定向长钻孔在小沟煤矿探放水中的应用

煤矿水灾是煤矿建设和生产的主要灾害之一,施工探放水钻孔是解决水害的重要手段。传统探放水钻孔受钻孔深度浅、轨迹无法控制、钻场位置等条件限制,导致钻孔探查范围及精度有限,因此探放水定向长钻孔工艺的研究应用对解决煤矿水害问题具有重要意义。项目利用定向钻孔工艺在小沟煤矿成功施工1个采空区探放水钻孔,最大主孔孔深达714 m,并开分支孔分别从煤层、煤层顶板、煤层底板钻入采空区,单孔出水量达140 m3/h。实际应用情况表明:当老采空区位置不明时,从煤层顶板钻入采空区,疏放水效果最佳,且钻孔风险最小。     

煤矿井下精确定向探放水技术

针对传统煤矿井顶板、采空区的探放水孔距离短、精度低易造成探测盲区等难题,以煤矿井下螺杆马达造斜定向钻技术为基础,开展定向探放水孔开孔及孔口装置安装、定向探放水钻钻进、终孔排水等技术研究,形成了一套煤矿井下精确定向探放水施工方法,可精确控制长定向钻孔轨迹的命中探测区域、一孔多分支孔增加探测区域,实现对采空区积水、富水层中水有效排放。利用其技术在宁煤石炭井顺利施工采空区放水孔7个,共排水300万m3,在中煤母杜柴登矿施工富水层探水孔3个,最大孔深708 m,实例表明本技术可以施工钻孔深度700 m以上的探放水孔,提高钻孔探放水范围和精度,有效保障煤矿生产安全。     

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。     

定向钻探技术在煤矿防治水中应用

基于传统煤矿探放水施工时,探水钻孔施工数量多、施工周期长、劳动强度、探放水效率低以及盲目性大等技术难题,为进一步提高煤矿探放水施工效率,晋能集团有限公司地质勘测部通过技术研究,对四明山煤矿9104运输顺槽掘进期间采取了定向钻探技术,通过实际应用效果来看,与传统探放水施工相比,钻探技术可减少钻孔施工数量达45个,钻孔施工长度缩短了3200m,探放水效率提高至97%以上,取得了显著应用成效。     

掩护巷道掘进超前探测平行作业技术研究

陕北多数煤矿存在井下采空区老窑水、顶板奥灰水等水害治理,采用普通探放水钻孔存在钻孔距离短、精度低极易造成探测盲区等技术难题。螺杆马达结合随钻测量系统的定向长距离钻进技术是近几年来在煤矿瓦斯抽采领域发展起来的新技术,具有施工钻孔距离长、定向精度高、实时控制钻孔轨迹、分支孔绕过掘进工作面进行探放水等优点,已广泛用于煤矿井下瓦斯抽采、地质异常体探测等。重点介绍利用定向钻进技术施工长距离探放水孔,达到掘进与探放水平行作业目的,缩短工作面准备时间,提高煤矿开采经济效益。     

巷道掘进期间富水区域探查定向钻进技术及围岩改造技术应用

充分利用煤矿井下定向钻进工艺技术的优点,在煤矿井下工作面巷道掘进期间超前施工定向钻孔,对巷道掘进区域煤层顶板含水层富水异常区进行探查和注浆治理,形成长距离掩护式定向钻孔探放水及巷道围岩改造技术。对定向钻孔成孔工艺技术、探放水孔封孔工艺技术、注浆孔注浆工艺技术和施工方法进行了介绍,并成功地在麦垛山煤矿进行了现场应用,取得良好的效果。     

定向钻进技术在张集煤矿掩护巷道掘进探放水中的应用

定向钻进技术是煤矿井下深孔顺层钻进的有效手段。张集煤矿为了保证巷道掘进安全,引进该技术进行设计运输巷底部灰岩顺层探放水钻孔施工,保护范围覆盖设计巷道左侧和右侧40 m,设计钻孔3个。通过现场应用,完成1#钻孔孔深518 m,1-1#钻孔孔深483 m,2#钻孔孔深558 m,未见地层出水,成功实现了掩护巷道掘进探放水目的,并总结出"钻进岩性变化、地质资料判断、钻进方向指导、地质资料修正"探索式循环渐进钻进方法、"定向+复合"控层钻进方法和硬质岩层低速磨削开分支技巧等实践经验。张集煤矿使用顺层定向长钻孔替代了普通探放水钻孔,成为该矿掩护巷道掘进探放水钻孔施工的新技术。     

水平定向孔探放煤层顶板砂岩水技术及其应用

提出了水平定向钻进技术探放顶板砂岩水的治理方案,将随钻测量定向钻进与常规回转钻进技术结合,实现了顶板含水层的有效探查和疏放。利用其技术在色连二矿施工了4个探放水孔,实际应用情况表明:水平定向孔技术能够提高钻孔探放水范围和精度,满足矿区煤层顶板探放水的要求。     

小沟煤矿定向探放水设计与应用

针对新疆天富小沟矿业井下66101工作面顶板砂岩含水层进行了定向探放水设计,给出了主钻孔及分支钻孔的详细布置位置。以探放水钻孔参数为依据,进行钻场位置选定、钻探方法及钻进工艺的设计,提出了施工技术主要要求,并对施工机具进行了介绍。     

浅谈原海圣采空积水超前探放方案应用

文章针对原海圣煤矿井下采空区及巷道积水问题,采用定向钻机进行超前探放积水,在10号煤主运输巷设计钻场,布置4个定向钻孔;并阐述了钻孔施工各项工序。通过现场应用验证,得出本探放水技术方案取得了良好的疏放水效果,消除了水害威胁。     

寺河煤矿井下近水平定向钻孔工艺研究

煤矿瓦斯是影响煤矿井下安全生产的重要因素,同时作为一种新能源正越来越受到重视。为了解决煤矿井下瓦斯安全问题和新能源的开发利用,近水平定向钻孔抽采瓦斯技术得到了广泛应用。近水平定向钻孔抽采瓦斯技术的核心是钻孔施工过程中对钻孔轨迹进行精确控制。本文通过分析影响定向钻孔施工的因素结合现场钻孔施工,总结出了煤矿井下近水平定向钻孔施工的经验及规律,达到了对钻孔轨迹精确控制的目的。     

富水煤层巷道掘进探放水技术应用研究

陕北地区矿井煤层内大量出水较为罕见,榆横矿区袁大滩煤矿在2号煤层巷道掘进过程中,发生了大量煤层出水。根据矿井及巷道水文地质条件分析,确定主要充水水源为2号煤层的煤层水,充水通道为巷道掘进的塑性区和煤层内原生裂隙;结合现场实际和施工设备等因素,提出了“长短结合、长钻探查、短钻疏放,保证安全”的探放水思想,对该水害进行探放水工程设计;依据科学的技术与研究,保障了矿井的安全生产,同时也为未来矿井防治水工作提供一定的数据支撑和理论基础。     

煤矿老空区定向探查钻孔的施工应用

定向钻进技术已成为煤矿井下探放水及地质探查的主要技术途径之一。以石拉乌素煤矿、张双楼煤矿、双龙煤矿老空区定向探查钻孔施工为例,分析了老空区定向探查钻孔施工工艺流程。针对不同情况的老空区,分析了对钻孔轨迹控制精度的要求及影响因素、准确选择磁偏角的重要性,总结了定向钻具的安全施工措施及经验。结果表明,定向钻孔可进行长距离精准超前探查,能够满足探查老空区的需求。研究为煤矿安全开采提供了可靠的技术保障。     

特厚煤层综放工作面上隅角瓦斯治理技术

针对郭家河矿1303工作面瓦斯涌出量高,严重影响工作面安全生产的技术难题,通过分析瓦斯来源和上隅角瓦斯积聚原因,采取了增加风量、设置风障、吊挂水射流风机、伪巷排放、隅角埋管抽放和高位钻孔抽放等综合治理措施,有效地解决了上隅角及回风瓦斯超限问题,保证了工作面安全生产。     

西沟煤矿主要隐蔽致灾地质因素分析

隐蔽致灾地质因素对煤矿安全生产危害极大。在综合分析以往勘查成果的基础上,结合矿井建设过程中所获得的各类地质资料,通过对矿井隐蔽致灾地质因素的分析研究,推断西沟煤矿主要隐蔽致灾地质因素是封闭不良钻孔、隐伏构造、导水裂缝带、地下含水体、瓦斯等,符合矿井实际,为矿井安全开采提供了依据。     

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。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要,针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题,开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究,开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术,研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明,硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h,最高达到13.6 m/h,较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%;硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm,机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上,最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率,缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期,为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

水平定向钻孔在大佛寺煤矿瓦斯抽采中的优势探讨

煤矿井下水平定向钻孔在煤矿瓦斯抽采中具有明显的技术优势。通过对大佛寺煤矿常规钻孔工作面瓦斯治理技术的分析,指出了其中不足;经过对定向长钻孔钻进工艺、布孔技术进行分析以及通过大佛寺煤矿现场应用,得出定向长钻孔有利于实现工作面瓦斯区域集中抽采的结论;瓦斯抽采统计数据分析对比证明定向长钻孔瓦斯抽采效率要明显优于常规钻孔。     

瓦斯抽放钻孔涌水综合治理技术实践

针对高河矿W4307回风顺槽132-1#瓦斯抽放钻孔在施工过程中出水的问题,分析出水原因,在不起拔钻孔钻杆的情况下,对瓦斯抽放钻孔进行扩孔、安装套管、注浆固管及安装阀门控制放水,保证了孔口管的固结效果。试验表明:在放水过程中钻孔没有出现破坏,孔口管壁没有出现渗水和涌水现象,瓦斯抽放钻孔涌水治理效果良好。     

大直径定向钻孔高效成孔钻进技术应用

为了提高寺河煤矿工作面上隅角和回风瓦斯的治理效果,根据工作面顶板覆岩地质特征及开采条件,在煤层上覆顶板岩层内施工顶板高位大直径定向钻孔,依据经验公式确定了顶板大直径高位定向钻孔布置层位。针对顶板硬岩大直径定向钻孔施工过程中先导定向钻孔钻进及分级扩孔效率低的问题,将冲击螺杆马达、扭力冲击器与双级双速扩孔钻具分别应用于定向先导孔与扩孔施工,以提高顶板高位大直径定向钻孔整体施工效率。应用效果表明：冲击螺杆马达成孔技术与扭力冲击旋转扩孔技术提速效果显著,最高钻进速率分别为13.6m/h和11.1m/h,最终形成的200mm大直径高位定向长钻孔保证了钻孔轨迹在煤层顶板裂隙带内有效延伸,实现了对采动卸压瓦斯的持续稳定抽采,取得了良好的瓦斯抽采和治理效果,平均单孔瓦斯抽采量达到3.36m/min,单孔瓦斯瞬时最大抽采量可达26.0m/min。