煤矿井下定向深孔大孔径套铣打捞技术及工艺参数

为解决煤矿井下定向深孔卡钻事故,采用定向深孔大孔径套铣打捞技术,通过对事故点孔深、套铣打捞钻具弯曲孔段通过能力、套铣打捞工艺参数进行分析研究,应用结果表明:大孔径套铣打捞钻具通过弯曲孔段能力强,能够有效提高定向深孔卡钻事故处理成功率;但高转速和高钻速不仅会引起回转压力增大而导致套铣钻具断裂事故,且高转速对事故钻具的磨损增大,高钻速易引起沉渣卡钻,建议钻速控制在4~25 m/h,转速控制在10~80 r/min以解决孔深超过700 m定向钻孔卡钻事故。

煤矿井下定向深孔复合钻进减阻规律研究

复合钻进对于提高综合钻进效率、提高系统钻进能力、改善孔内环境以及实现钻孔轨迹精确控制均有积极意义;尤其是对于定向深孔,复合钻进能够起到很好的减阻作用。分析了复合钻进时钻柱运动状态,提出了转滑比概念;运用动力学有限元分析方法研究了转速、给进速度对摩阻的影响,得出了转滑比与减阻效率的影响关系。通过现场试验验证了模拟分析结果,并总结出了适用于硬岩定向钻进的复合减阻钻进工艺。

定向深孔钻进技术在回采巷道机掘工作面探放水工程中的应用

母杜柴登煤矿30201工作面2条机掘回风巷施工中,采用煤炭科学研究总院西安研究院生产的ZDY-6000LD型履带式全液压坑道定向深孔钻机,在2条巷道中间的钻场内,定向钻进1个主孔、2个分支孔,对巷道上方或下方18m、左右各30m范围内的地层含水情况进行探测,实现了长距离探放水优质、快速施工,取得了较好的效果。

中深孔定向钻进技术及煤矿中分支孔应用研究

煤矿工程中钻孔施工是非常重要的工作,钻孔的精确性和进度对煤矿工程采掘工作产生直接影响,和传统的钻进技术相比,中深孔定向钻进技术的应用使钻孔精确度高、适应性强且速度快,且工艺流程和施工方案简单,有助于提高煤矿采矿效率。本文分析中深孔定向钻进技术,提出技术应用措施和煤矿中分支孔的应用措施。

深孔定向钻进技术与装备在我国矿井瓦斯抽采中的应用

深孔定向钻进技术与装备能够有效解决我国利用钻孔抽采瓦斯中存在的问题,国内对该项技术与装备进行了大量的试验研究和现场应用。介绍了孔底马达滑动深孔定向钻进技术原理和我国深孔定向钻进技术取得的成果与突破,对比分析了几款国内外典型的深孔定向钻进装备,概述了深孔定向钻进技术与装备在我国井下瓦斯抽采中的四种具体应用形式及相应的应用案例,总结了该项技术与装备研发与应用中存在的问题。结果表明:利用深孔定向钻孔抽采煤层瓦斯是目前国内常用且有效的方法。但仍存在松软煤层成孔困难,成孔限制条件众多、复杂,装备复杂、昂贵,部分配套设备受国际垄断等问题。国内应加大投入,突破垄断,努力实现自主创新。

煤矿井下深孔定向超前钻探技术研究与应用

赵固二矿为河南能源焦煤集团主力生产矿井。矿井水文地质条件复杂,为煤与瓦斯突出矿井,矿井瓦斯与水害治理工期较长,造成钻探与掘进开拓工时矛盾严重,直接制约矿井接替。为缓解矿井接替紧张局面,采用深孔定向超前钻探技术代替传统超前探方式,采矿作业取得了很大的成效。

煤矿井下深孔定向钻进瓦斯抽采技术及应用

为解决试验矿井采用传统抽采技术存在巷道掘进速度慢、采掘接替紧张的问题,提出采用深孔定向钻进瓦斯抽采技术施工定向长钻孔替代常规钻孔进行煤层瓦斯抽采的方案。定向钻进对煤层有效作用面积大,可以大范围改变煤体原始应力的分布,从而打破煤层瓦斯吸附-解吸的动态平衡,使大量吸附态瓦斯转化为游离态;在钻孔负压与煤体地应力和瓦斯压力形成的压力梯度作用下,游离态瓦斯源源不断地流向钻孔空间,使周围煤体瓦斯得到有效排放,煤体发生收缩变形,透气性系数大幅增加,地应力与瓦斯压力梯度减小,从而使得定向长钻孔抽采影响范围扩大,实现煤层瓦斯大面积有效抽采。试验结果表明:采用深孔定向钻进技术施工定向长钻孔成孔良好,试验钻孔总进尺为2 213m,主孔最大孔深达523m,日均抽采纯量为3 528m3;钻孔平均瓦斯抽采体积分数高达88.3%,最高为98.0%;单孔平均瓦斯抽采纯量为1.23m3/min,最大超过2m3/min,瓦斯抽采效果显著;与常规钻孔抽采相比,定向钻孔单孔瓦斯抽采纯量提高了16倍多,单孔瓦斯抽采体积分数提高了2~4倍,巷道月均进尺提高了1倍多。

西山煤田区域瓦斯抽采深孔定向钻进技术

在对西山煤田地质条件和瓦斯抽采理论依据进行分析的基础上，采用深孔定向钻进技术打设顺层钻孔和高位顶板裂隙带钻孔的区域瓦斯抽采综合技术，并对5个高瓦斯矿井进行了定向钻孔的参数设计和施工。采用顺层钻孔区域瓦斯预抽的3个矿井，抽采量均值稳定在1．0～1．5m3／min，在规定预抽时间内，残余瓦斯含量低于7m3／t；采用高位顶板裂隙带瓦斯抽采的2个矿井，高位孔的平均瓦斯抽采体积分数为30％～50％，当回采工作面推进距离大于极限垮落步距后，回风巷瓦斯体积分数稳定，均低于临界值0．5％。

深孔定向钻进技术及其在煤矿工程中的应用

本文介绍深孔定向钻进技术的原理、典型的设备选择、工艺、测量系统以及该技术在煤矿工 程中的应用。

深孔定向钻机在瓦斯防治中的应用研究

本文利用了深孔定向钻机的施工工艺特点,在东庞矿深部水平区域采掘工作面进行风动孔底螺杆马达定向钻进技术研究,总结出一套适合该矿煤岩结构特点的钻探工艺和可行的近水平长距离煤岩钻孔技术施工方案。结果表明,采用该钻机所施工的顺层瓦斯抽采定向钻孔相对于底板穿层钻孔可节约513.42万元;节约工期7.75个月;减少了钻孔工程量,提供了一种新的消突方法,提高了矿井防突管理水平,使得防突工作更具针对性、超前性和准确性,保证了矿井的安全生产。

深孔定向钻机在瓦斯抽采方面的应用研究

为了减少煤矿瓦斯灾害、保证煤矿安全生产,利用深孔定向钻机的精确定位和深孔施工工艺特点,立足东庞矿瓦斯抽采治理现状,系统、深入地开展了深孔定向钻机在瓦斯抽采方面的应用研究。通过与普通高位钻孔瓦斯抽采效果的比较可知,深孔定向钻机的应用获得了良好的效益。

突出软煤层千米深孔定向钻进施工研究

针对煤矿井下煤层气开采中,在突出软煤层深孔定向钻进施工过程,所发生的喷孔、卡钻、顶钻、压钻等情况,导致影响施工安全,钻进效率低等问题,提出了综合钻进技术研究,解决了钻进的技术难题,更加有效的保证了施工安全,提高了钻进效率,实现了软煤层深孔定向的快速钻进,取得了煤层气开采的好效果。

深孔定向钻机在瓦斯抽采方面的应用

为解决矿井开采时经常遇到的瓦斯风险,本文结合某煤矿3#煤层实际情况,在确定瓦斯抽采方法的基础上,对瓦斯抽采过程中深孔定向钻机具体应用进行分析,提出钻孔施工时需要注意的要点,以期为相关人员提供参考。

超深孔聚能定向爆破技术在本煤层抽放瓦斯中的应用研究

针对庞庄煤矿张小楼钻孔抽放瓦斯中存在的抽放效率低、浓度低、衰减速度快等技术难题,基于聚能爆破定向增透效应,创造性地设计出多缝线射流聚能药卷,并进行了主要爆破参数的设计,同时将超深孔聚能爆破技术成功应用于实际瓦斯抽放工程中。工程实践表明:采用超深孔聚能定向爆破技术,钻孔瓦斯平均抽放浓度提高了近200%,预抽率大于30%,瓦斯压力低于0.74MPa,有效解决了高瓦斯、低透气性煤层的瓦斯抽排放问题,可为煤层预抽瓦斯提供一定的借鉴价值。

煤矿井下硬岩定向钻进孔底水力加压技术

为解决煤矿井下硬岩深孔滑动定向钻进过程中因钻柱托压效应引起的给进压力大、钻进效率低、钻孔深度受限等问题,提出了采用孔底水力加压方式提高钻头钻压的技术思路。通过借鉴石油钻井领域水力加压器结构并结合煤矿井下近水平孔钻进工况进行了孔底水力加压器结构设计,运用理论计算和数值模拟方法进行了水力参数设计。对样机进行了室内测试,测试结果表明,采用Φ12 mm、Φ13 mm、Φ14 mm活塞水眼在流量200～450 L/min范围内输出轴向压力2～10 kN。在淮南张集矿进行了现场试验,并总结出了一套孔底水力加压和水力辅助加压工艺,试验结果表明,滑动定向钻进方式下钻孔深度由464m顺利延伸至578m,深孔钻进时最大钻效由之前托压孔段的1 m/h以下提高至3 m/h以上,试验进尺内平均给进表压较托压孔段降低了23.8%、平均钻效提高了137%。

不同方式的定向钻孔在采面治理瓦斯上的应用

随着定向千米钻机在煤矿井下的推广应用,深孔定向钻进技术已广泛应用于矿井瓦斯抽采、地质构造探测等方面。利用其钻孔轨迹精确定位的特性,施工模块和条带钻孔抽采本煤层瓦斯,施工采空区定向高位钻孔抽采空区瓦斯,预测煤层的赋存状态及地质构造等异常区,实现矿井综合瓦斯治理。

深孔聚能爆破掏槽技术在张小楼井掘进实践中的应用

针对庞庄煤矿张小楼井传统的钻爆法施工中存在的机械作业效率低、单循环进尺小且爆破作业的安全性难题,基于聚能定向爆破效应,创造性地设计出多缝线射流聚能药卷,可在煤层获得较大范围爆生裂隙网,增大炮孔间距,大大减少钻孔工作量,提高岩石破碎度;同时采用双楔形掏槽爆破,所需掏槽眼数目较少,单位耗药量小,具有极大的优势。因此此高效掏槽技术可在硬岩巷道爆破掘进中进行试验,对解决张小楼井大断面硬岩巷道的安全快速掘进难题有极大的参考价值。

区域大型物探断层多重探测技术研究与应用

赵固二矿F_(17-1)为矿井边界大型物探断层,由于矿井埋深大、冲积层厚、地面施工环境复杂,经多次三维地震勘探仍无法确定断层部分区域的赋存情况,为矿井接替大巷布置造成较大影响。仅靠单一物探或单一钻探无法对该大型断层赋存情况进行准确探测。利用地面深孔定向钻孔在水平方向上沿标志层探明大巷前方断层上盘位置,并进行注浆加固,随后沿断层走向在两盘成组布设地面垂直钻孔,对断层走向、落差进一步探查,并将钻探成果和数字测井、精细三维地震勘探数据对比,确定了断层的位置、落差等相关属性,达到对断层准确控制的目的。