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。

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。

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。