煤层钻孔瓦斯抽放与漏气耦合模型建立及现场应用研究

煤层钻孔周围漏气导致抽采瓦斯质量差,瓦斯突出危险难以消除,还可能引起煤炭自燃、瓦斯爆炸等灾害。建立了基于基质收缩和有效应力对煤层渗透性影响的双介质耦合模型,对影响瓦斯抽采质量的关键因素进行了研究,瓦斯浓度随密封长度和钻孔直径的增大而升高,随抽采负压和煤层渗透率的增大而降低。因此,研发了新型钻孔密封技术,可以完全密封钻孔周围的各种裂缝,现场试验表明,改进后的密封技术瓦斯浓度是传统密封方法的1.91倍,且在后续的抽采阶段仍保持较高的抽采水平,应用效果较好。

抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术

介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0～2.5m^3/min。

松软煤层瓦斯抽采钻孔煤岩层位识别关键技术研究与应用

煤矿瓦斯抽采钻孔在施工过程中无法明确清楚轨迹和钻头层位,通过人工经验判断法,根据钻孔泥浆颜色、排渣特征、钻机参数变化情况等信息来进行岩层或煤层识别,这种方法受工人经验积累程度、信息滞后、干扰因素多的影响,判断结果往往具有一定偏差、延迟和误差,无效进尺过多、钻孔效率低的弊端。为了实现准确、快速地识别钻孔当前所在层位,解决底抽巷穿层钻孔施工时无法识别钻孔轨迹和钻头层位问题,开发了一套钻机数据采集装备,加以配套的专用软件可以对钻孔过程中的钻进参数进行记录,进一步计算做功能量,再通过能量的变化来识别地层变化,将确定的数据阈值输入数据分析系统中;施工过程中该系统自动计算并识别钻进时的能量变化过程,最终给出煤岩地层信息变化的提示信息。研究为瓦斯抽采钻孔的施工提供了科学依据,辅助底抽巷穿层钻孔进行穿层判定,避免因施工不到位导致的钻孔空白带,可为煤矿的安全生产提供技术支撑。

松软煤层定向长钻孔钻进技术及应用

针对象山矿井3号煤层受采动影响,卸压瓦斯通过顶底板裂隙释放至保护层工作面及采空区,造成上隅角瓦斯浓度高的难题,结合突出矿井高应力软煤层等复杂地质条件,采用复合钻进与滑动定向钻进工艺,利用ZYL-6000D全方位千米钻机配套螺旋钻杆、YSX18矿用随钻测量系统,采用高压氮气钻进技术,在21315综采工作面施工定向长钻孔进行瓦斯抽采,抽采钻孔使用“三堵两注”两相封孔技术,最终形成松软煤层定向长钻孔钻进控制及钻探工艺技术。试验结果表明,ZYL-6000D全方位千米定向钻机配合高强度刻槽钻杆可提高钻进深度和效率,“三堵两注”两相封孔方法对钻孔周围裂隙进行有效封堵,瓦斯抽采浓度大幅度提升,实现松软煤层定向长钻孔瓦斯治理模块化抽采,为矿井安全高效稳定发展提供有力保障。

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.

松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术研究

松软突出煤层由于煤质松软、透气性差,在打钻过程中容易出现顶钻、卡钻、塌孔和折钻杆现象,无法施工深孔而实现有效的瓦斯抽采。冀中能源峰峰集团大淑村矿为煤与瓦斯突出矿井,其主采煤层2#煤层为典型松软突出煤层。受地质条件影响,矿井局部地区4#煤保护层不可采,为消除2#煤层突出危险,大淑村矿不断改进2#煤层钻孔施工工艺和方法。

松软低透煤层钻孔抽采瓦斯关键指标研究

为了研究钻孔孔径大小和瓦斯抽采负压高低2个指标对“三软”低透煤层瓦斯抽采的影响,通过在现场施工进行不同孔径钻孔,并采取不同负压进行瓦斯抽采试验,结果表明:孔径大小与抽采周期长度关系不明显,但与抽采瓦斯总量呈先上升、后下降的关系,其中94 mm孔径的钻孔瓦斯抽采总量最高。钻孔抽采负压越低,抽采周期越长;抽采负压越高,抽采周期越短。钻孔抽采负压并不是越高越好,合理的抽采负压在50 kPa左右。

四棱钻杆在松软煤层瓦斯钻孔施工中的应用

本文针对松软煤层瓦斯钻孔施工面临的难题,针对软煤钻孔孔壁失稳分析,结合三棱钻杆和刻槽钻杆优势,设计研发了一种新型四棱钻杆。通过现场工业试验,四棱钻杆相对其他常用钻杆,在正常钻进和造穴单位时间内的排渣量效率有明显提升,且极大降低了钻孔偏移度,保证了钻孔成孔精度,为解决松软煤层瓦斯钻孔成孔难题提供了一种新型钻杆设备。

新型瓦斯抽放钻孔技术在平煤十矿松软煤层中的应用

治理瓦斯的直接手段是施工瓦斯抽放钻孔,但在普氏系数低于0.5的松软煤层中治理瓦斯不论是成孔深度还是瓦斯抽放效果都不理想,为掘进施工埋下重大安全隐患。为改变松软煤层瓦斯抽放现状,将新型瓦斯抽放钻孔技术应用于平煤十矿,试验效果显著,成孔率达80%以上,平均纯抽采量提高8倍以上,有效地提高了瓦斯抽放效率,为煤矿安全生产提供了有力的技术保障。

高应力松软突出煤层定向长钻孔水力冲孔技术研究

为解决松软突出煤层高应力区瓦斯动力灾害问题,以象山矿5#煤21511工作面为研究对象,采用数值模拟、现场考察方法分析了定向长钻孔水力冲孔前后及不同冲孔出煤量的煤体应力变化规律、塑性损伤发育特征和现场实际瓦斯抽采效果。结果表明:冲孔技术显著影响了周围煤体地应力分布,煤体卸压范围和塑性破坏范围大幅提升;冲孔出煤量与钻孔卸压区域半径、塑性破坏区域直径呈正相关关系;冲孔长钻孔单孔抽采量较普通长钻孔提升了23.5%,有效抽采半径平均提高了近12.3%。定向长钻孔水力冲孔技术不仅可远距离治理瓦斯,而且显著提升了钻孔抽采效果,具有技术可行性。

压风排粉技术在松软、薄煤层施工抽放钻孔中的应用

通过对在松软、薄煤层施工本煤层抽放钻孔的研究分析,详细介绍了该技术的施工方法,为该技术在我国薄煤层地质条件下推广应用提供了可靠的依据。

煤层顶板瓦斯抽放水平长钻孔的设计与应用

为了更高效地抽放煤层覆岩裂隙及离层的瓦斯,对煤层顶板水平长钻孔的层位选择,参数确定,布置形式,钻场的设计要求,钻机、钻杆、钻头的选择以及钻进工艺参数的合理控制进行了试验研究。试验证明走向长钻孔的抽放效果很大程度上取决于钻孔所处的层位,只要保证钻孔在工作面采空区的裂隙带延伸,并采用合理的钻进工艺参数,尽量延长有效抽放长度和采取有效的抽放参数,就能取得理想的抽放效果。这可以解决上邻近层和采空区的瓦斯抽放问题。

煤层钻孔升温提高瓦斯抽放效率的新思路

为了进一步提高煤体瓦斯防治效果,基于我国煤储层高瓦斯、低渗透等特性,结合现有的绿色环保蓄热技术及材料,提出了一种新的煤层钻孔加热方法。主要是通过拟定设计一种适用于煤层钻孔的相变储热材料封装装置,并在装置内装入选定的相变储热材料,根据材料的相关参数进行模拟计算热响应半径及其对瓦斯解吸的影响规律。结果显示单从计算角度看,利用在钻孔内安放相变材料提高煤层温度促解吸方法具有一定的可实施性,且相比常规的负压瓦斯抽放、注气增产等方法更节能环保,具有一定的优越性。

高瓦斯低透气性松软煤层瓦斯抽采钻孔施工工艺

在高瓦斯低透气性松软煤层中施工钻孔极易出现喷孔、塌孔、顶钻、夹钻等现象,导致钻孔成孔率低、成孔深度浅。通过对钻孔施工工艺、防喷装置等方面的研究改进,摸索出一套行之有效的抽采钻孔施工办法,有效解决了漳村煤矿高瓦斯低透气性松软煤层抽采钻孔的施工难题。

松软突出煤层顺层抽放钻孔施工技术研究及应用

松软突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯中存在的钻孔施工困难和瓦斯抽放浓度偏低等关键问题,大众煤矿通过选择合适的钻机具、钻孔施工技术、工艺和改进钻孔布置方式等,提高了顺层孔的施工深度、成孔率、孔径和钻进效率,不仅解决了突出煤层采煤工作面顺层预抽中存在"空白区"的难题,还提高了单孔抽放量;通过改进顺层抽放孔封孔工艺,提高了封孔质量和瓦斯抽放浓度。

松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术及发展趋势

对于中国煤矿而言,在进行开采时,松软突出煤层所占的比例极大,此类煤层的存在,影响到开采工作的正常开展,导致煤层瓦斯抽采处理面临很多难题。在进行煤炭开采时,如果出现瓦斯超标的情况,易发生中毒、爆炸等危险,难以确保相关作业人员的安全。因此,在对松软突出煤层进行瓦斯抽采处理时,科学地运用钻孔施工技术,并明确其未来的发展趋势十分关键。探讨了松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术,分析了钻孔施工技术的发展趋势,以期有效提升松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术应用的总体水平。

高位钻孔抽放瓦斯技术在弱透气性煤层中的研究及应用

对弱透气性煤层进行高位钻孔抽放,探索、研究适合其围岩特性的高位钻孔布置参数,是解决弱透气性煤层难以抽放的技术关键。通过葛店煤矿进行高位钻孔抽放瓦斯试验,取得了较好的瓦斯抽放效果与瓦斯防治效果,对同类条件下煤炭开采的瓦斯防治,具有较高的推广应用价值。

低透气性煤层钻孔瓦斯运移及抽放参数研究

运用瓦斯流动理论和岩土力学相关理论,研究深部煤层受采动影响后渗透特性变化情况及规律。依据淮南矿区某矿井地质情况,通过现场实测瓦斯基础参数,建立数学模型、实验室数值模拟等手段,综合分析钻孔瓦斯流量衰减规律,确定了研究矿井煤层钻孔有效影响半径和合理抽放时间,为实现煤与瓦斯安全高效共采提供了依据。

松软低透气性煤层顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术

为了提高松软低透气性煤层的瓦斯抽采效果,针对潘一矿东区1252(1)首采工作面的特点,开展了松软煤层顺层钻孔全程瓦斯预抽技术实践,采取该措施后,单孔瓦斯抽采体积分数由原来的20%～40%提高到90%,瓦斯抽采纯量由原来的0.08 m3/min提高到0.25 m3/min,且最大单孔瓦斯抽采纯量达0.51 m3/min;评价单元瓦斯抽采纯量提升近35%,且流量稳定;单元抽采达标时间由传统预抽工艺的93 d,减少到采用顺层钻孔全程套管预抽瓦斯技术后的26 d,达到了快速消突和均匀消突的目的。

开采煤层顶板走向钻孔抽放瓦斯技术

通过对采煤面采空区瓦斯涌出规律的分析 。