新型瓦斯抽采钻孔设备及下放筛管技术研究

针对突出松软煤层区域治理中暴露的本煤层钻孔钻进难、塌孔、抽采周期短、抽采浓度衰减快这一瓶颈问题，课题组研发了一套新型的钻进工艺及设备，并与河南煤层气开发与利用公司合作，在平煤十矿进行现场试验，通过与传统钻孔工艺对比，新型工艺具有成孔率高（成孔率可达100％）、筛管下放率高（可达98％以上）、操作方便快捷、节省成本、减小劳动强度等特点，提高了瓦斯的抽采浓度和抽采周期（浓度提高3～4倍，日平均抽采量提高8倍以上），实现了煤矿的安全生产，具有良好的经济效益。

砂卵石地层多排管局部冻结的群孔效应与设计方法

针对富水砂卵石地层PBA车站施工止水的板梳冻结工法,采用基于物理模型试验建立的数值模型,分析研究了静水及渗流条件下多排管局部冻结的成形发展规律,揭示了此种冻结方式的“群孔效应”,认为群孔效应是指多排管冻结时,不同冻结管降温作用相互叠加加强的现象,并提出了富水砂卵石地层条件下整体均匀布置、边缘局部加密的多排管局部冻结的设计方法.同时分析了地下水渗流速度、冻结管间距、土体等效导热系数等对冻结整体交圈过程的影响规律.研究发现多因素中冻结管间距对冻结交圈时间影响最大,其次是渗流速度.

松软煤层群穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术

针对松软煤层群穿层钻孔施工过程中成孔率低、易塌孔堵塞瓦斯抽采通道、抽采效果差等问题,分析了穿层钻孔全程筛管下放瓦斯抽采技术原理及施工工艺,并在神华宁煤集团石炭井焦煤公司进行了现场试验,结果表明：全程筛管下放瓦斯抽采技术在松软煤层群穿层钻孔中的钻孔施工成孔率达到100%,筛管下放成功率为93%;相比未下放筛管瓦斯抽采技术,单孔平均瓦斯抽采浓度提高了0.2 -3. 5 倍,平均瓦斯抽采流量提高了0. 7-7. 2 倍.该技术在穿层钻孔瓦斯抽采中的应用提高了钻孔成孔率,保证了钻孔瓦斯抽采效果.

松散地层冻结造孔施工难题及对策

塔什店矿区一号矿井中央回风井前期采用普通法施工,后期采用冻结法施工,冻结深度505m,冻结孔穿越松散地层。该地层造孔施工中,部分孔漏浆严重,冻结管下放困难,对造孔施工影响较大。通过总结分析,采取了调配泥浆、灌浆钻进以及扩孔等措施,解决了上述难题,冻结孔质量均符合设计要求。

松软煤层瓦斯抽采下筛管技术的应用

针对松软煤层瓦斯抽采孔壁稳定性差,易造成喷孔、塌孔,难下筛管,瓦斯抽采效率不理想的问题,介绍了全孔段下筛管技术的配套设备及工艺流程,并在张村煤矿对该技术进行了工业试验。结果表明:在松软煤层中全孔段下筛管工艺比传统工艺的成孔率高50%;全孔段下筛管工艺可以使单孔瓦斯抽采浓度提高2.8倍,单孔纯瓦斯流量提高2倍;而且全孔段下筛管技术护孔效果要远远高于传统工艺,尤其在松软煤层中采用该技术可以大大提高瓦斯抽采效率。