大南湖矿区煤层顶板砂岩水疏放效果研究及应用

新疆哈密大南湖矿区侏罗系煤层顶板砂岩含水层的孔隙、裂隙发育,孔隙度高,但全部疏干难度大。通过有限钻孔疏放,非均质含水层内存在水力梯度,且水力梯度越小流量越小、残余水头越难完全疏干。这种现象在现场实践过程中也得到有效验证。确定合理含水层安全水头值尤为重要。根据安全水头值对疏放水钻孔涌水量、孔口压力值进行分析论证,最终确定疏放水效果是否达到安全回采标准。     

煤层顶板钻孔疏放水技术优化

为解决对疏放工程优化布置、疏放效果评价等缺乏深入研究造成的顶板含水层过度疏放或者疏放不足等问题,以柠条塔煤矿S 1200-3工作面为研究对象,进行钻孔疏放水优化.针对以往工作面疏放水存在的问题,在明确含水层水文地质特征及矿井涌水量影响因素后,实施井下疏放水试验,分析疏放水效果定量化指标,并在此基础上进行煤层顶板水疏放效...     

定向钻进技术在煤层顶板软弱岩层疏放水中的应用

针对色连二矿巷道掘进过程中顶板滴淋水现象突出,严重影响掘进效率的问题,采用井下定向钻进技术对3-1煤层顶板富水岩层进行提前疏放。通过优化的定向钻进工艺和方法,保证了定向钻孔在软弱岩层中的成孔率,其疏放水效果明显,改善了巷道施工环境,提高了掘进效率。     

向斜轴部煤层顶板水疏放效果定量化评价

针对煤层顶板水疏放效果定性分析存在的过度疏放问题,采用钻孔涌水量衰减率、含水层水头高度、疏放水总量及残余水量等定量指标,对新疆大南湖一矿1305工作面(尤其是向斜轴部区域)进行疏放水效果定量化评价。结果表明,1305工作面疏放水总量小于工作面静储量,向斜轴部区域的疏放水钻孔涌水量衰减率较小,运输巷侧水头高度高出含水层顶板约45 m,未实现有效疏放,仍需适当加密疏放水钻孔继续疏放,可为疏放水效果评价提供一定的定量化依据,确保煤层顶板水的有效疏放。     

定向钻探技术疏放上覆煤层采空区积水技术研究

通过对千米钻机定向钻孔施工工艺研究,分析成庄矿下组煤1307工作面积水情况,利用千米钻机,向上覆煤层采空区积水区低洼位置施工定向钻孔.通过成功钻孔,将上覆煤层采空区内的积水疏放到下组煤巷道内水仓或水窝中,从而缓解下组煤1307采面在回采时,上覆煤层采空区内积水涌入采面的危险.实现了煤矿井下千米钻机在疏放采空区积水领域的推广,对其他矿区采空区积水疏放有一定参考价值.     

精确疏放唐家会矿煤层顶板砂岩水技术

顶板砂岩水是唐家会煤矿6号煤层开采过程中的主要灾害之一。利用长距离水平定向钻技术代替常规钻进技术精确有效地疏放62103工作面6号煤层顶板砂岩水,共施工3个定向长钻孔,总进尺2535 m,单孔最大深度966 m,单孔最大涌水量130 m³/h,累计疏放水量13万m³,高效地消除了煤层顶板水害隐患,缩短了开采准备时间,为巷道掘进与工作面回采提供了安全保障。     

煤矿工作面顶板倾斜钻孔疏放水井流计算方法

以顶板疏放水中常用的倾斜钻孔为对象,以空间点源理论为基础,运用反映法,建立了均质各向异性无限水平承压含水层中非完整倾斜钻孔的井流计算方程,讨论了多个倾斜钻孔同时工作时,多孔叠加的疏放水井流计算方法。在此基础上,运用陕北某矿顶板含水层疏放水工程实例,验证了此方法的有效性。形成了一套集分析、模拟、预测为一体的倾斜钻孔疏放水计算方法。     

定向长钻孔在母杜柴登煤矿顶板探放水中的应用

水灾是威胁煤矿井下安全生产的三大危害之一,施工探放水钻孔是预防和治理水灾的重要手段。结合母杜柴登矿顶板探放水工程,阐述了利用定向钻进技术施工探放水钻孔的工艺方法。实践证明,定向探放水钻孔可以准确地探测出目标区域的含水信息,完全满足矿区探放水要求,为煤矿安全生产提供了保障。     

煤层顶板巨厚砂砾岩含水层可疏放性评价

为了论证煤层顶板巨厚砂砾岩含水层疏放的可行性,结合含水层的水文地质条件和井下涌水量数据,分析了含水层水位对井下集中和持续涌水的响应,利用放水试验对含水层的可疏放性进行了研究。结果表明：巨厚砂砾岩含水层渗透性较好,具有充沛的补给水源,无论是井下集中涌水还是持续涌水,含水层水位均大幅降低,井下出水点涌水量也显著减小并趋于稳定,可以通过大流量长时间疏放降低含水层水位和消耗静态储存量,在工作面回采前对含水层进行顶板水疏放具有可行性。     

定向钻进技术与装备在顶板大直径长钻孔中的应用

针对目前综采工作面顶板钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出了采用ZDY6000LD(B)履带钻机、YHD2-1000(A)高精随钻测量系统等定向钻进装备进行顶板走向大直径定向长钻孔的成孔技术,以提高顶板长钻孔成孔精度、孔深及孔径,改善采空区瓦斯抽采效果。在某矿井进行了现场试验,完成4个顶板大直径定向长钻孔,单孔最深孔深633 m,钻孔孔径达φ133 mm,试验总进尺2 439 m,平均孔深609 m,有效抽采孔段保持在528～573 m,占总孔深的89%～92%,对于提高钻孔抽采利用率具有显著效果。     

定向钻进技术在煤矿采空区疏放水中的应用

针对王家岭煤矿20105采空区积水量大、严重影响20103工作面正常掘进的情况,通过对老空水赋存进行分析,结合矿区地质情况,确定采用定向钻孔疏放采空区老空水技术。实践表明,定向钻孔疏放老空水可有效解决采空区水害问题,为工作面安全掘进提供了保障。     

穿层钻孔煤孔段造斜钻进技术研究

介绍了抽放瓦斯穿层孔煤孔段造斜钻进的钻孔轨迹设计及钻进工艺,在试验中采用定向钻进技术,使穿层钻孔轨迹在煤孔段产生向下弯曲,延长了煤孔段长度,提高瓦斯抽放效率。施工中使用强造斜组合钻具钻进,使钻孔最大造斜强度达到2°/m,相对于常规钻进工艺,煤孔段最大延长2.45倍。     

随钻测量定向钻进技术在矿井顶板水患治理中的应用研究

西北侏罗系顶板裂隙水害是我国煤矿水害主要类型之一,严重影响了矿井的正常生产,并构成了安全隐患。提出采用随钻测量定向钻进技术施工定向长钻孔进行顶板水探放的治理方案,并对钻进成孔工艺和钻探装备进行了选配。选择红柳煤层3121工作面进行了现场应用,施工的定向长钻孔终孔平均出水量是相邻工作面常规钻孔的2.69倍,相同疏放周期时放水量是常规钻孔的41.5倍,成功对2个顶板含水层进行探放并达到安全开采要求,起到超前长距离区域探放顶板水的效果,同时可节约78%工期。现场应用情况表明,随钻测量定向钻进技术在顶板水害防治中具有广阔的应用前景,可为类似矿井提供参考。     

顶板高位定向钻孔抽采瓦斯效果分析

针对回采工作面回风隅角瓦斯浓度高影响安全生产问题,设计采用顶板高位定向钻孔对采空区瓦斯进行抽采,通过分析23051工作面顶板三带分布及采空区瓦斯分布流场情况,合理设计顶板高位定向钻孔层位、孔径及深度,采用顶板高位定向钻孔进行采空区瓦斯抽采后,回风隅角最高瓦斯浓度由0.7％下降至0.4％,顶板高位定向钻孔抽采瓦斯量占工作...     

ZYWL-6000D型定向钻机钻孔施工试验

为了提高煤矿井下瓦斯抽采钻孔的施工深度和瓦斯抽采效果,研制出国内大多数煤矿适用的ZYWL-6000D型定向钻机装备,对其技术原理进行说明并给出了主要技术参数。利用此钻机在寺河煤矿进行定向钻进试验,期间共施工完成主孔10个,其中主孔深度超过1 000 m的钻孔4个,最深孔达1 017 m,侧钻开分支孔56个,最深分支孔240 m,钻孔累计总进尺达11 000余m,有效地检验了ZYWL-6000D定向钻机整套装备的性能。     

煤层定向长钻孔施工钻具组合的优化配置

根据影响钻孔轨迹的因素分析以及对钻孔轨迹的预测,结合试验区的煤层赋存特点,设计了几种稳斜钻具组合型式并进行了试验。结果表明,试验中所选用稳定器的近钻头、满眼钻具组合,具有良好的保直作用和一定的纠偏能力,比较适合定向钻进的钻孔。应用不同的保直稳定组合钻具,有助于实现控制钻孔的轨迹。     

基于定向钻孔的底板探放水技术及工程实践

为了解决张集煤矿"A组煤"开采中面临的底板灰岩含水层水害问题,引进目前国内领先的定向钻进技术应用于底板探放水钻孔并取得成功。在-600疏水巷施工定向钻孔工程治理1612A和1613A工作面底板灰岩水害,目前已在该2个工作面疏水巷水害治理工程中施工钻孔15个,总进尺达5480m,探明2个重要出水点,有效地解决了工作面底板灰岩水害探查问题,形成了张集煤矿基于定向钻孔的工作面底板灰岩探放水技术,可在相似矿井广泛地开展工程应用。     

定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯技术

为缓解突出煤层矿井采掘衔接紧张的矛盾、实现煤巷掘进前快速消突的目标,针对传统瓦斯抽采消突方法存在的施工周期长、成本高的问题,提出利用定向钻孔预抽突出煤层煤巷条带瓦斯,采用空气复合定向钻进技术解决突出煤层定向长钻孔钻进难题,并且研制选型了配套的空气复合定向钻进装备。在青龙煤矿试验情况表明：该技术装备成孔效果显著,攻克了钻孔施工过程中存在的钻孔轨迹精确控制、下斜孔高效排渣、空气螺杆钻具正常运转等技术难题,定向长钻孔抽采瓦斯流量大、浓度高,其中21608轨顺钻场已抽采200万m3瓦斯;21601运顺钻场瓦斯抽采达标,经区域效果检验合格后已安全掘进。研究为碎软突出煤层煤巷条带消突提供了新的思路。