煤矿井下碎软煤层气动定向钻进技术与装备研究

【目的】我国煤层赋存地质条件复杂,碎软煤层分布广泛,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井众多,目前采用钻孔瓦斯抽采是防治瓦斯灾害的有效措施。碎软煤层常规回转钻进存在轨迹不可控、成孔深度浅、抽采盲区大,常规定向钻进卡埋钻事故多、成孔困难、钻进效率低等问题。【方法】系统阐述了煤矿井下碎软煤层钻进技术的发展历程与应用现状,研制了气动螺杆钻具、定向钻机、随钻测量系统、除尘泵车、空压机或制氮机、油雾润滑装置等组成的煤矿井下气动定向钻进装备,并配套开发了气动定向钻进工艺和筛管完孔技术等关键技术,解决碎软煤层定向钻进成孔难题,保障瓦斯抽采效果。利用该成套技术与装备在两淮、山西、贵州等地区煤矿进行的碎软煤层定向钻孔试验。【结果和结论】研究表明:(1)气动定向钻进技术是碎软煤层钻孔瓦斯治理的有效技术手段,其钻进深度普遍达到200 m以上,最大钻孔深度达607 m,且可有效控制钻孔轨迹在目标煤层中延伸,煤层钻遇率达90%以上。(2)现场试验表明,气动定向钻进成孔效果好、施工效率高,最大效率达到3 594 m/(台·月),有力推动气动定向钻进技术从小规模试验到大规模的工业化推广应用。结合此成套技术与装备的应用现状和煤矿安全高效生产对钻探技术装备的发展需求,提出煤矿井下气动定向钻进技术与装备的拓展应用方向以及向自动化、智能化和集约化方向发展的现实需求和必然趋势。

高血压脑出血3D Slicer影像学血肿参数与软通道引流术后患者预后的相关性分析

目的探讨3D Slicer影像学血肿参数与高血压脑出血(hypertensive intracerebral hemorrhage,HICH)软通道引流术预后的关系。方法选取2019年3月至2022年1月在右江民族医学院附属医院接受软通道钻孔引流术治疗的69例HICH患者为研究对象,分析3D Slicer影像学血肿参数(血肿体积、表面积、规则率等)与血肿清除率的相关性。分析HICH患者的3D Slicer影像学血肿参数(血肿体积、表面积、规则率等)对软通道引流术预后的预测价值。结果Logistic多因素回归分析显示,3D Slicer测量血肿体积、血肿表面规则率(SR)、入院格拉斯哥评分(GCS)是影响HICH软通道引流术患者预后的独立因素(P<0.05),分析结果呈正相关(P<0.05)。ROC曲线结果提示SR预测HICH软通道引流术患者预后的灵敏度、特异度、AUC分别为85.7%、73.5%、0.831。结论SR是行软通道钻孔引流术患者不良预后的影响因素并有较高的预测价值。

阳泉矿区碎软煤层深孔气动定向钻进关键技术与实践

【目的】针对山西阳泉矿区碎软煤层瓦斯精准、超前、区域治理需求,提出采用气动定向钻进煤层预抽钻孔的技术方案。【方法】在分析气动定向钻进成孔技术难题的基础上,开发了适用于阳泉矿区碎软煤层赋存条件的气动螺杆钻具稳定运转技术、钻孔轨迹精确控制技术、深孔高效排渣技术、气动套铣打捞技术,优化了气动定向钻进装备配套方案,并在阳泉矿区碎软煤层中开展了现场工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)通过优化气动螺杆钻具结构和工艺流程、设计低风阻管路,有效解决了气动螺杆钻具的异常制动,实现了稳定高效运转。(2)通过优化钻孔设计轨迹和工艺参数、设计大角度造斜钻具组合和研制气动冲击螺杆钻具,保障了钻孔轨迹的精确调控,提高了煤层钻遇率。(3)通过复合强排渣技术和短起钻冲孔工艺的应用,有效提升了钻孔排渣效率。(4)通过采用气动套铣打捞技术,配套设计的专用可退式打捞筒,满足阳泉区矿区碎软煤层孔内复杂事故处理需要,并成功处理2起严重卡钻事故。(5)在阳泉矿区某矿施工完成孔径120 mm的10个定向钻孔,成孔深度均达到450 m以上,最大钻孔深度达到607 m,最大单班进尺76 m。碎软煤层定向孔取得了显著的瓦斯抽采效果,单孔日均抽采瓦斯纯量最大达971.96 m^(3),实现了阳泉矿区碎软煤层瓦斯长时间稳定抽采。研究成果为阳泉矿区碎软煤层瓦斯高效治理提供了新的技术途径,具有显著的应用和推广价值。

微创钻孔软通道引流术治疗脑室出血的临床效果及术后再出血的影响因素

目的:探讨微创钻孔软通道引流术治疗脑室出血的临床效果及术后再出血的影响因素。方法:南京市浦口区中医院于2016年6月至2021年2月收治的118例脑室出血患者随机分为对照组与研究组。对照组给予开窗血肿清除术治疗,研究组给予微创钻孔软通道引流术治疗。比较2组手术状况、血压神经功能及术后再出血的发生率,采用logistic回归分析再出血的影响因素。结果:研究组手术时间和住院时间均短于对照组(均P<0.001),手术治疗总有效率高于对照组(P<0.001)。2组治疗后收缩压和舒张压均降低(均P<0.001),研究组术后血压低于对照组(均P<0.001)。研究组术后美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)评分低于对照组(P<0.001),巴塞尔(Barthel)指数高于对照组(P<0.001)。术前收缩压和发病到接受手术的时间间隔均为术后再出血的独立危险因素(均P<0.05)。结论:脑室出血患者应用微创钻孔软通道引流术可有效降低血压,减轻神经损伤,降低术后再出血发生率,是术后再出血的保护因素。

供水管道水平定向钻穿越航道关键技术研究——以闽江水平定向钻穿越工程为例

为解决福州市琅岐岛供水不足问题而建设的塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)供水管道,横跨穿越闽江航道,该管道内径为1 200 mm,长度为1 934 m,管材采用Q345B钢管。为减少该工程施工对现有地面设施的破坏并保证闽江主航路畅通,采用水平定向钻穿越施工法进行施工。本工程穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替地层,采用我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机,应用新型的KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统,并采用国际先进的双钻机对接穿越施工工艺,确保工程顺利实施;同时为了克服该工程穿越地层复杂、人工磁场铺设困难、穿越距离长、入出土点易冒浆等一系列工程技术难题,采取了双层套管、壁钩打捞及套洗钻具解卡等技术手段对钻杆弯曲、断裂等孔内事故进行了处理,提高了施工工效,减小了定向钻施工对地面设施和环境的影响。该相关技术经验可为类似工程的安全施工提供数据和技术支撑。

软通道钻孔引流术联合腰大池置管对非脑疝高血压性脑出血合并蛛网膜下腔出血的疗效

目的:探究软通道钻孔引流术联合腰大池置管对非脑疝高血压性脑出血(HICH)合并蛛网膜下腔出血的疗效。方法:选取2020年1月—2022年8月菏泽医学专科学校附属医院收治的非脑疝HICH合并蛛网膜下腔出血患者62例作为研究对象,随机分为观察组与对照组,各31例。对照组接受单纯软通道钻孔引流术治疗,观察组在对照组基础上联合腰大池置管治疗。比较两组患者临床疗效、不良反应及格拉斯哥预后评分(GOS)。结果:观察组总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P=0.042);观察组不良反应发生率低于对照组,差异有统计学意义(P=0.001);观察组术后1、2、3个月GOS评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:软通道钻孔引流术联合腰大池置管对非脑疝HICH合并蛛网膜下腔出血的疗效显著,能够有效提高患者神经功能,改善GOS评分,降低不良反应发生率,有利于治疗及预后。

方体定向神经内镜血肿清除与双软通道钻孔引流对高血压脑出血患者的作用分析

目的:探讨方体定向神经内镜血肿清除与双软通道钻孔引流对高血压脑出血患者的作用.方法:选择2016年8月至2018年7月我院收治的高血压脑出血患者87例,根据简单随机分组法分为观察组(45例)和对照组(42例).观察组采取方体定向神经内镜血肿清除术,对照组采取双软通道钻孔引流.比较两组临床疗效,美国国立卫生院脑卒中量表评分(NIHSS)、Barthel指数,手术指标,炎性因子水平,并发症.结果:观察组临床总有效率显著高于对照组(P<0.05).术前,两组患者NIHSS评分和Barthel指数比较无显著差异(P>0.05),术后15d、术后30d、术后3个月,两组患者NIHSS评分呈降低趋势(P<0.05),Barthel指数呈上升趋势(P<0.05),观察组的NIHSS评分低于对照组(P<0.05),Bar-thel指数高于对照组(P<0.05),两组在组间、不同时点间、组间·不同时点间交互效应比较差异有统计学意义(P<0.05).观察组的术中失血量、手术时间显著多于对照组(P<0.05),血肿清除率明显高于对照组(P<0.05).术前,两组患者白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)水平比较无显著差异(P>0.05),术后7d、15d、30d,两组患者IL-6、TNF-α、hs-CRP水平呈降低趋势(P<0.05),但观察组始终低于对照组(P<0.05),两组在组间、不同时点间、组间·不同时点间交互效应比较差异有统计学意义(P<0.05).两组患者术后再出血、肺部感染、脑部积水、颅内感染、引流管堵塞、颅内积气比较无显著差异(P>0.05).结论:相对于双软通道钻孔引流治疗高血压脑出血,方体定向神经内镜血肿清除术治疗高血压脑出血,其血肿清除率更高,更能有效改善患者神经功能和日常生活能力、炎性因子水平,临床疗效良好,并发症少,有助于患者预后的改善.

松软煤层瓦斯抽采钻孔不提钻下入筛管技术

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,通过分析钻孔的护壁方法,提出将不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的结构进行了设计,最后通过井下工业性试验,证明在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中应用不提钻筛管下入技术工艺先进和技术可靠,与提钻后裸孔下筛管相比,该技术可以缩短钻孔下筛管时间,提高钻孔筛管下入率和抽采效果.

微创定向钻孔软通道血肿穿刺引流术与开颅术治疗高血压脑出血对照分析

目的探究微创定向钻孔软通道血肿穿刺引流术与开颅术在高血压脑出血患者中应用价值,并进行临床对比研究。方法本次研究纳入120例高血压脑出血患者均由我院2015年1月至2018年4月收治,并以随机数字表法将其分为观察组与对照组,对照组患者(60例)行开颅手术治疗,观察组患者(60例)行微创定向钻孔软通道血肿穿刺引流术治疗,对比两组患者手术结果、血肿彻底清除率、术后并发症率、术后疼痛评分(视觉模拟疼痛评分,VAS)、住院时间及术前、术后1w及术后3个月Barthel指数。结果两组患者均成功完成手术,手术成功率100.00%,P>0.05,观察组患者血肿彻底清除率(100.00%)显著高于对照组(93.33%),P<0.05;观察组患者术后并发症率(3.33%)低于对照组(13.33%),P<0.05;观察组患者术后VAS疼痛量表评分优于对照组,住院时间短于对照组,P<0.01;术前及术后1w两组患者Barthel指数相当,P>0.05,术后3个月,观察组患者Barthel指数优于对照组,P<0.01。结论微创定向钻孔软通道血肿穿刺引流术与开颅术在高血压脑出血均具有一定应用价值,前者血肿彻底清除率更高,且术后患者并发症率低,功能恢复好,疼痛轻,值得推广及应用。

松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术及发展趋势

通过分析松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术研究与应用现状,基于不同钻进方式、护孔方式和改造方法,介绍了松软突出煤层钻孔施工技术的发展历程,并分析了各项技术的含义、优缺点、适用范围和推广应用情况,指出了现有钻孔施工技术存在顺煤层定向钻进困难、筛管护孔直径小、钻孔增产改造范围小等问题。同时提出松软突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术未来发展趋势,包括泥浆脉冲随钻测量定向钻进技术、电磁波随钻测量空气定向钻进技术、大直径筛管跟管钻进技术和大直径小曲率侧钻改造技术等方向。

软通道定向钻孔引流治疗高血压脑出血颅内血肿临床效果分析

为探讨软通道定向钻孔引流治疗高血压脑出血(HICH)的临床效果,选取2016年9月—2018年3月期间我院收治的120例HICH患者,随机数字表法分为软通道组(n=60)和硬通道组(n=60)。硬通道组采用硬通道定向钻孔引流治疗,软通道组采用软通道定向钻孔引流治疗。比较2组患者各项围手术期指标(术中出血量、手术时间、住院时间、入住ICU天数和血肿清除率)、术后并发症情况和预后情况。结果显示:软通道组患者的术中出血量、手术时间、住院时间、入住ICU天数和血肿清除率分别为(45.93±5.07)mL、(37.03±2.63)min、(12.23±4.09)d、(3.95±0.36)d和(76.36±6.12)%,硬通道组患者的术中出血量、手术时间、住院时间、入住ICU天数和血肿清除率分别为(56.98±6.12)mL、(42.95±4.87)min、(14.92±3.70)d、(4.23±0.41)d和(74.49±4.87)%,软通道组患者的术中出血量少于硬通道组,手术时间、住院时间和入住ICU天数短于硬通道组,差异有统计学意义(P<0.05);2组患者的血肿清除率比较差异无统计学意义(P>0.05)。软通道组和硬通道组患者术后4周并发症发生率分别为5.00%(3/60)和16.67%(10/60),软通道组术后4周并发症发生率低于硬通道组(P<0.05)。治疗3个月后,软通道组患者的预后良好率和预后Ⅰ级率分别为55.00%(33/60)、1.67%(1/60),硬通道组患者的预后良好率和预后Ⅰ级率分别为36.67%(22/60)、3.33%(2/60),软通道组患者的预后良好率高于硬通道组(P<0.05);2组患者的预后Ⅰ级率比较无统计学意义(P>0.05)。研究表明软通道定向钻孔引流治疗HICH颅内血肿的死亡率和血肿清除率与骨窗开颅血肿清除术无明显差异,但软通道定向钻孔引流术能显著减少术中出血,缩短ICU住院时间和总住院时间,降低各种并发症的发生,改善患者预后。

松软煤层穿层定向长钻孔钻进工艺研究

针对赵庄煤业现施工的底抽巷穿层钻孔有效抽采长度短现状,探索开展穿层定向长钻孔施工工艺实践,进一步提高穿层钻孔的有效抽采长度。为此,使用现有4500钻机配套螺旋槽通缆钻杆、螺杆马达及随钻测量系统等装备,先后在3318、2312、1319三条底抽巷进行穿层定向长钻孔施工及护孔工艺试验,累计施工钻孔78个,总进尺11205m。优化得到:在定向钻进过程中,针对软煤塌孔区域,需更换使用三棱钻杆+?113mm钻头进行旋转扩孔;定向长钻孔施工完成后,配套中空钻杆+开闭式钻头进行全孔段下筛管护孔,保证抽采通道畅通。实践表明,穿层定向钻孔最长孔深达到150m,单孔煤层段孔深最长达到120m,穿层定向长钻孔煤矸比提高至1∶0.51,百米钻孔流量提高1.35-2.5倍。穿层钻孔的抽采长度和抽采效率的提高为松软煤层工作面减少底抽巷布置数量提供了技术参考。

神经内镜手术与软通道引流术治疗高血压脑出血的疗效比较

目的比较神经内镜辅助下血肿清除术与软通道穿刺引流术治疗高血压脑出血的疗效。方法选择2017年1月至2020年6月高血压脑出血患者41例,分为神经内镜手术组(观察组)和软通道穿刺手术组(对照组),比较两组手术时间、术后即时血肿清除率、重症监护病房入住时间、术后并发症发生率及预后情况。结果观察组手术即时血肿清除率高于对照组,手术时间长于对照组,术后重症监护病房入住时间短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组并发症率、术后6个月mRS及NIHSS评分与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论神经内镜辅助下高血压脑出血微创清除术具有微创、高效的特点,手术即时血肿清除率高,术后重症监护病房入住时间短,并发症发生率低,是治疗脑出血的一种安全有效方式。

空气螺杆马达软煤定向成孔技术研究

针对软煤矿区顺层钻孔无法精准横穿工作面难题,首次采用软煤空气螺杆马达定向成孔技术,实现钻孔同时对工作面和待掘煤巷煤层瓦斯治理,形成了软煤瓦斯高效治理新模式。首次开发出适合软煤定向钻进的空气螺杆马达、电磁波随钻测量系统、软煤定向钻进工艺、软煤定向钻孔筛管护孔等关键技术,并于淮南某矿开展可行性试验,形成了软煤空气螺杆马达定向钻进成孔技术。在该煤矿井下国内外首次成功施工12个孔深大于200 m软煤顺层定向长钻孔,全孔下筛管,最大孔深231m,抽采瓦斯纯量12.56万m^3,瓦斯体积分数50%以上,其抽采效果是常规钻孔抽采量3~4倍,该技术可为松软煤层瓦斯高效治理提供了新思路。

青龙煤矿碎软煤层顺层定向钻孔钻进试验研究

针对青龙煤矿碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔深度浅、轨迹控制精度低及瓦斯抽采效果差等问题,在分析矿井瓦斯地质情况与预抽采方式现状基础上,介绍了采用空气复合定向钻进技术进行顺层定向钻孔施工的原理和关键技术,制定了钻场与钻孔设计、钻进装备和钻具组合选套、钻进技术要求总结的整体试验方案,并在21608轨道巷迎头钻场进行了顺层钻孔空气复合定向钻进试验。试验结果表明,采用空气复合定向钻进技术可实现碎软煤层内顺层定向钻孔施工,完成7个主孔和2个主分支孔,总进尺为3 929m,最大孔深达406m,300m以上钻孔成孔率达88.9%;试验钻孔瓦斯抽采体积分数均超过68%,平均单孔瓦斯抽采纯量超过1m^3/min,最大单孔瓦斯抽采纯量超过2.55m^3/min,抽采纯量是常规钻孔的10倍以上,瓦斯抽采体积分数提高了50%左右,钻孔成孔与瓦斯抽采效果显著。

软煤气动螺杆钻具定向钻进技术与装备

针对软煤钻进成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、易出现瓦斯抽采盲区等问题,发明了气动螺杆钻具定向钻进技术,开发了由气动螺杆钻具、窄体定向钻机、随钻测量系统等组成的煤矿井下气动定向钻进技术装备。其中,气动定向钻进工艺和完孔技术,解决了松软煤层顺层定向钻孔长距离安全成孔和可靠护孔难题。在淮南某矿进行试验,试验钻孔30个,最大孔深300 m,平均见煤率92.9%,并全孔段安设筛管;钻孔抽采瓦斯纯量32万m^3,试验区域煤巷平均掘进效率9.3 m/d,实现覆盖区域煤层安全高效回采。该技术的成功研发探索出软煤横穿工作面递进式瓦斯治理新模式。

碎软煤层空气复合定向钻进工艺技术

针对碎软煤层钻孔施工存在的钻孔深度浅、成孔率低、瓦斯抽采效果差等问题,提出了基于空气螺杆马达施工的空气复合定向钻进工艺技术。从钻速、钻压和供风量等方面分析了空气复合定向钻进工艺参数对钻孔施工的影响。在贵州青龙煤矿开展现场试验,在16~#碎软煤层中共完成12个主孔、4个主分支孔施工,200 m以上钻孔成孔率达到94%,300 m以上钻孔成孔率达到75%,最大孔深406 m,并取得了显著的瓦斯抽采效果。

碎软煤层气动定向钻进技术在青龙煤矿的应用

针对现有碎软煤层回转钻进技术存在成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、钻进效率低和瓦斯抽采效果差等问题,提出采用气动定向钻进技术进行碎软煤层瓦斯抽采钻孔施工。气动定向钻进技术以井下防爆空气压缩机输出压风为钻进动力和排渣介质;利用有线随钻测量装置随钻获取钻孔轨迹参数;应用压风监控装置实时监测供风压力、温度和流量等参数,为孔内工况判断提供依据;应用压风除尘装置对孔口煤尘进行分级净化以实现煤尘高效处理。在兖矿贵州能化有限公司青龙煤矿21608运输巷南段钻场开展了现场试验,在普氏系数为0.37的碎软煤层中采用气动定向钻进技术施工定向钻孔,最大孔深为345m,单班平均有效进尺比普通回转钻孔提高了30%以上;单孔平均瓦斯抽采体积分数保持在70%左右,与普通回转钻孔相比提高了60%左右;钻场主管路平均瓦斯抽采体积分数为71.2%,平均瓦斯抽采纯量达4.0m3/min,累计抽采瓦斯11.5万m^3,有效覆盖了300m待掘巷道瓦斯抽采区域。气动定向钻进技术具有钻孔轨迹可控、成孔深度大、钻进效率高和瓦斯抽采效果好的优势,可应用于碎软煤层瓦斯区域抽采和采前预抽,为碎软煤层瓦斯治理提供了新的技术途径。

定向钻进技术在松软煤层瓦斯抽放中的应用

为了提高松软煤层瓦斯抽采钻孔深度、增大钻孔煤层进尺,利用定向钻进技术钻孔轨迹可控的优势,通过优化定向钻孔布置形式和采用定向钻进用冲洗液,试验钻孔深度超过700 m,煤中连续进尺超过400 m,在一定程度上提高了松软煤层瓦斯抽采钻孔深度和煤中进尺,也使得定向钻进技术在松软煤层瓦斯抽采钻孔施工中具有更好的应用与推广价值。

煤矿井下碎软煤层定向钻进技术及应用

基于气动螺杆马达定向钻进技术及装备,根据青龙煤矿实际情况,对21601工作面钻场钻孔布置方案进行了设计,探讨了顺层定向长钻孔施工特点,现场试验结果表明,定向钻孔深度300 m以上的超过75%,最大深度达406 m,瓦斯抽采纯量是常规钻孔的10倍以上。收集整理了2014—2018年钻孔工程量、瓦斯抽采量、抽采率、瓦斯治理井巷工程量、甲烷超限次数、回采煤量、瓦斯利用量和瓦斯发电量等相关数据,利用软件Excel绘制参数变量随时间变化的柱状图,对比分析了常规钻孔和定向钻孔的瓦斯抽采效果,结果表明,定向钻孔抽采效率远优于常规钻孔,更能满足煤矿井下的实际需求。