旋转锥形磨料射流钻孔性能的研究

介绍了旋转锥形磨料射流的调制方法以及利用其进行钻孔的试验系统,分析了旋转锥形磨料射流钻孔的机理,研究了加旋元件结构参数及射流参数对钻孔性能的影响关系,结果表明：用旋转形磨料射流在普氏硬度f≈4的硬煤试块上进行钻孔,可以在喷头不旋转的情况下钻出深孔,其直径比喷嘴孔径大20－30倍,具有较好的钻孔性能。     

孔口除尘系统在李子垭煤矿的应用

通过对钻孔防尘现状及存在问题分析的基础上,介绍了一套新型的孔口降尘系统,该套系统通过在李子垭煤矿的现场应用和考察,有效抑制了干式钻孔的粉尘污染问题,大大改善工人的工作环境,为大力推广干式钻孔奠定了基础。     

旋转射流提高煤层瓦斯抽排效果的试验

介绍了旋转射流扩孔技术的基本原理、设备、工艺以及现场的试验情况。通过扩大钻孔直径,达到增加钻孔的煤层暴露面积和卸压范围,增加钻孔的抽排瓦斯量,提高钻孔的抽排效果。旋转射流扩孔为提高低透气性煤层的瓦斯抽放效果和扩大防突起措施的效果提供了一个可行的技术途径。     

中兴煤业松软煤层干式螺旋钻进新工艺

煤矿井下由于煤层松软,成型差,导致钻孔施工过程中出现塌孔、卡钻现象,钻孔成型差,抽采空白带多,给工作面达标生产带来严重隐患。为解决此问题,中兴煤业改变钻孔施工工艺,采用干式高效螺旋钻进技术达到了松软煤层的快速钻进,彻底解决了钻孔塌孔问题,消除了抽采空白带,确保了矿井的安全生产。     

高压旋转射流在顺层钻孔强化抽采中的应用研究

分析了旋转射流破煤增透机理,据此研发了井下高压旋转水射流扩孔系统装备及工艺并在城山煤矿进行了现场试验。现场应用表明:高压水射流扩孔后的钻孔孔径为扩孔前孔径的3.3倍;100 m钻孔的平均瓦斯抽放速度是常规钻孔的1.79倍。旋转射流扩孔增加了钻孔周边煤体的卸压范围,提高了煤体的渗透系数,从而大幅度提高了瓦斯抽放量。     

超短半径水平孔钻具及导向器的应用研究

高压水射流径向水平孔钻进技术是水平孔施工技术之一,它是在垂直瓦斯抽放或煤层气勘探钻孔布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层部位进行扩孔。扩孔后下入特制的转向工具在300 mm的曲率半径内实现由垂直转向水平。该技术可以使用同一垂直钻孔,在不同煤层内完成多个水平钻孔。这些径向水平钻孔的形成,沟通了新的瓦斯流动通道,从而大幅度提高瓦斯抽放效率。     

气动孔口除尘系统在龙滩煤矿的应用

针对龙滩煤矿干式钻孔粉尘污染问题,应用了气动湿式孔口除尘技术。文章介绍了该系统的组成及主要特性,并对该系统在龙滩煤矿的现场应用及降尘效果进行了考察,降尘效率均在97%以上。该系统在龙滩煤矿的成功应用为治理煤矿井下干式钻孔粉尘污染问题提供了技术支撑,为煤矿工人的职业健康和煤矿的安全生产提供了有利的保障。     

淹没射流旋转割缝技术在突出煤层掘进中的应用

针对突出煤层中现有防突措施耗时长,不能满足煤巷掘进需要的问题,提出利用淹没射流在煤层中旋转割缝,大幅增加围岩卸压区长度,改变煤体结构（包括孔隙裂隙结构和应力状态）,缩短防突措施时间,从而提高煤巷掘进速度。研究了淹没射流旋转割缝的卸压增透机理;理论推导出影响射流旋转割缝性能的水力参数;计算出适用于煤巷掘进的射流压力和喷嘴直径数值范围;并通过室内试验确定了煤层普氏系数0.8时的喷嘴最优转速。在平煤集团某矿回风巷掘进面现场试验结果表明,淹没射流旋转割缝技术有效影响半径是单一超前钻孔的2.5倍;钻孔数量较之减少70%,月进尺增加83%,显著提高了工效。     

基于FLUENT的三维旋转射流流场分析及喷头结构优化

为优化设计三维旋转水射流喷头内部结构,利用fluent进行喷头内部结构对射流效果影响规律的数值模拟计算,分析了叶轮导向角分别为15°~75°时的射流流场特征,得出三维旋转水射流喷头叶轮导向角最优值为45°,并分析了喷头绕轴旋转时的流场特征。对根据数值模拟结果研制的喷头及配套钻孔扩孔装备进行实验室试验和现场应用检验,结果表明,三维旋转水射流扩孔直径可达2.3倍、百米钻孔瓦斯抽采纯量最大可达常规钻孔1.79倍、59 d抽采率提高了79.3%,在低透煤层增透方面应用效果显著。     

瓦斯抽采钻孔施工干式钻孔作业的粉尘防治

为抑制煤巷瓦斯抽采钻孔施工干式钻孔作业时粉尘扩散速度,降低作业点粉尘浓度,保证作业人员健康及矿井安全生产,通过对土城煤矿粉尘浓度及分散度进行测量分析,设计了钻机孔口专用降尘装置,控制和降低粉尘向巷道空间运移扩散。现场安装使用后,作业点下风侧5m处,最高降尘率达94%。     

螺杆钻进工艺在青海共和干热岩GR1 钻井中的应用

为了提高干热岩钻井效率和减少井内事故,在青海共和盆地干热岩GR1井进行了螺杆钻进工艺的应用。根据现场高温井况下螺杆钻具的工作特性,改进优选了螺杆钻具的耐高温橡胶和转子定子的配合间隙,并在深孔高温(孔深3705 m,孔底温度236℃)中首次成功尝试,为进一步改进螺杆钻具在高温井况下的应用提供了经验。     

高温硬岩空气潜孔锤钻头设计

干热岩试验性开发井钻井施工,在高温硬岩的地层条件下,如何实现高效钻进仍存在很多技术难点。空气潜孔锤钻进技术是解决硬岩地层钻进的有效方法之一,潜孔锤钻头是空气潜孔锤钻进的关键器具。根据青海共和干热岩GH-01井空气潜孔锤钻进技术应用情况,分析探讨了空气潜孔锤钻头断齿、掉齿、磨损严重、使用寿命短等问题,从钻头结构设计、钻头材料选取、钻头冷压固齿工艺等几个方面对空气潜孔锤钻头进行了优化。固齿优化过程中采用有限元分析方法,对钻头冷压固齿过盈量进行仿真分析计算,根据分析计算结果确定最优固齿过盈量。通过对潜孔锤钻头结构、材料、加工等优化,为适用于高温硬岩的空气潜孔锤钻头研制提供了借鉴。为提高空气潜孔锤钻进综合效率,为干热岩钻探开发提供了技术支持和技术储备。     

绳索取心液动锤在中国岩金勘查第一深钻的应用和最新进展

在中国岩金勘查第一深钻ZK96-5钻孔的深部施工中,应用绳索取心液动锤技术在破碎复杂地层中钻进,增加回次进尺,提高时效,延长钻头寿命;在比较完整地层中提高钻速,减少辅助时间,体现了绳索取心液动锤技术的优越性,目前3911.34 m的使用深度创造了绳索取心液动锤适应孔深的最新记录。对绳索取心液动锤在深部钻进的优势和易出现的问题进行了分析总结。     

瓦斯抽采煤层钻孔防灭火技术

钻孔预抽是目前抽采瓦斯的主要方式。在煤层钻孔工作中,常常遇到钻孔内着火的问题。钻孔着火不仅耽误了抽放工程的进度,而且还可能形成井下瓦斯灾害。通过实际工作中遇到问题的处理,总结了煤层钻孔防灭火的经验,为以后处理同类事故提供有效的借鉴。     

径向水力喷射钻井技术在煤矿注浆孔中的应用

采用石油行业径向水平喷射钻井技术在煤矿注浆堵水方面可实现水平定向射流成孔,在薄层灰岩、奥陶系灰岩承压含水层中寻找沟通裂隙,尤其在直井或分支井段较小漏水的情况下可进行多分支喷射,还可以加适量盐酸、酸化缓蚀剂进行局部酸化沟通裂隙,压裂地层,从而降低注浆压力,提高注浆堵水效果。径向水力喷射钻井在峰峰集团梧桐庄矿9号注浆孔应用取得了一定的成效。该技术也可作为地热井增大水量的一种手段。     

浅析底抽巷穿层钻孔全程水排渣技术

为了从根本上解决打钻期间的“三防”问题,探索了一种新型的打钻工艺技术。介绍了全程水排渣打钻工艺,并提出该工艺的优越性。在首山一矿底抽巷穿层钻孔应用全程水排渣打钻工艺技术,并与传统的风力排渣工艺对比,结合现场应用数据的分析结果,验证了该项技术的优越性与可行性,同时提出钻孔施工过程中排渣问题的处理方法。应用效果表明,底抽巷穿层钻孔全程水排渣技术从根本上解决了打钻期间防尘、防火的问题,且对瓦斯超限也有良好的控制作用,显著提高了钻孔瓦斯抽采效果。     

刘家窑井田深厚砂砾岩地层钻探施工实践

刘家窑井田勘探施工中,井田砂砾岩地层深厚、地层复杂、断层发育、煌斑岩侵入等地质因素的存在,导致钻探难度巨大,为此采用优质高效的低固相泥浆和套管护壁工艺来防止孔内坍塌、掉块,提高钻进效率,降低钻探成本,成效显著,为在该井田及其周边区域进行勘探施工提供了可靠依据。     

新型堵漏工具——拦截式堵漏工具的研究

针对大溶洞或裂缝漏失,利用研究的拦截式堵漏工具将堵漏浆拦截在一定位置,对大裂缝漏失地层、溶洞性漏失地层进行有效封堵,从而解决该类恶性漏失问题,提高钻探施工质量和钻探效率,降低钻探成本,为钻探工程特种漏失堵漏提供新途径。     

Water separator shows potential for reducing respirable dust generated on small-diameter rotary blasthole drills

Drilling with water has the potential to significantly reduce the respirable dust concentrations generated from small-diameter rotary drills when drilling blastholes on surface mining operations. However, water adversely affects tri-cone drill bits commonly used in surface drilling operations, causing excessive wear and premature replacement. Consequently, dry drilling with a dust collector system has the most widespread use in the industry. Tests have been conducted by the National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), Pittsburgh Research Laboratory (PRL) on a newly designed device for smaller diameter drills that separates the water from the bailing air before it reaches the bit and thus provides the cost benefit of dry drilling while providing the benefit of wet drilling for dust suppression. The water that is delivered to the hole with the bailing air is separated from the air by a proprietary mechanical device that is encased in a drill sub (short section of drill rod/pipe) located immediately behind the cutting bit. A cascade cyclone and a real-time dust monitor were used to sample dust emissions from the holes. Dust concentrations and silica content were measured when drilling dry versus drilling wet. The tests show that drilling with this water separating sub can reduce both measured dust emissions from the boreholes and visible dust around the drill rig.