煤层顶板高位大直径定向钻孔瓦斯抽采技术研究

在煤层瓦斯抽采工程中,在钻场这些关键区域,布置了6个高位钻孔,这些钻孔布局合理位置精准,能最大限度地抽取邻近层和采空区中的瓦斯。充分考虑瓦斯运移规律,将钻孔层位选定在砂质泥岩与细砂岩的交界面,距离煤层顶板约30~65 m,以确保钻孔能够最大限度地抽取瓦斯。通过这一高位大直径定向钻孔技术,成功实现了对煤层顶板瓦斯的长期、稳定抽采,使采空区瓦斯涌出量得到了有效控制。在测试结果中,钻场内1#~6#孔平均抽采混量为9.76 m3/min,单孔的最大抽采混量为33.992 m3/min,得出高位大直径定向钻孔在瓦斯抽采过程中具有显著效果,对于提升煤矿瓦斯治理水平具有重要意义。随着煤化工行业的快速发展,提升其技术水平具有重要作用,因此需加强这方面研究,才可以更好地实际应用。

高瓦斯矿井本煤层定向钻孔瓦斯抽采技术应用

为解决高瓦斯矿井工作面瓦斯治理问题,新源煤矿在12213工作面采用本煤层定向钻孔瓦斯抽采技术,选取适合矿井现场实际条件的钻孔参数进行瓦斯预抽钻孔施工,取得了良好的瓦斯抽采效果。证明定向钻孔瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井本煤层瓦斯治理中具有明显优势。

顶板大直径定向钻孔瓦斯抽采技术应用研究

为了研究顶板大直径定向钻孔瓦斯抽采效果,针对新集二矿220112工作面的瓦斯地质条件,从技术和经济方面对定向钻孔与高抽巷两者的抽采效果进行对比分析,结果表明:220112工作面采用顶板大直径定向钻孔抽采后,回风瓦斯浓度为0.24%~0.44%,结合其他抽采措施,有效解决了工作面瓦斯涌出问题;在达到同等抽采效果条件下,顶板大直径定向钻孔与高抽巷相比节约了50%以上的人力、物力成本,减少了施工时间,对高瓦斯工作面安全高效开采具有重要意义。

超长距顶板定向钻孔瓦斯抽采技术

针对沙曲矿高瓦斯近距离煤层群综采工作面瓦斯超限问题,在分析顶板钻孔瓦斯抽采技术原理的基础上,结合最新引进的德国DDR-1200型千米定向钻机,分析了在工作面顶板裂隙带内打定向钻孔抽采瓦斯技术的实施方案。根据14301综采工作面开采的实际条件,确定了钻孔层位布置的合理参数,并进行了工业性试验,结果表明:布置在14301工作面上方顶板22m,倾向方向距运输巷15m处的1#钻孔取得最佳瓦斯抽采效果,平均瓦斯抽采浓度达75%,抽采时间在120d以上。

长距离定向钻孔瓦斯抽采技术在青龙煤矿的应用

贵州省煤矿地质构造复杂、瓦斯含量高、煤层松软,瓦斯治理难度大。为了提高该区域瓦斯治理水平,在青龙煤矿21601工作面运输巷Y3点向前5~205 m处,利用千米钻机进行长距离顺层条带定向钻孔瓦斯抽采技术的现场应用。通过定向钻进技术和分支孔控制技术保证钻孔轨迹控制精度,避免了盲钻、盲抽等现象。应用结果表明:2次煤样检测得到的瓦斯可解吸量分别为1.7729,2.1913 m 3/t;残余瓦斯含量分别为4.7739,5.1704 m 3/t,均小于8 m 3/t,满足矿井瓦斯抽采的基本要求;平均瓦斯抽采纯量达到1.26 m 3/min,比原来提高了12%;与常规钻孔相比,采用定向钻孔抽采的瓦斯体积分数提高了50%,瓦斯治理效果显著。

乌达矿区千米定向钻孔瓦斯抽采技术研究

为了解决乌达矿区高瓦斯矿井工作面开采瓦斯浓度超标问题,在五虎山和黄白茨煤矿采用VLD-1000型长距离定向钻机对开采煤层进行瓦斯抽采,通过合理的钻孔布置设计和现场实践,瓦斯抽采率超过30%,钻孔钻进量共为131 515 m,共抽采瓦斯3.152×107m3,抽采煤炭14.44 Mt,平均抽采气体浓度达61%,最高达90.1%。施工钻孔抽采效果良好,为神华乌海能源公司的瓦斯治理起到了积极的作用。

霍州矿区高位定向钻孔瓦斯抽采技术应用研究

为了验证高位定向钻孔瓦斯抽采技术对霍州矿区地层的适应性,故采用高位定向钻孔瓦斯抽采技术在霍州矿区试验了3个钻孔,在试验过程中采用了复合钻进工艺以及分支孔钻进工艺解决了试验过程中频繁塌孔、卡钻和憋泵等问题,有效保障了3个试验钻孔钻进至设计孔深,完钻最大主孔孔深261 m,累计进尺1 164 m。在工作面回采期间,试验钻孔瓦斯抽采效果较好,抽采混合量稳定在10~14 m^(3)/min,抽采纯量稳定在2~4 m^(3)/min,平均2.85 m^(3)/min,且与普通高位钻孔相比,瓦斯抽采效果更稳定,抽采纯量提升了30%,表明高位定向钻孔瓦斯抽采技术能满足工作面的回采需要。

高瓦斯工作面顶板定向钻孔瓦斯抽采技术研究

新景公司3105高瓦斯突出工作面创新性地试验了顶板穿层定向长钻孔工艺,对上覆邻近层1~#、2~#煤进行抽采治理。结合本工作面相关地质资料及工程概况,理论分析了定向长钻孔的合理布置参数;应用新方案后,平均抽采浓度达到了49%,平均抽采量达到了6.2 m^3/min,抽采效果良好。

高瓦斯矿井千米定向钻孔瓦斯抽采技术

为进一步研究顶板千米定向钻孔的技术原理和工艺参数确定方法,以三元煤矿2305综放工作面为例,结合其地质和通风特点,对回采过程中采空区岩层的结构变化与瓦斯积聚规律等进行了研究,并计算了定向钻孔的垂直层位高度和与回风顺槽的水平投影距离等参数,在此基础上,制定了2305工作面的顶板千米定向钻孔抽采方案,监测表明抽采效果良好,同时解决了上隅角瓦斯浓度超限问题。

鹿台山矿递进式定向钻孔瓦斯抽采技术研究

针对鹿台山矿瓦斯压力大、治理难度高的特点,结合该矿的地质条件,利用理论分析与物理模拟相结合的方法,提出了递进式定向钻孔与水力造穴技术相融合的瓦斯抽采技术,并对该矿掘进工作面的瓦斯抽采提出了实际可行的方案。通过瓦斯抽采前后实测数据对比发现,采用递进式定向钻孔瓦斯抽采技术可以大幅度提高矿井掘进工作面的生产效率和安全系数。

采用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术研究

通过对顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术关键原理进行理论研究,结合大阳煤矿回采工作面应用顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采的实际情况,阐述了大阳煤矿应用梳状定向钻孔产生的效果及经济效益.通过研究,推广顶板梳状定向钻孔瓦斯抽采技术,有助于实现回采工作面在采煤的同时安全高效的抽采瓦斯.

定向长钻孔瓦斯抽采负压变化规律及监测控制技术研究进展

【意义】近水平定向长钻孔是煤矿瓦斯灾害防治的重要技术途径和有效手段,负压是影响定向长钻孔瓦斯抽采效果的重要因素。【进展】从孔内负压衰减机制与分布规律、瓦斯抽采参数监测技术、瓦斯抽采智能调控系统等3个方面系统总结了近水平定向长钻孔瓦斯抽采技术研究进展,其中在孔内负压衰减机制与分布规律方面,总结了负压对瓦斯抽采影响机制、负压衰减机制、负压分布规律等基础理论研究成果;在瓦斯抽采参数监测技术方面,基于不同原理,阐述了超声波式、激光式、孔板式、循环自激式等不同类型的孔口瓦斯监测仪器现状,以及以束管法为主的孔内瓦斯监测手段;在瓦斯抽采智能调控系统方面,介绍了瓦斯抽采智能调控理念与技术装备研究上取得的成果,以负压、流量、浓度等抽采参数为分析调控对象,基于智能算法与PLC控制技术,初步实现井下管网智能调控,提高了瓦斯抽采效率。【展望】指出当前研究存在定向长钻孔内负压变化规律不清、正负压耦合作用机制不明,缺乏孔内长距离的瓦斯抽采参数监测手段和瓦斯多参数监测方法,瓦斯抽采调控系统智能化程度低等不足。同时提出瓦斯抽采定向长钻孔研究的未来发展趋势,包括基于定向长钻孔特殊结构分析的负压抽采与正压扩散耦合机制、基于光纤传感的孔内瓦斯多参数监测系统、基于机器学习的瓦斯抽采参数精细调控方法等研究方向,为近水平定向长钻孔瓦斯治理工程设计、施工、抽采与效果评价提供支撑。

象山矿井12506工作面顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术

针对象山矿井12506工作面钻孔服务有效周期较短,钻孔瓦斯抽采浓度和抽采量不稳定的问题,研究采用顶板定向长钻孔来代替原有的瓦斯治理措施。通过确定高位顶板裂隙带抽采钻孔的最佳层位和有效控制范围,制定顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术应用方案。现场施工表明,在顶板定向长钻孔的瓦斯抽采模式下,1号钻场的抽采效果显著提升,抽采浓度在4%~25%,整体抽采浓度为12.7%,抽采纯量达到12.29 m^(3)/min;同样,2号钻场单孔抽采浓度在17%~22%,整体抽采浓度为20.3%,抽采纯量达到19.74 m^(3)/min。工作面上隅角瓦斯浓度降至0.4%,有效遏制了上隅角瓦斯超限事故,为矿井提供更有效的瓦斯管控,确保矿井安全运营,抽采效果达到预期目标。

基于UDEC的顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术研究

为有效解决主焦煤业2301工作面采空区瓦斯涌出量大、易造成上隅角瓦斯超限等问题,设计使用顶板超长定向高位钻孔对采空区瓦斯进行抽采。高位钻孔的层位选择直接影响瓦斯抽采效果,基于UDEC数值模拟软件研究了采空区垂向“三带”分布,计算出顶板裂隙带高度为17~35 m,且在顶板上方8~17 m处为关键层,在顶板上方17~35 m区域内布孔有助于保护成孔不受破坏。顶板定向高位长钻孔抽采瓦斯能够有效提高抽采效率,瓦斯抽采效果明显,实现了“以孔代巷”的目的。通过考察顶板定向长钻孔瓦斯抽采纯量、瓦斯浓度以及与底板穿层钻孔抽采效果进行对比,并实测抽采后残存瓦斯含量变化情况,验证了顶板定向长钻孔瓦斯抽采了优势,保障了矿井安全生产。顶板定向高位长钻孔替代高抽巷技术具有较强的可行性及广阔的应用前景。

高位定向钻孔抽采瓦斯搭接部位研究与应用

相邻钻场高位定向钻孔合理搭接是保证抽采瓦斯效果稳定、提高钻孔有效利用率的重要环节。根据顶板裂隙带高位定向钻孔抽采瓦斯机理研究结果,通过分析布置高位定向钻孔空间层位、煤层顶板裂隙带分布特征、钻孔轨迹等抽采效果影响因素,确定了实现成功接替的钻孔合理搭接部位,并在党家河煤矿进行了工程应用。应用显示:80~121 m钻孔搭接长度能够满足瓦斯抽采效果,在搭接部位外端点接替使每个钻孔减少钻孔工程量约40 m。

基于高位定向长钻孔的大佛寺煤矿卸压瓦斯抽采技术

陕西彬长大佛寺煤矿为高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量190.4 m^(3)/min。矿井瓦斯治理工作坚持“超前预报、组织管理、综合研判、技术保障、效果评价”相结合的综合防治工作体系,采空区卸压采用“大孔径、多层次、高负压、大流量、密集抽”技术思路。以40204工作面、4034~上02工作面为研究对象,对工作面采动覆岩裂隙分布进行研究,模拟高位定向钻孔抽采下采空区瓦斯浓度分布,结合采空区“O”型圈模型的理论基础,针对大佛寺煤矿卸压瓦斯抽采的“高位钻孔设计、布置层位确定及抽采工艺”进行探讨,结合工程应用对瓦斯治理效果进行评判。结果表明,实施高位钻孔工艺后,工作面上隅角瓦斯稳定在0.15%~0.45%,回风瓦斯浓度稳定在0.2%~0.35%,证明高位定向长钻孔能够有效治理工作面卸压瓦斯,杜绝工作面瓦斯超限,确保矿井安全生产。

特厚煤层定向长钻孔水力压裂瓦斯抽采技术及应用

为解决大佛寺煤矿特厚煤层透气性和瓦斯赋存差异性较大而导致的矿井抽掘采接替问题,提出“分段压裂延展裂隙+整体压裂沟通网络”的定向长钻孔水力压裂技术,通过增加煤层渗透性来提高矿井瓦斯抽采效率,并在40103工作面进行工程应用试验。共完成4个定向长钻孔分段水力压裂施工,累计压裂工程量2190 m,最大泵注压力17.83 MPa,累计压裂注水量4535 m 3,总压裂时间10853 min。相比于未压裂的预抽钻孔,压裂后瓦斯抽采浓度提高了2.20~4.22倍,百米抽采流量提高了4.93~11.03倍。试验结果表明,通过水力压裂后煤层渗透特性增加,瓦斯抽采效果显著提升,初步证实了长钻孔水力压裂强化瓦斯抽采技术的适用性,为彬长矿区的矿井瓦斯高效抽采提供了技术支撑。

高位定向长钻孔瓦斯抽采技术在高山煤矿瓦斯治理中的应用

为有效解决高山煤矿瓦斯超限问题,以50230工作面为研究对象,基于理论分析和计算确定高位钻孔的设计方案,并经过现场实测对比长距离定向高位钻孔和定向顺层钻孔2种技术的瓦斯抽采效果和工程效益。结果表明,定向高位钻孔的单位抽采量相对于顺层钻孔更为显著,实现1.3~2.1倍的提高,体现较好的社会和经济效益,保证矿井的安全高效生产。

坚硬顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的应用

煤炭作为全球能源结构的重要组成部分,在满足日益增长的能源需求方面扮演着关键角色。然而,煤炭开采过程中面临的重大挑战之一就是矿井瓦斯问题。瓦斯(主要成分为甲烷)不仅是一种潜在的温室气体,而且在高浓度下还构成严重的安全隐患,可能导致爆炸事故,威胁矿工的生命安全。旨在探讨坚硬顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的原理及其对煤矿安全生产和环境保护的影响,同时就其具体应用提出了建议,以期为相关领域的研究与实践提供参考。

马兰矿保护层开采定向长钻孔卸压瓦斯抽采技术研究

针对马兰矿保护层开采过程中工作面瓦斯超限,现有常规钻进方式能力小,抽采效果差,严重影响回采效率的问题,设计了定向长钻孔瓦斯抽采技术方案。首先介绍定向钻孔原理和施工流程,并动态监测了钻探后,矿井瓦斯实际抽采浓度与纯量;实践表明,采用定向长钻孔瓦斯抽采技术与常规底板卸压钻孔抽采技术相比,瓦斯抽采效果更好的是定向长钻孔瓦斯抽采技术,大幅提升瓦斯抽采量,有效治理保护层开采卸压瓦斯,为工作面的安全回采提供了技术保障。