近距离煤层群卸压瓦斯联合抽采技术研究及应用

为解决煤层回采过程中下临近层卸压瓦斯涌入采场空间造成瓦斯超限问题,以平煤股份八矿己_(15)-15050工作面为研究对象,分析采动作用下煤层顶底板裂隙发育规律,确定了基于定向钻进技术的近距离煤层卸压瓦斯联合抽采方案。结果表明:(1)研究区域内己_(15)煤层顶板上部55.80 m,底板下部19.71 m范围内均有裂隙产生;(2)底板拦截钻孔抽采浓度均超过90%,单孔最大纯量为163.12 m^(3)/d;(3)采用联合抽采方案时,应优先将拦截钻孔布置在高位孔孔底附近来弥补前期抽采能力不足。

近距离煤层群隔层“探、治”瓦斯技术体系研究及应用

为解决贵州地区近距离复杂群层群采掘过程中邻近煤层瓦斯防治难题,提出了包括邻近煤层瓦斯参数探查技术、保护层开采上覆岩层“三带”范围考察技术和邻近煤层瓦斯抽采防治技术的隔层“探、治”瓦斯技术体系。该技术体系在安顺煤矿的应用结果表明:M9煤层工作面采空区冒落带和裂隙带高度分别约为3.8 m和15.7 m,能够有效增益上覆M8煤层瓦斯治理;临近煤层瓦斯抽采效果受到抽采孔空间位置、长度和工作面推进情况影响,高位钻场、高位巷、高位定向长钻孔和密集穿层高位钻孔抽采方式的抽采纯量分别能达到12、37.7、10.0、40.1 m^(3)/min,高位巷和密集穿层高位钻孔抽采效果更优。研究成果为贵州地区煤层群瓦斯高效治理提供了理论和工程实践基础。

小功率定向钻机在大直径高位定向钻孔施工中的应用

小功率定向钻机在煤矿井下进行大直径高位定向钻孔需进行多次扩孔,施工时面临成本高、效率低、工艺复杂等问题,因此在施工中引入小功率定向钻机一次成孔工艺。基于此,介绍了大直径定向钻孔成孔工艺和钻具组合,为煤矿井下大直径高位定向钻孔施工提供了一种新方法,具有较高的推广应用价值。

复杂顶板岩层大直径高位定向钻孔装备与技术

针对目前综放工作面复杂顶板岩层定向钻进成孔困难,卡钻、塌孔事故频发,以及大直径钻孔扩孔难度大,缺乏配套专用扩孔机具,高位定向钻孔成孔深度浅、钻进效率低、有效孔段少等问题,提出基于无线泥浆脉冲随钻测量系统、螺旋型钻具组合、多动力扩孔用双级双速钻头、煤矿井下护孔膨胀管等专用设备机具的复杂顶板岩层大直径高位定向钻孔技术,实现复杂顶板岩层成孔及扩孔的可靠性,改善工作面采空区瓦斯抽采的稳定性。实践表明:大直径高位定向钻孔单孔抽采纯量3.2 m^(3)/min,是常规定向钻孔的3倍,累计抽采瓦斯纯量1 300 m^(3),应用效果显著。

高位定向长钻孔在综采工作面裂隙瓦斯抽采中应用

针对综采工作面回采后采空区顶板裂隙中瓦斯集聚、容易导致回风隅角瓦斯超限问题,提出采用高位定向长钻孔对裂隙瓦斯进行抽采。依据30902综采工作面现场情况,通过理论计算以及瓦斯抽采经验,确定高位钻孔合理层位为9#煤层顶板20~26 m,水平方向上与回风巷间距为10~22 m;对高位定向长钻孔施工方案进行设计。现场应用后,高位定向长钻孔瓦斯抽采纯量、接抽时间较常规高位钻孔分别增加约3.72倍、4.15倍,通过裂隙瓦斯高效抽采可显著降低回风隅角瓦斯浓度,接抽期间回风隅角瓦斯浓度控制在0.56%以内,实现了裂隙瓦斯高效抽采,可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件。

梁北煤矿定向高位长钻孔瓦斯抽采技术研究

采空区瓦斯涌入工作面易造成瓦斯超限,在特定条件下甚至会引发瓦斯爆炸,威胁煤矿安全高效生产。梁北煤矿在采用传统抽采方式治理采空区瓦斯时,存在成本高、抽采效率低、影响生产接替等问题。为此,结合矿井开采及地质条件,利用定向钻孔能精准控制钻孔轨迹、使钻孔有效延伸至裂隙带指定层位的特点,在32051工作面设计施工2个定向高位钻孔抽采工作面采空区瓦斯,同时对实际钻孔轨迹和瓦斯抽采效果进行分析评价。研究结果表明,钻孔瓦斯抽采浓度3.3%~18.6%,瓦斯抽采纯量0.11~0.49 m^(3)/min,回采工作面上隅角瓦斯浓度由原来的0.3%~0.4%降低至0.1%以下。该技术降低了工作面上隅角瓦斯浓度,提高了抽采效率与瓦斯抽采钻孔的经济性,促进了煤矿安全高效开采。

大孔径高位钻孔瓦斯抽采技术在王庄煤矿的应用

煤层开采过程中,覆岩受采动影响破断、运移,使得裂隙纵横交错分布形成空间裂隙场,为卸压游离瓦斯富集提供空间。为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种钻场结合顶板大孔径(Ф203 mm)的长钻孔采空区抽采技术。采用理论分析、钻孔探测的研究方法,结合潞安王庄煤矿8105工作面的施工应用情况,对采空区垮落带、裂隙带范围进行了确认,并参考此范围为对大孔径高位定向钻孔进行优化设计。结果表明,大孔径高位定向长钻孔在王庄煤矿的应用中表现出明显的优势,其延伸距离长、抽采能力强,单孔抽采纯量和浓度最高分别达到了6.8 m^(3)/min和34.8%;优化后的钻孔位置设计实现了长距离定向高效瓦斯抽采。

高位定向长钻孔在综放工作面顶板裂隙瓦斯抽采中的应用研究

11203综放工作面回采的11#煤层具有瓦斯含量高、抽采难度大等问题,常规的顺层钻孔以及顶板高位钻孔难以有效解决回风巷及回风隅角瓦斯浓度高问题。为此,提出用高位定向长钻孔抽采顶板裂隙瓦斯,通过大直径钻孔提高抽采效果。依据现场条件确定高位定向长钻孔布置层位及施工方案并进行工程应用,现场应用后,高位定向长钻孔瓦斯浓度、抽采量均保持高位,采面回风巷及回风隅角瓦斯浓度分别控制在0.4%、0.6%以内,取得较好瓦斯治理效果。

非等值冒落采空区“三带”考察及其模拟验证

为提高高位裂隙钻孔抽采采空区瓦斯的效果,必须掌握采空区"三带"特征。在理论分析的基础上,现场考察黄陵2号煤矿107工作面冒落带分布,结果表明:冒落带呈拱形分布,并且沿采空区横向对称,最大冒落高度为19 m。通过Fluent数值模拟方法,得出采空区瓦斯抽采的最佳区域,验证了现场考察冒落带非等值高度的正确性。这表明,在分析采空区"三带"特征时,应考虑冒落高度的非等值性,进而通过理论分析、现场考察、数值模拟等手段得出采空区抽采的最佳区域。

飞机自动钻铆技术研究现状及其关键技术

飞机自动钻铆技术能够实现飞机机身、机翼等处壁板的自动钻铆装配,极大地提高飞机装配质量与装配效率。经过几十年的发展,自动钻铆技术在国外已广泛运用于航空航天制造领域,而国内在这一方面正处于起步阶段,技术水平普遍较低。为此调研国外先进自动钻铆技术的研究应用现状,以GEMCOR、Electroimpact、BROETJE三大国外自动钻铆设备供应商为代表,介绍各自技术特点及在自动钻铆技术方面最新的进展。同时,对国内自动钻铆技术的发展进行简要介绍,指出国内在这一技术发展中存在的问题。此外,对自动钻铆技术中包括高精度定位技术、制孔质量在线检测技术、自动送钉技术、离线编程与仿真技术在内的四大关键技术进行详细分析,总结其研究难点,为国内自动钻铆技术的发展提供参考。

采空区顶板高位定向钻孔抽采技术研究

为解决上隅角瓦斯超限问题,利用定向钻进技术轨迹可控、覆盖区域广等优越性,布置顶板高位定向钻孔抽采采空区瓦斯;通过数值模拟寺河矿E5302工作面工作面顶板破坏规律,得到距回风侧75 m范围内不同位置张拉破坏高度关系式,确定采空区顶板高位定向钻孔布置层位为距顶板垂直距离30~45 m;结合现场试验,回采期间上隅角瓦斯浓度控制在0.4%左右,保障了回采期间安全。

黄陵矿区二矿高位裂隙钻孔瓦斯抽采有效性分析

阐述了采用高位钻孔瓦斯抽采的技术关键,确定了工作面上方的冒落带和裂隙带高度,并结合现场实测数据考察了钻孔的有效利用率和钻场间距合理性,结果表明:黄陵矿区二矿107工作面回风巷高位裂隙钻孔布置较合理,能够解决工作面瓦斯涌出量较大的问题,如果降低钻孔仰角,使钻孔的终孔位置位于冒落带之上、裂隙带的中下部,可以更有效抽采瓦斯。

高瓦斯矿井厚煤层长孔静压注水技术研究与应用

为了解决山西某煤矿15102综放工作面粉尘浓度高,煤层氧化剧烈、瓦斯突出现象严重等问题,针对该工作面的地质特征和开采技术等特点,设计了长孔静压注水措施技术。通过现场测试注水效果数据表明:煤层注水能有效降低采煤工作面和巷道的粉尘量,降低工作面温度,防治煤层进一步氧化。证实长孔静压注水技术适用于高瓦斯突出矿井厚煤层开采工作。

高位钻孔抽放瓦斯技术研究

新疆焦煤集团1890煤矿在生产中受上隅角瓦斯超限的影响很大,根据1890煤矿6#煤层的实际情况,结合高位钻孔抽放卸压瓦斯的技术原理,利用COMSOL Multiphysics软件模拟和经验公式,确定了适合16122-1工作面高位钻孔的终孔点高度、钻场间距、钻孔抽放半径、钻孔控制范围等设计参数,解决了回采工作面上隅角瓦斯超限的难题。

高位钻孔瓦斯抽放参数的优化设计

从瓦斯流动规律、高位钻孔布置、钻孔参数优化及分析等几个方面介绍了陶一矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化设计的研究情况。认为这一方法是解决高瓦斯矿井回采工作面瓦斯高的有效方法。

精密阀芯径向孔钻床夹具设计

针对某精密阀芯外圆表面径向孔尺寸和位置精度高、加工质量不稳定的情况,设计一种采用V形槽反装定位、偏心轮装置快速夹紧的专用钻床夹具。详细分析了径向孔加工钻床夹具的定位和夹紧方案,计算出定位元件关键尺寸,阐述夹紧装置的原理和工作过程。经夹具精度分析与验算,发现所设计的夹具完全能满足精密阀芯径向钻孔的高精度要求。该夹具操作简便、适应性强、工件加工质量稳定,为机械行业销轴类零件高精度径向孔钻床夹具的设计提供了参考。

综采工作面复合顶板采动裂隙发育规律数值模拟

基于古书院矿15#煤层152303工作面复合顶板采动裂隙的基础条件,采用RFPA模拟软件,模拟受采动影响工作面覆岩的变化规律,对工作面开采的垮落步距、卸压角等进行分析,研究覆岩最终垮落形态,结合理论计算确定"三带"高度。在对综采工作面煤层瓦斯赋存规律和瓦斯涌出来源分析的基础上,提出了高位钻孔抽采瓦斯的方法,最终确定综采工作面瓦斯治理技术措施及钻孔布置参数。

高位钻场瓦斯抽采技术在高瓦斯复杂煤层回采中的应用研究

通过对李雅庄矿多个回采工作面瓦斯来源的现场测试及理论分析,得出采场围岩瓦斯涌出是导致该矿回采工作面高瓦斯的主要来源,其涌出量占到总涌出量的60%以上。针对该矿煤层顶、底板多为沙质泥岩,其孔隙、裂隙相当发育的特点。提出了高瓦斯复杂煤层回采工作面瓦斯治理新思路。即:采取了在本煤层和邻近层瓦斯抽采技术与顶板钻孔和高位钻场底板高位裂隙钻孔的瓦斯联合抽采方式,并确定了瓦斯抽采的基本参数。从该矿2-602工作面采用高位钻场14个月的瓦斯抽采效果来看,抽采率达到了60.87%,有效地降低了工作面的瓦斯涌出量,为安全高效开采高瓦斯复杂煤层提供了技术保障。

煤层顶板裂隙带瓦斯抽采技术与装备探索

采空区与回风巷上隅角瓦斯超限情况亟待解决。为了对采空区裂隙带内瓦斯进行抽采,降低瓦斯浓度。提出了采用高位定向长钻孔代替传统高抽巷对采空区上隅角瓦斯进行治理的方案,分析了高位定向钻孔的直径大小、层位高低、深度等对裂隙带瓦斯抽采效果的影响,并以大直径定向钻机ZYWL-13000DS在双柳煤矿33(4)13工作面钻进为案例进行验证。结果表明:①定向钻孔直径对瓦斯抽采效率影响较大,因此应在地质条件与钻机性能允许的情况下,选择尽可能大的钻孔直径;②煤层顶板5~8倍采高内为定向钻孔较为适合的施工层位;③在不塌孔的情况下,随着定向钻孔的深入,瓦斯抽采效果逐渐提升,且随着煤矿的回采,高位钻孔涌出的瓦斯会呈平衡状态。实例分析表明:在定向钻进4个孔,且1孔失效的情况下,瓦斯抽采总量仅比高抽巷抽采量低2 m3/min,但采用高位定向长钻孔工艺进行瓦斯抽采能使成本降低70%以上,使有效施工周期缩短75%以上。

高位钻孔瓦斯抽放在回采工作面的应用

介绍淮北海孜煤矿5746回采工作面采用钻场顶板高位钻孔,进行瓦斯抽放的方法,阐述抽放机理及其钻场、钻孔的参数优化设计。实施该方案后,取得了良好效果。