定向钻探注浆技术在煤矿水害防治中的应用

我国煤田地质条件类型多,构造复杂。随着深部资源的大规模开发,我国矿井水害防治形势十分严峻,面临诸多挑战。定向钻探注浆技术有效结合定向钻进技术和注浆技术优势,在煤矿水害超前探查和治理中,得到广泛应用,取得良好效果。重点介绍了定向钻探注浆技术在煤矿顶板水害防治、底板水害防治、断层水害防治、陷落柱探查治理中应用的成功案例,可为煤矿水害防治方案设计和施工提供参考。     

钻探技术在煤矿水害防治工作中的应用

钻探作为煤矿水害防治工作一种重要的技术手段,得到了广泛的应用。煤矿大口径排水井钻进技术、底板多分支水平井地面定向钻进及注浆加固改造技术、井下定向探(疏)放水钻进技术、注浆封堵突水通道钻探技术和矿井突水灾害快速钻进救援技术等煤矿防治水钻探技术,在煤矿水害防治工作中得到了广泛应用,取得了良好效果。加强防治水钻探配套设备的研发和相关钻探工艺技术研究,将有力促进煤矿水害防治工作的发展。     

定向钻探技术在井下防治水作业中的应用探析

从煤矿防治水作业中定向钻探技术的应用优势分析入手,研究了煤矿防治水作业中定向钻探技术的应用原理,并针对性提出了煤矿防治水作业中定向钻探技术的应用要点。     

定向钻探技术在神东矿区防治水中的应用

针对神东矿区各矿井在老空水、底板水以及顶板水害探查与防治方面的问题,提出应用定向钻探技术探查各类水害。分析了定向钻探技术的特点,并与常规钻探手段进行了对比。重点介绍了定向钻探技术在神东矿区哈拉沟煤矿和大柳塔煤矿巷道掘进、小煤窑边界探查,以及保德煤矿工作面底板富水异常区、哈拉沟煤矿工作面顶板水害探查的应用情况。     

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。     

随钻测量定向钻进技术在煤矿水害防治中的应用

煤矿井下随钻测量定向钻进技术具有钻进效率高和钻孔轨迹控制精确的优点,已被广泛地应用于煤矿井下瓦斯抽采和矿井地质构造勘探,近年来,也逐渐在煤矿井下的水害防治中开始得到应用。通过在赵固一矿底板注浆加固过程中随钻测量定向钻进技术的应用试验,验证了该技术在煤层底板注浆加固中具有施工效率高、加固范围广、注浆效果好的优势。     

地面水平分支井注浆加固技术施工方法及应对措施

煤矿地面超前治理是应用定向水平井技术施工的长距水平分支孔,近年来地面水平多分支井注浆加固技术在煤矿区域治理中得到了广泛的应用,对防治煤矿顶、底板水患,保障矿井安全正常生产起到了很好的效果。     

定向与常规钻探相结合技术在老空水害防治中的应用

针对影响煤矿安全生产的小窑水害探查问题,分析了定向钻探与常规钻探技术治理老空水害的技术特点,提出采用定向钻探技术和常规钻探相结合技术对乌海矿区煤矿边界小煤窑、采空区水害进行综合探查治理的方法,并阐述了该技术在五虎山煤矿、公乌素煤矿和利民煤矿探查边界小窑、采空区进行的实际应用过程。结果表明,两种钻探相结合的技术方法既提升了探放水效率,又有效消除了盲区内存在老空积水的风险,为矿井安全生产提供了技术保障。     

东庞矿奥灰含水层多分支水平孔卡埋钻事故处理

近年来,随着定向钻进技术的不断发展,随钻测量技术和受控定向螺杆钻具的制造工艺日趋成熟。地面定向水平钻孔在石油、天然气、页岩气、盐矿等领域得到广泛应用。地面定向水平分支孔注浆在煤矿防治水领域的应用开始大面积推广,在钻进过程中经常发生各种各样事故,造成大量的人力、物力、财力的损失,甚至导致全孔报废及人员伤亡。因此,如何减少或是避免事故的发生,保证钻进工作的顺利进行,是当前面临的重要课题。本文结合冀中能源股份有限公司东庞矿9400采区奥灰含水层区域注浆改造一期工程钻探工程DB2-E3地面定向水平孔施工时发生卡埋钻事故成功处理的实例,总结了水平注浆孔卡埋钻事故预防措施,对水平孔安全施工具有一定参考意义。     

准格尔矿区煤矿井下水害综合防治技术

针对准格尔矿区某煤矿井下工作面顶底板水害防治形势严峻,单一探测技术手段不足以满足目前防治水需求的问题;提出采用井下音频电穿透和槽波地震勘探技术初步圈定异常区、地球化学水质化验技术结合定向钻探技术探查异常区的综合勘探技术,运该综合勘探技术,在该矿井下某工作面圈定低阻异常带和槽波能量强衰减区,运用定向钻进技术钻进至圈定异常区,水质化验数据表明定向钻孔出水中的Cl-含量明显高于常规顶板砂岩水;通过定向钻孔采用地面-井下联合注浆方式对异常区进行注浆加固防治,共注水泥浆457.5 t。实际揭露结果表明该区域为地质异常体且地层紊乱,工作面未发生底板奥灰水导水现象;取心钻孔可见水泥样,表明注浆水泥对破碎地层进行了有效胶结固化;该工作面的安全回采表明综合勘探及防治技术在水害防治领域的可行性。     

介休鑫峪沟煤矿地面2号注浆孔钻探施工技术

山西介休鑫峪沟煤矿2号地面定向水平多分支钻孔,是采用注浆技术封堵奥灰水导水补给通道的注浆钻孔,本孔实际完成总工作量2194.86 m,其中直孔段490.27 m,水平孔段累计1704.59 m。本文详细介绍了该注浆钻孔施工的主要设备、冲洗液及钻探施工技术,并对钻探施工中的难点和经验体会进行了总结,为同类工程施工提供借鉴。     

煤矿井下智能化定向钻探发展路径与关键技术分析

煤矿井下智能化定向钻探是坑道钻探发展的高级阶段,是一个涉及多学科领域的系统工程,具有显著的特殊性和独立性,服务于智能化开采的全过程,为煤炭资源安全、高效、绿色、智能开采提供着技术支撑和装备保障。描述了我国煤矿井下定向钻进技术与装备发展历程,从稳定组合钻具定向钻进到有线随钻测控定向钻进,再到无线随钻测控大功率定向钻进,坑道钻探技术的创新发展与装备的升级换代推动实现顺煤层定向钻孔深度从"1 000 m"跨越到"3 000 m"。明确了现阶段我国煤矿井下坑道钻探仍处于从机械化向自动化转变的发展定位,分析了智能化定向钻探面临的突出问题,提出了在实现自动化定向钻探的基础上向智能化定向钻探迈进的发展路径,归纳分析了自动化和智能化定向钻探的技术内涵和属性特征,自动化定向钻探强调钻探动作的自动控制执行,包括自动化定向钻机集成控制、多参数随钻测量信息融合、高精度导向控制、冲洗液循环自动控制等方面;智能化定向钻探强调钻探过程的智能最优化控制,包括智能分析与决策、低延时大容量数据传输、智能钻杆、钻探装备智能检测与诊断等方面。针对我国复杂多样的煤层赋存条件和不均衡发展的开采技术条件,建议分阶段、分区域、分层次推进煤矿井下智能化定向钻探探索与发展,并提出了智能化定向钻探亟待攻克的关键技术难题,包括自动化定向钻机研制、旋转导向钻进技术、地质导向钻进技术、随钻地质信息三维动态建模技术、智能化钻探数据库建立、钻孔事故预防与处理技术,同时介绍了"十三五"期间我国煤矿井下智能化定向钻探部分阶段性发展成果。     

钻探技术在煤矿防治水工作中的应用研究

主要分析了钻探技术在煤矿防治水工作中的应用现状,重点介绍了几项钻探技术和几项钻探技术在煤矿防治水中的应用方式,它们不仅能改善煤矿防治水工作中所存在的不足,还能提高煤矿工程的开采效率,并且给煤矿工人的人身安全提供一个有效保障。通过改进钻探技术的具体应用方法,以期为煤矿企业提高经济收益。     

金龙煤矿14041工作面奥灰水防治技术

金龙煤矿矿井开采受到奥陶系灰岩水的严重威胁。对金龙煤矿14041工作面进行了直流电法底板物探,根据物探结果进行了钻探验证和注浆加固设计,并对注浆效果进行了分析。开采实践证明,金龙煤矿14041工作面采取的奥灰水防治技术切实可行。     

煤矿井下定向钻探数字化平台的设计与实现

煤矿井下钻探数字化平台的开发和应用可以为数字化矿山建设奠定坚实的基础。为实现煤矿井下定向钻探数字化,构建了由钻场地图模块、钻场信息模块、施工管理模块和系统管理模块组成的煤矿井下定向钻探数字化平台。在煤矿现场开展了相关技术的工程组织与实施,验证了该平台的综合管控能力,为我国煤矿井下钻探数字化发展提供了新思路和支持。     

我国煤矿井下坑道钻探技术装备40年发展与展望

煤矿井下坑道钻探在保障煤矿安全高效开采、增加清洁能源供给、实现绿色发展等方面发挥着不可替代的作用。改革开放以来,我国煤矿井下坑道钻探技术与装备实现了"由无到有"向"由弱到强"的历史性跨越,依靠坑道钻探技术与装备科技创新,支撑煤矿地质保障能力持续增强。首先从矿井灾害防治、隐蔽致灾地质因素探查、煤层气资源开发和其他工程应用等方面,全面阐述了安全高效绿色开采对煤矿井下坑道钻探的需求,并结合煤矿井下坑道钻探领域专著、专利、论文、标准规范、获奖情况,系统回顾和总结了40年来我国煤矿井下坑道钻探技术与装备的发展历程和代表性成果。在坑道钻探技术与装备方面,提出和发展了煤矿井下坑道回转钻进技术、稳定组合钻具定向钻进技术和随钻测量定向钻进技术,实现了煤矿井下钻孔施工由"无控钻进"到"受控钻进"再到"精确定向钻进"的跨越;研制了坑道钻机、泥浆泵(车)、钻杆、钻头、螺杆钻具、随钻测量系统、冲洗液循环净化系统等装备,促进了煤矿井下坑道钻探装备国产化进程及其升级换代,形成了适应于我国煤层赋存地质条件和开采条件、同时具备自主知识产权的坑道钻探技术与装备体系,尤其是大功率定向钻进和自动化、智能化钻进技术与装备研发,...     

定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展

首先介绍了我国煤矿定向注浆的两种主要方式,即:小位移的"S"形定向钻孔井筒地面预注浆、大位移的"L"形定向钻孔地层大面积注浆(包括地面常规水平定向钻孔注浆、利用已有地质钻孔的地面水平定向钻孔注浆和井下水平定向钻孔注浆),实现了煤矿立井井筒地面"S"形定向钻孔深度与地面"L"形定向钻孔水平位移均超过1000m的岩层注浆改造。其次,指出随着煤矿开采不断向深部延伸与单个工作面规模的不断增加,定向钻孔注浆技术面临的理论、工艺与装备、效果检查与评价等问题。最后,指出应加强室内动水岩层注浆模拟试验台研制与注浆模拟实验研究、深部地层注浆效果探测方法与受注地层浆液扩散规律(尤其是水平定向钻孔注浆)研究、注浆效果的探测,找出影响深部地层浆液扩散的主要因素,揭示浆液扩散的规律。可为煤矿深部地层注浆方案的制定提供参考,也为定向注浆技术的研究指出了方向。     

高层楼房地基下伏双层煤矿采空区治理方法

山西省是采煤大省,改革开放以来随着经济建设的开发,在公路建设、工业厂房等诸多工程建设中都会遇到下伏煤矿采空区,近年来在许多城市建设中高层楼房地基下部也遇到多层煤矿采空区,为保证高层建筑的正常使用,多采用对煤矿采空区进行注浆处理的方法对地基进行加固,钻探、注浆施工工艺及注浆配比的选取是双层煤矿采空区治理质量控制的主要因素,施工中的钻探、注浆方法是治理高层楼房地基下伏双层煤矿采空区工程质量控制的关键。下面以山西省某一工程实例,对鹏龙房地产开发(晋城)有限公司梧桐苑(A地块)建设项目采空区治理工程施工中所采用的工艺流程、钻探、注浆方法及经验进行系统的总结。     

定向钻探技术在深部采空区注浆治理中的应用

目前,深部采空区治理多采用地面垂直钻探技术,与定向钻探技术相比,前者工程量大,有效注浆段小,探查治理成本高,特别是城市近郊地区,涉及临时用地问题,协调难度大。结合工程实例,从定向钻孔的工艺参数、轨迹控制、注浆过程控制、效果评价等方面综合分析,结果表明,定向钻探技术在深部条带采空区探治过程中应用效果良好,能够满足工程需要,技术经济效果明显,对类似工程提供一定的指导和借鉴。     

定向钻探技术在李雅庄煤矿水害防治中的应用

以李雅庄煤矿2-603运输巷为案例,对该巷道掘进前期探放水施工工艺及问题进行了分析,提出了改用定向钻探技术对巷道进行水害防治的措施。结果表明：改用定向钻探技术有效减少了巷道水害防治工程中钻孔施工数量与施工长度,降低了施工周期,探放水效率提高至98%以上,同时有效提高了巷道掘进效率,为企业创造了较好的安全经济效益。