中水平对穿连通井钻井技术

乌兰煤矿煤储层具有煤质软、散,钻遇地层倾角大,目的层埋深浅等特点,造成钻井施工中存在井眼轨迹控制难度大、漏失严重、固井困难等问题。针对所遇到的问题,在井身结构设计、设备选择及钻具组合、钻进参数、井眼轨迹控制、钻井液、套管以及固井技术方面采取了有效的技术措施,在松软低透性薄煤层中实现了水平长距离成孔(煤层段中最长穿行距离达到223.73 m),与直井成功对穿连通。通过对乌兰矿煤层气水平对穿井施工工艺的分析,总结了在松软低透性薄煤层中实现水平对穿连通井钻井、成井的施工经验。     

新义煤矿软煤层煤巷联合支护技术研究

煤矿软岩巷道支护困难的问题一直是困扰煤矿生产和建设的难题之一。义马煤业集团新义煤矿煤层属于典型的"三软"煤层,巷道支护问题影响着巷道的施工速度及施工安全。该矿通过对巷道围岩变形量观测,掌握了巷道围岩变形规律,并结合该矿实际地质条件提出了五种支护方案并对方案进行了优化,最后决定一般条件下采用锚杆锚索联合支护,当巷道变形严重时采用锚杆锚索与U36型钢支护相结合的方式。经现场试验,该支护方案能够满足生产需要。该成果对于软岩巷道支护具有一定的参考价值和指导意义。     

新型瓦斯抽放钻孔技术在平煤十矿松软煤层中的应用

治理瓦斯的直接手段是施工瓦斯抽放钻孔,但在普氏系数低于0.5的松软煤层中治理瓦斯不论是成孔深度还是瓦斯抽放效果都不理想,为掘进施工埋下重大安全隐患。为改变松软煤层瓦斯抽放现状,将新型瓦斯抽放钻孔技术应用于平煤十矿,试验效果显著,成孔率达80%以上,平均纯抽采量提高8倍以上,有效地提高了瓦斯抽放效率,为煤矿安全生产提供了有力的技术保障。     

复杂松软煤层螺旋加压风排粉钻进工艺技术

针对在复杂松软煤层中施工顺煤层防突长钻孔较难的现状,祁南矿采用了CMS1-6200/80型煤矿用深孔钻车进行了螺旋加压风排粉钻进工艺技术试验,钻孔施工的平均孔深达到了142.7 m,瓦斯抽放体积分数达到了30%~42%。