天然气钻井影响下综采工作面底板破坏特征分析

废弃天然气钻井的存在会导致工作面回采过程中底板破坏特征发生变化,同时采动也会造成废弃天然气钻井密封结构发生破坏,增加天然气逸散到工作面的可能性。针对青龙寺煤矿5-20111工作面回采过废弃天然气钻井开展数值模拟研究,分析在天然气钻井影响下工作面底板竖向位移和底板破坏深度的变化规律,探究采动对废弃天然气钻井密封结构的影响规律。研究结果表明,在天然气钻井影响下5-20111综采工作面底板最大竖向位移为40mm,底板最大扰动破坏深度约为16m。5-20111工作面开采过程中,工作面底板下方废弃天然气钻井及周边1m范围内岩体的最大破坏深度约为80m,在此范围内钻井周边0.3m范围内的岩体会发生破坏而出现逸气通道。

综合物探法在13103工作面底板富水性探测中的实践

为掌握沙坪煤业13103工作面带压开采奥灰突水危险性,采用综合物探及钻探法对底板富水性实施探测。结果表明,运用无线电坑道透视法发现5处异常区域均与工作面掘巷已探明断层、向斜构造重合;音频电透法与瞬变电磁法均探测出工作面底板富水异常区。结合钻孔探查得到3个重叠异常富水区,YC3、S1和Y1重叠区显示向斜轴部含水层具有高富水性和补给源,YC4和S2重叠区出水量小,但仍存在补给,局部富水区域有水害风险,YCS和Y2重叠区无水力联系独立含水层。该探测结果为13103工作面回采计划的制定提供地质资料支持。

底拖与定向钻组合技术在海底输水管道铺设中的应用及优化

为保障输水管道在海底铺设过程中可以顺利实施,以洞头陆域引调水工程一期大门岛至鹿西岛海底铺管为例,针对该工程中管道铺设距离长、埋深深度不一、通航条件较为复杂、铺设区存在各类海底光(电)缆等问题,采用底拖与定向钻组合的施工工艺进行海底铺管,在通航影响范围以外使用底拖法铺管,在通航区域内采用定向钻工艺进行海底铺管,本工艺可提高海底管道铺设的效率与安全。同时,对管道配重工序进行工艺优化,通过比选最终选定以增加管道壁厚为本工程的配重方案,既提高了管道的耐腐蚀性能,施工成本也得到了有效的控制。

担水沟煤矿特厚煤层开采底板导水破坏带深度实测研究

为了研究特厚煤层开采对工作面底板破坏深度的影响,通过在担水沟煤矿9204工作面底板2个观测钻孔,运用直流电法观测分析工作面回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合工作面与测点的空间位置关系,得出采动影响下的底板破坏深度,并将其与未考虑煤厚因素影响的统计公式和理论公式的计算值进行比较分析。结果表明,工作面实测底板破坏深度为17.3 m和18.3 m;实测底板最大破坏深度小于统计公式值7.81%~12.90%,大于理论公式值24.81%。探讨其机理认为,相对于工作面斜长、采深等因素,煤厚因素对底板破坏深度影响较低;且工作面底板下17 m赋存有一厚层隔水砂质泥岩,不易产生导水裂缝,降低了底板导水破坏深度。

底板灰岩定向钻孔高效钻进技术实践

针对新安煤矿底板灰岩定向钻孔采用常规滑动定向钻进工艺施工钻效低的问题,提出了应用复合定向钻进技术和减阻加压定向钻进技术来提高钻效的试验方案,分析了复合定向钻进技术原理和优缺点,介绍了水力振荡器和水力加压器,根据工具的技术特点制定了钻具组合方案。利用该技术在新安矿15150工作面下部底板巷底板奥灰探查治理工程中进行了应用试验,其中,1^(#)孔在390~501 m孔段试验了复合定向钻进技术,综合钻效为16.6 m/小班,较常规滑动定向钻进工艺时钻效提高46%;2^(#)孔在387~510 m孔段试验了减阻加压定向钻进技术,综合钻效为17.6 m/小班,较常规滑动定向钻进工艺时钻效提高了39%,为矿方底板灰岩探查治理提速增效提供了可行的技术支撑。

地面定向钻孔对煤层底板加固注浆改造技术

为解决井下作业环境对工作面底板含水层治理施工的空间限制与安全影响,保证工作面采掘安全,以吕梁山矿3-303工作面为例,分析研究其地质及水文地质条件,提出采用地面施工定向钻孔的方法改造煤层底板隔水层的厚度和隔水性能;设定采区和工作面的治理范围,选取合适的钻孔终孔设计层位,并下设多级套管避免塌孔堵孔后钻孔报废,通过注浆加固,改造隔水层的厚度和隔水性能;改造后的工作面煤层底板隔水层音频电透的视电导率分布较为均匀,底板改造效果良好。

半潜式钻井平台双联钻机钻台布局设计

为建造具有自主产权第六代深水半潜式钻井平台,对双联井架钻机钻台总体布局和钻台自动化处理装备的布置进行了设计分析。双联井架钻机钻台采用中心布局,分析了与钻台直接关联设备设施不同配置方案的优缺点,优选钻台在平台的布局方案;对主、辅钻井中心采用偏心布置,兼顾作业顺畅和平台动力性能;制定钻台自动化装备布局原则,按双联井架钻台作业工艺流程及设备设施作业衔接关系进行钻台布局,同时基于人因学原则,合理布置转盘、大小鼠洞、顶驱、铁钻工、排管机、多功能机械臂等钻台自动化装备;钻井控制室布局采用集中式布局,实现了基于工艺流程的控制方式,改变基于设备功能集成方式。在系统分析基础上,完成适合半潜式双联井架钻机钻台布局方案。结果表明,合理的钻台布局设计不但确保双联钻机钻台自动化作业流程,提高了作业功效和安全性,而且为整个平台布局规划提供了良好基础。

隧道开挖对近接既有人防工程影响的监测方法

结合萧山北干山永久路新开隧道下穿人防工程监测项目,研究了公路隧道在近接既有人防工程施工过程中的监测方法,从而建立了一套较为健全、完备的监测方法.主要涉及监测仪器的选取、监测指标值的选取、监测频率的确定及测点的布设等.根据本监测方法选取了监测结果中的底板位移及围岩压力进行数据处理,验证了本监测方法的可行性与合理性.

寺河矿“四位”钻孔瓦斯抽采技术实践

根据寺河矿初采及正常回采期间瓦斯涌出实际,简要分析了瓦斯来源。根据采动卸压垂向分布规律,设计并施工了低位钻孔、中位钻孔、高位钻孔、底板拦截钻孔("四位"钻孔),互相配合共同抽采瓦斯,各钻孔达到并超出预期效果,形成"四位"钻孔瓦斯抽采模式,提高了采空区瓦斯抽采量,一定程度上解决了工作面初采及正常回采期间的瓦斯问题。

深部煤巷条带预掘底板岩巷卸压抽采防突技术研究

为了防止深部煤巷地应力主导型煤与瓦斯突出,分析了应力、瓦斯对煤岩体力学性质的影响规律,以及深部动力灾害发生机制,研究了深部煤巷掘进煤与瓦斯突出的力学特点及深部巷道围岩分区破裂的非单峰应力分布及演化过程,给出了深部巷道破裂区内、外边界及卸压影响范围的表达式,提出利用预掘卸压底板岩巷对上覆煤岩体进行卸压、穿层钻孔抽排煤巷条带瓦斯的区域防突方法,运用数值模拟方法确定卸压底板岩巷的合理空间位置,并进行了成功应用。实践表明:将卸压底板岩巷布置在煤巷正下方底板8~12 m位置,上覆煤岩层卸压效果显著,煤巷条带区域卸压抽采防突效果明显,实现了煤巷安全快速掘进。

自升式平台钻台锁紧装置载荷计算与受力分析

为避免平台在意外情况下倾斜时钻台滑移坠海事故的发生,在分析自升式钻井平台钻台结构特点的基础上,提出采用丝杠螺母锁紧方式进行钻台锁紧方案,并开展了钻台锁紧装置载荷计算与受力分析研究。以锁紧丝杠螺母为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,对平台在维持倾斜状态以及突然发生倾斜时锁紧装置的受力和承载进行计算分析。分析结果表明,在平台维持15°倾斜状态时,装置能有效锁紧钻台;平台突然发生倾斜时,运动惯性力随着倾斜速度加快而明显增大,当倾斜15°所用时间长于2.22 s时,装置能保证钻台的锁紧。

高突矿井大采高工作面瓦斯抽采技术及实践

为解决大采高厚煤层工作面回采期间瓦斯超限难题,应用顶板走向长钻孔中位钻孔和下临近层底板定向长钻孔等瓦斯抽采措施,对回采面瓦斯进行了多源头治理。通过对顶板走向长钻孔的抽采效果考察,确定其垂直层位为40±5m范围、水平层位为50±10m范围为最佳瓦斯抽采区域;中位钻孔合理的垂直层位为20m左右,水平层位为45~50m范围抽采效果最佳;下临近层底板定向长钻孔是拦截下部5#煤和7#煤向上部采掘空间涌出瓦斯的有效手段,其最佳的水平层位为距巷道轮廓线20m范围,垂直层位为钻孔布置在下临近层煤层中。通过对3种不同瓦斯治理措施的综合评价考察,确定顶板走向长钻孔是治理回采面最为有效的措施,其抽采量占工作面回采期间总抽采量的79.6%,中位钻孔抽采和下临近层底板定向长钻孔抽采是回采面回采期间的辅助性措施。措施使用后,工作面上隅角瓦斯浓度保持在0.4%~0.6%之间,有效保证了工作面的安全高效回采。

实现离线操作的自升式平台钻台面改造设计

顶部驱动作业方式可提高钻井效率,但是钻机在进行接单根作业时不能进行钻进作业。为了充分利用钻机,大型的海上平台设置了双井架或一个半井架,但双井架和一个半井架并不适用于井口区域十分有限的传统自升式平台。为此,对自升式平台钻台面进行改造设计。改造设计方案主要包括钻台面外挂小平台设计和自升式平台常用塔形井架前开口改造设计。完成钻台面改造后,在开钻前仅需要准备少量立根置于立根盒内,在钻进的同时,于外挂小平台上完成离线接立根动作,并利用新增滑轨运送至井架内部立根盒内。离线操作功能的实现大大减少了开钻前的准备时间以及钻进过程中的停钻接立根时间,提高了钻井作业效率。

基于PLC的集装箱地板钻孔装置系统设计

集装箱木地板的安装主要由工人手工划线、钻孔、锁钉来完成,因此会造成集装箱产品质量不高、生产效率低等问题。介绍一钻孔专机,解决了生产中的关键问题。介绍了该专机的结构及定位原理,给出了控制系统的硬件结构,绘制了流程图。实践证明:该专机既降低了操作人员的劳动强度,又提高了生产效率,使钻孔的位置更加准确,从而提高了集装箱地板的装配质量,同时降低了集装箱的生产成本,提高了企业的经济效益。

煤层底板音频电透视探测成果反映的底板阻水条件

应用音频电透视技术,分析了杨村煤矿2702工作面底板30 m和50 m深度界面的探测成果,并与井下水文钻孔揭露的煤层底板岩层结构及探水结果对比研究,发现音频电透视探测的煤层底板综合视电导率高异常与岩层的裂隙性及其充水程度具有很强的关联性;岩层裂隙与含水层连通性良好部位明显显现视电导率高值异常,结果表明,音频电透视探测成果能够综合反映底板岩层的阻水条件。

深水钻井船双联井架作业系统设计

以双联井架作业方法为指导,对目标深水钻井船上完成此种作业方法所需的双联井架作业系统的各个子系统进行阐述和对比分析。重点对双联井架作业系统结构设计的各种工况和有关载荷进行剖析,优化作业工况下不同工序的载荷,提出井架和钻台设计的最大组合载荷;分析作业系统的钻台和井架布置规划,以及深水钻井船通航过桥高度限制引起的井架设计方案。最后,基于作业系统各子系统分析和优化研究的结果,提出目标双联井架作业系统的主要技术参数和总体解决方案,作为深水钻井船开发船型的设计基础。

远距离被保护层被保护区域预抽瓦斯效果研究

为了研究远距离被保护层被保护区域预抽瓦斯效果,为其他区域同一保护层和被保护层开采提供依据和借鉴。基于保护层开采、煤与瓦斯突出防治等理论,首先对保护层开采防止煤与瓦斯突出机理进行研究,接下来计算了保护层开采保护范围,继而从瓦斯抽采量、抽采率和煤层顶底板相对变形量等方面对采用的地面钻孔和底板巷向上穿层钻孔等瓦斯抽采技术预抽被保护区域瓦斯效果进行了研究。结果表明:开采保护层有效减少或消除被保护层煤与瓦斯突出危险性,煤层瓦斯预抽率远大于30%,被保护层的最大膨胀变形远大于3‰。

矿井工作面开采底板破坏规律钻孔电法测试分析

煤层开采过程中工作面底板岩层变形与破坏特征可利用物探方法进行综合测试与判断。淮南潘北矿3煤层距底板灰岩层较近,现场利用底板巷道布置钻孔电法测试系统,根据煤层开采进度进行实时监测,获得了煤层开采过程中底板岩层电阻率值变化过程参数,结合背景值对比分析获得了岩层破坏特征规律认识。结果表明,该工作面3煤层顶分层开采破坏深度为14.5 m左右,其结果动态、可靠。

煤层底板导水通道钻孔超前探查与多元信息识别技术

煤层底板多发育有各类导水通道,严重威胁着矿井的安全生产。为更加科学地建立底板导水通道多元信息识别技术体系,预防底板突水,首先根据导水通道类型多样、位置不明、突水危害大等特征和地面定向钻进区域探查技术的优点,提出了轨迹合理、目标层合理和探查区域最大化的探查原则。其次总结分析了淮北矿区、淮南矿区、邢台矿区、黄河北煤田等区域导水通道探查过程,发现在揭露导水通道时,岩屑、钻时、钻井液漏失量等直观指标和压水试验透水率、注浆参数等验证性指标均与正常地层有明显差别。为此将钻探过程中多源信息判识指标分为定性和定量两大类。根据钻遇导水通道时,岩屑和钻时2项定性指标的变化幅度,给出了对应的标准曲线,进而确定了导水通道类型分类体系;接着综合分析钻井液漏失量和压水试验透水率2项定量指标在钻孔揭露导水通道时的变化,提出了钻井液漏失量30 m3/h、压水试验透水率10 Lu作为导水性分级的界限,据此建立了通道导水性能双因素综合分级体系,将导水性划分为4个等级。最后以华北型煤田某典型矿井为例,根据探查原则实施4个孔组对导水通道进行了超前探查,应用多元信息识别技术成功判识出探查区域内的4条断层、2处岩溶裂隙带和1个陷落柱,并确定了导水通道的导水性等级。研究成果对提升煤层底板导水通道识别和治理具有指导作用和重要意义。

膨胀土隧道仰拱施工技术

结合新建铁路沈阳铁路枢纽东北环线团山子隧道膨胀土地段仰拱施工易发生底鼓的情况,介绍仰拱的受力分析、锚杆对控制膨胀土隧道底鼓的作用及效果、仰拱施工工艺及设计措施,并对膨胀土隧道仰拱施工提出建议,为类似工程提供一定的借鉴。