花眼护孔管对顺层钻孔瓦斯抽采效果的影响研究

为探究顺层钻孔内花眼护孔管对瓦斯抽采的作用程度,建立基于裂隙-孔隙双重介质的煤岩瓦斯气-固耦合数学模型,分别对顺层钻孔内花眼护孔管不同长度的布置方式进行瓦斯抽采数值模拟;此外,在潘三煤矿11-2煤层开展现场试验,对比分析钻孔内布置与不布置花眼护孔管的实际抽采效果。结果表明:当顺层钻孔全程使用花眼管护孔时,模拟得到的钻孔周围残余瓦斯压力和含量最低;使用花眼护孔管的钻孔周围瓦斯含量明显下降,并且随着抽采时间的增加,花眼护孔管对瓦斯抽采的促进效果更加显著。

中深孔护孔管理与排水

1 引言目前,我国对成孔后炮孔的护孔管理及其对爆破效果的影响研究很少。然而炮孔中有水及泥浆,炮孔的破坏损失不断给施工带来巨大困难,降低生产效率,而且严重影响爆破效果,造成巨大的经济损失。国外已经做了一些研究。为此我们应对这个问题给予重视,尽快研究和解决。

井下钻机队探放水施工护孔管装置的焊接

介绍了井下探放水施工所用护孔管的焊接方法,为解决常规工艺方法下焊接护孔管所存在的质量缺陷,提供了简单、有效的工艺施工方案。

花眼护孔管对顺层钻孔瓦斯抽采效果的影响研究

本文对构建基础模型分析后,对物理模型、求解条件加以研究,对花眼护孔管对顺层钻孔瓦斯抽采模拟结果的影响进行刍议,旨在顺层钻孔瓦斯抽采中科学使用花眼护孔管,充分发挥出花眼护孔管对瓦斯抽采效果的作用。

煤层大直径钻孔护孔管强度设计与稳定性评价

采用理论分析和数值模拟方法,分析了大直径钻孔(φ426 mm)是否下护孔管,不同垂直应力(12~30 MPa),不同壁厚(2~10 mm)等因素影响下,钻孔周围煤体和管壁受力变形特征,并对护孔管安全性进行了评价。研究结果表明:护孔管弹性挤毁强度为65.13 MPa,是上覆岩层自重载荷5.2倍;当垂直应力为30 MPa时,护孔管内部最大应力为28.11 MPa,煤体内部应力峰值45.46 MPa,距护孔管0.81 m,孔壁垂直和水平位移与施加应力呈现指数相关性;壁厚对钻孔支撑起主导作用,钻孔垂直位移和水平位移随着壁厚增加而逐渐降低,但垂直位移变化幅度更加剧烈,钻孔塑性破坏呈现X形破坏形态,塑性区1.08~1.72 m(5.1~8.1倍孔径),安全系数与壁厚呈现指数关系,壁厚6 mm时安全系数为1.20,基本满足抽采设计要求,瓦斯治理效果显著,相关研究为钻孔护孔工艺设计与优化提供指导意义。

高位定向长钻孔水力输送对接筛管护孔技术研究

保障高位定向长钻孔在工作面回采过程中的稳定抽采是实现“以孔代巷”的前提,而采用筛管完孔是维持钻孔稳定的有效护孔措施。为了实现高位定向长钻孔全孔段筛管护孔的工程应用,开发了钻孔内水力输送分组筛管自主对接完孔工艺技术,配套研制了ø95 mm筛管悬挂装置、ø95 mm玻璃钢筛管、ø100 mm封堵短节、ø140 mm钻头通水堵头以及ø95 mm分组筛管对接装置,并在皖北矿区两个煤矿的不同工作面顶板高位钻孔进行了水力输送分组筛管完孔现场试验。试验结果表明:玻璃钢筛管质量轻推送阻力小,可在倾角17°~26°的钻孔内人工连接长100 mø95 mm玻璃钢分组筛管,分组筛管输送过程中水压为1.0~1.5 MPa,输送到位时水压降为0.5 MPa以下,在泵量200~390 L/min下,分组筛管水力平均输送速度可达150~260 m/min,试验期间分组筛管输送到位时泵压变化明显,前后两组筛管对接可靠,可有效实现到位报信,成功实现ø153 mm高位定向钻孔内ø95 mm筛管的全孔段护孔,2个钻孔的筛管水力输送试验深度分别达到501、522 m,工作面回采120 d累计抽采瓦斯纯量分别为139945、176139 m^(3)。钻孔内水力输送对接筛管护孔技术为高位定向长钻孔全孔段大直径筛管护孔提供了可实现的技术解决方案,有助于保障高位定向长钻孔的瓦斯抽采效果,为煤矿井下“以孔代巷”的瓦斯治理模式革新提供技术支撑。

大型露天矿钻孔护孔机械装置研制

传统露天矿钻机护孔工作由人工持手耙完成,工作过程中存在护孔效率低、护孔质量差等缺点。同时,护孔过程中,大量的岩尘危害工作人员职业健康。为了解决上述问题,特研制一种露天矿钻机护孔机械装置,该装置相比人工护孔具有护孔效率高、护孔质量优、抑制岩粉倒灌效果明显等优点,现场应用效益显著。

建筑工程旋挖机全跟进式护筒成孔施工质量控制

随着建筑工程对精确性和安全性要求的提高,传统成孔技术已难以满足现代建筑工程的复杂需求。全跟进式护筒技术作为一种新兴的解决方案,在确保施工安全、提高成孔质量方面展现出显著优势。对旋挖成孔施工技术的发展背景、技术原理以及实施过程中的质量控制策略进行系统分析,不仅为建筑工程领域的技术进步提供了理论依据,也为工程实践中的质量控制提供了实用指导。

开孔护圈对海上风力机单桩基础的冲刷防护试验

基于圆形护圈调整桩基局部流场,护圈开孔进一步交换上下两侧水体,降低结构振动并减少桩基冲刷深度,从而维持风力机的正常运行。为验证开孔护圈的防护效果,开展不同开孔型式护圈防护下的单桩基础冲刷物理模型试验。通过设计9种不同型式的开孔护圈,探究护圈开孔形态、开孔数量和开孔位置对防护性能的影响。结果表明:护圈改变桩基边缘冲刷形态,护圈开孔可提高桩基前期冲刷速率;相比传统护圈,内侧开孔护圈和外侧开孔护圈防护效果较差,而中间开孔护圈可进一步减小单桩基础周围冲刷深度,并控制冲刷深度不均匀性,提升护圈防护效果。

瓦斯抽采钻孔全孔段筛管护孔工艺技术研究

为了解决高瓦斯矿井松软煤层中本煤层钻孔易发生塌孔的问题,利用大通孔螺旋钻孔配合可开闭钻头对本煤层钻孔进行全程下筛管护孔工艺研究。采用该技术钻孔后,大幅提升了抽采效果,缩短了抽采达标时间,保障了矿井通风安全。

复合型顶板走向高位裂隙瓦斯抽采钻孔护孔技术研究

针对四通煤矿2504工作面采用顶板走向高位裂隙钻孔抽采上隅角瓦斯期间,因复合型顶板在“软”“硬”岩层交界处极易出现塌孔、造成钻孔抽采瓦斯失效的难题,通过剖析抽采钻孔护孔前后周围煤(岩)体应力分布及变形情况、扩大垮落区增加钻孔对煤(岩)体的卸压范围,提升了煤(岩)层透气性,并针对性采取护孔措施,解决了复合型顶板瓦斯抽采钻孔垮孔、堵孔问题。抽采钻孔失效率从22%降低至10%以下,2504回风顺槽瓦斯浓度从0.12%~0.14%降低至0.06%左右,2504工作面上隅角瓦斯浓度从0.3%降低至0.08%~0.14%,提高了瓦斯抽采效果。

精准定向水力冲孔高效卸压抽采技术应用

针对松软煤层瓦斯抽采钻孔出现钻孔成孔率低和抽采效果差的问题,提出了精准定向水力冲孔高效卸压抽采技术,并基于现有钻机平台研发了配套的定向保直装置和钻冲护一体装置,能够一次实现定向钻进、水力冲孔卸压和全孔段下放筛管功能。现场试验得出:对比矿井原有技术平均每百米偏斜减小了60.46%,钻孔瓦斯抽采纯量平均值提高了4.72倍,瓦斯抽采衰减系数降低了27.5%。该技术在钻孔偏斜率,施工效率,筛管下放率,降低瓦斯衰减等方面皆优于矿井原有技术,简化施工工艺,提高钻孔成孔率,改善了软煤钻孔的瓦斯抽采效果,保障矿井安全高效生产。

论钻孔灌注桩施工质量控制

工程建筑基础中,钻孔灌注桩为常见的桩基础,其施工工艺较复杂,工序施工质量的优劣将直接影响到成桩质量与结构的安全。根据以往工程经历分析得出,不管在何种地质中施工,只要加强现场施工管理工作,提高施工人员的质量意识,严格按照钻孔桩的施工规范和工艺要求施工,特别是在泥浆配制、成孔、清孔、钢筋笼制安及水下混凝土灌注等工序施工中加强质量控制,就能保证灌注桩桩基工程的施工质量达到设计规范和质量标准。

松软煤层“护孔卸压”钻进力学机制

为解决常规套管钻具应用软煤层钻进存在着钻进阻力大、效率低的技术难题,提出“护孔卸压”钻进新观点,建立护孔钻进旋转阻力矩模型、轴向阻力模型及护孔数值模型,分析常规套管钻具应用于软煤层钻进存在的技术缺陷,探讨“护孔卸压”钻进工艺方法实现卸压、降阻的力学机制。结果表明:受软弱煤岩层钻孔收缩产生的围压影响,应用常规套管钻具钻进,在较短的钻孔深度范围内其旋转阻力矩和轴向阻力超过了钻机的额定扭矩及提拔力,钻杆将无法旋转及退钻,致使钻进终止;通过在套管钻具表面设置间隙或孔结构,减小护孔钻杆与钻孔壁的接触面积,为钻孔孔壁留设变形空间,钻杆表面形成的“卸压区”释放了钻杆周围煤体膨胀应力,并且旋转的钻杆不断切除膨胀的煤体,降低了软煤钻孔膨胀变形对钻杆产生的摩擦阻力;提出护孔面积比Sk概念,用来表征钻杆表面孔隙留设面积大小,伴随Sk减小,其旋转阻力矩和轴向钻进阻力呈逐渐降低趋势,降低幅度可达50%以上,从而降低了钻机的动力损耗,有效提高松软煤层的钻孔深度。基于“护孔卸压”原理,构建了螺旋护孔钻杆模型和多孔结构护孔钻杆模型,在实际应用中,结合施工地点的煤岩力学参数,合理确定护孔面积比Sk是护孔卸压钻具结构优化设计的关键。

瓦斯抽放钻孔护孔技术探讨

高位钻孔抽放瓦斯是一项日臻成熟的瓦斯治理技术。但在生产过程中,因地质赋存状况及采掘动压影响,瓦斯抽放钻孔经常会出现塌孔、堵孔等现象而导致抽不出瓦斯,造成人工及材料的浪费,瓦斯隐患得不到有效解决,严重威胁矿井的安全生产。针对这一问题,西马煤矿采取了在钻孔内下护孔套管的方法解决了这一难题,实现了低消耗高效率安全快捷。

洞庭盆地两护村孔孢粉组合及其气候与地层意义

两护村ZKC1孔位于洞庭盆地安乡凹陷的东南部,孔内第四系(底部跨上新世)厚达294 m,为河流和湖泊沉积,自下而上依次为上新世—早更新世华田组、早更新世汨罗组、中更新世洞庭湖组、晚更新世坡头组以及全新统等。对ZKC1孔第四系进行了详细的孢粉分析,自下而上划分出16个孢粉组合带。ESR年龄和孢粉组合及其反映的气候特征指示华田组下段形成于上新世末。根据孢粉组合特征,结合构造—沉积演化和区域气候背景,重塑洞庭盆地上新世末以来的气候演化过程:上新世末期由孢粉带Ⅰ和Ⅱ指示具暖干气候。早更新世经历了凉干(孢粉带Ⅲ、Ⅳ)→暖湿间凉干(孢粉带Ⅴ～Ⅶ)→冷干间温湿(孢粉带Ⅷ～Ⅹ)→暖较湿(孢粉带Ⅺ,Ⅻ)的气候演变过程。中更新世早期无孢粉样品(洞庭湖组下部砾石层),其沉积环境暗示冷干气候条件;中期由孢粉带ⅩⅢ反映出暖稍湿的气候特征;晚期因构造抬升缺失沉积,同期湿热化事件指示暖湿气候。晚更新世早期缺乏沉积,据区域对比应为寒冷气候;中期由孢粉带ⅩⅣ指示温较湿的气候特征;晚期缺失沉积,系寒冷气候下区域海平面下降所致。全新世经历了暖稍湿(孢粉带ⅩⅤ)→暖稍干(孢粉带ⅩⅥ)的演变。上述气候演变过程与ZKC1孔化学蚀变指数曲线反映的气候演变过程以及中国东部第四纪气候演化基本吻合。以孔深140 m为界,上部孢粉数量显著高于下部,种属也更为丰富。这一变化很可能对应于一次重要的地质事件,其成因有待今后深入研究。

松软煤层顺层孔筛管护孔工艺及装备应用

针对寺家庄矿瓦斯抽采钻孔成孔深度浅、护孔效果差的问题,基于空气螺旋钻进工艺和筛管护孔工艺原理,完成了地层适用设备选型、钻具结构及施工工艺优化,并进行了现场试验。试验结果表明:使用该套设备施工,钻孔平均深度145 m,成孔深度较之前提高了30%,最大孔深180 m。试验护孔筛管下入率83.7%,孔底固定用悬挂装置轴向拖拽距离2~3 m,135 d后筛管有效护孔率达89%,筛管护孔工艺保障了筛管下入深度和护孔效果。加强型三翼可开闭式钻头平均穿岩51 m,钻头结构稳定,有效提高钻孔穿岩深度;相同孔深钻孔有效煤孔段(即煤岩比)与瓦斯抽采效果无相关性,钻孔深度及筛管有效护孔率是影响瓦斯抽采的主要因素。

大孔径定向长钻孔成孔及筛管护孔技术研究

因为顶板大孔径定向长钻孔塌孔严重、瓦斯抽采效果差的问题,基于邹庄煤矿32煤层瓦斯地质条件,开展了顶板大孔径定向长钻孔成孔及全孔下筛管护孔技术研究,施工效率提高了32%,钻孔成孔效果好,瓦斯抽采效果达到预期。

松软煤层下筛管护孔高效抽采瓦斯技术试验研究

针对松软煤层瓦斯抽采钻孔成孔难、孔壁易坍塌,致使瓦斯有效抽采时间短、浓度低、流量小的现状,提出了松软煤层筛管护孔抽采瓦斯技术,阐述了该技术的基本原理、相关设备及施工工艺。在马堡煤矿15203工作面运输顺槽进行了工业性试验。该技术的应用有效地防止了钻孔塌孔,改善了瓦斯抽采效果,缩短了预抽时间,应用前景良好。

抽采钻孔护孔泡沫混凝土配合比试验研究

为了探究自主研制的抽采钻孔护孔泡沫混凝土材料各组分及水灰比对泡沫混凝土支护性能和渗透性能的影响,采用多因素多水平正交的试验方法和响应面分析的分析方法,研究了水灰比、粉煤灰添加量以及粉煤灰粒度与泡沫混凝土抗压强度和渗透率的之间关系,得到了各个因素与抗压强度和渗透率的二次型模型,确定了各因素对泡沫混凝土抗压强度和渗透率的显著性大小,并得出了最佳配合比。结果表明:通过响应曲面分析得到了试验变量水灰比、粉煤灰掺量、粉煤灰粒度与抗压强度和渗透率的二次模型,且拟合效果良好;通过方差分析和显著性检验了各因素对材料抗压强度的影响大小:水灰比>粉煤灰添加量>粉煤灰粒度;对材料渗透率的影响大小:粉煤灰粒度>粉煤灰掺量>水灰比;通过响应面分析法得到了该试验条件下最佳的配合比为水灰比0.6、粉煤灰掺量40%、粉煤灰粒度1663目。