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。     

桑树坪矿煤层底板注浆加固定向钻孔钻进技术

为了确保桑树坪煤矿安全生产,提出了采用井下定向钻进技术施工煤层底板注浆加固定向钻孔的工艺方法,对套管钻进工艺、定向钻进工艺和注浆工艺进行了系统的分析与研究。现场试验结果表明,定向钻孔能实现煤层底板超前探测和治理,增加了钻遇含水层有效段,可以精确计算出水点坐标,确保了桑树坪矿11~#煤巷道的安全掘进。     

西北矿区煤层顶板水害预测及防治技术研究*

针对西北矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探 孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

大直径高位钻孔瓦斯抽放技术在特厚煤层矿区的应用

针对郭家河煤矿1303工作面瓦斯涌出量大、上隅角及回风流瓦斯超限的问题,通过对高位钻孔瓦斯抽放原理及参数进行分析计算,并结合工作面生产情况,应用实践了常规高位钻孔及大直径高位钻孔瓦斯抽放技术。实践结果表明,大直径高位钻孔抽放效果远胜于常规高位钻孔,并有效地解决了瓦斯超限问题,改善了工作面的安全生产状况。     

漠河冻土地区天然气水合物钻探施工技术

天然气水合物是一种清洁的潜在资源,漠河冻土地区为天然气水合物的形成提供了有力的条件。根据当地的地质条件和水合物勘探开发的技术要求,确定相应的钻孔结构和钻进技术参数,合理选择了钻探设备。钻进过程中运用低温泥浆、泥浆冷却技术、大直径绳索取心钻进工艺,快速获得岩心,从而减少水合物的分解,为以后该地区天然气水合物的勘探提供了经验。阐述了漠河冻土地区天然气水合物钻探施工中的钻进关键技术。     

陕北侏罗系沉积控水规律与沉积控水模式

陕北侏罗系含水层富水性不均一,实际矿井涌水量与勘探阶段预测值差异较大,为了提高矿井涌水量预测准确性,科学高效指导矿井防治水,采用沉积微相划分、地学信息定性统计与灰色关联定量分析、微观孔隙结构实验室测试等方法分别研究了陕北侏罗系沉积微相、岩性及其组合、微观孔隙结构与富水性的关系,揭示沉积控水机理,总结沉积控水规律,划分沉积控水模式。结果表明:侏罗系砂岩含水层中粗砂岩、中砂岩等粗碎屑岩厚度越大,富水性越强,泥岩与砂质泥岩等细碎屑岩厚度越大,富水性越弱;砂岩地层风化程度相同时,微观孔隙结构分类级别(包括大孔粗喉型(Ⅰ类)、中孔-中-细喉型(Ⅱ类)、小孔细喉型(Ⅲ类)、小-微孔-微细喉型(Ⅳ类))越低,粒度越粗,含水层富水性越强,风化程度不同时,同时代地层风化程度越强,砂岩微观孔隙结构分类级别越低,粒度越粗,含水层富水性越强;侏罗系直罗组含水层主要为河流沉积体系,曲流河、辫状河沉积相,河道、河漫滩沉积微相,相同沉积相条件下河道较河漫滩沉积微相富水性强,河道岩性以砾岩、粗砂岩、中砂岩为主,延安组上部地层以三角洲沉积体系为主,三角洲平原沉积相,分流河道与分流间湾沉积微相,分流河道较分流间湾沉积微相...     

区域瓦斯超前治理大功率定向钻进装备与技术

针对当前超长走向工作面区域瓦斯超前防治需求,以及常规定向钻孔孔深浅、效率低、覆盖面积不足的问题,提出采用先进的国产大功率定向钻进装备及技术进行区域瓦斯治理定向长钻孔施工。形成基于ZDY12000LD定向钻机、BLY390/12泵车、随钻测量系统及复合定向钻进工艺的完整配套装备及技术。通过现场试验表明,完成6个定向长钻孔主孔及7个主分支孔,最大孔深达1 521 m,孔径达到φ120 mm,平均成孔周期8.85 d,平均进尺211.6 m/d,相较于常规定向装备钻进速度增加30%以上,显著提高顺层定向长钻孔钻进效率,对加强煤矿区域瓦斯超前治理具有重要意义。     

地下混凝土储热桩换热器周围温度场的模拟分析

通过对地下混凝土储热桩的储热研究,选用单U型埋管换热器,建立地下混凝土储热桩埋管换热器周围温度场模拟分析所用的物理模型和数学模型。通过模拟仿真,研究了储热桩体温度受埋管半径、埋管流量等参数变化的影响,并总结出受这些因素影响后储热桩内换热器周围混凝土温度场的变化趋势,为以后的实验研究提供了参考依据。     

渭北奥灰承压水矿区煤炭开采对水资源的影响及保护

随我国煤炭开采向深部发展,奥灰承压水体上开采导致底板突水与其生态水位下降之间的矛盾日益突出。在分析渭北澄合矿区典型工作面5号煤层含(隔)水层组合特征的基础上,采用理论计算与现场实测综合确定5号煤层开采的底板破坏深度,从含水层结构破坏、生态水位、水质等方面研究了煤层开采对底板承压水的影响。结果表明:澄合矿区5号煤层开采底板破坏深度8~10.8 m,不同工作面斜长与底板岩性组合是影响该区底板破坏深度的主控因素,工作面斜长与底板破坏深度呈正相关,与底板含(隔)水层组合为负相关关系,煤层开采对底板含水层结构影响程度由大到小分别划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级区,其中,Ⅰ级区主要分布于中南部和北部,面积为6.78 km2,占总面积的45.2%;煤层开采尚未对含水层水位、水质造成明显影响。提出以底板注浆加固技术为主保护水资源,稳定生态水位,为渭北地区煤炭工业健康发展找到有效途径。     

东胜—神府矿区煤层顶板水害预测及防治

针对东胜—神府矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探+孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。