采空区顶板超长定向高位钻孔瓦斯抽采技术研究

针对成庄矿综采工作面采空区瓦斯涌出量大的问题,以千米钻机深孔钻进技术和配套装备为依托,应用试验了采空区顶板超长定向高位钻孔瓦斯抽采技术;通过研究确定采空区"三带"分布范围及瓦斯富集区,设计了合理的采空区顶板超长定向高位钻孔布置参数。试验考察结果表明,超长定向高位钻孔瓦斯抽采技术具有钻孔施工工程量小、定位好、抽采稳定、抽采率提高的优点,取得了显著抽采效果。     

顶板大孔径千米定向钻孔瓦斯抽采方法研究

为解决沙曲煤矿回风流瓦斯经常超限问题,结合最新引进的德国DDR-1200型千米定向钻机,提出了工作面顶板大孔径千米定向钻孔抽采瓦斯这一新的技术途径。分析了该方法的技术原理、参数选择和钻进工艺,并在沙曲煤矿14301工作面进行了工业性试验,取得了显著的瓦斯抽采效果。     

区域瓦斯超前治理大功率定向钻进装备与技术

针对当前超长走向工作面区域瓦斯超前防治需求,以及常规定向钻孔孔深浅、效率低、覆盖面积不足的问题,提出采用先进的国产大功率定向钻进装备及技术进行区域瓦斯治理定向长钻孔施工。形成基于ZDY12000LD定向钻机、BLY390/12泵车、随钻测量系统及复合定向钻进工艺的完整配套装备及技术。通过现场试验表明,完成6个定向长钻孔主孔及7个主分支孔,最大孔深达1 521 m,孔径达到φ120 mm,平均成孔周期8.85 d,平均进尺211.6 m/d,相较于常规定向装备钻进速度增加30%以上,显著提高顺层定向长钻孔钻进效率,对加强煤矿区域瓦斯超前治理具有重要意义。     

大孔径长钻孔替代高抽巷瓦斯抽采技术

为解决沙曲煤矿高抽巷掘进工程量大,投入大,消除瓦斯事故隐患需要花费较多的时间、空间和费用等问题,结合从德国引进的大孔径长距离定向钻机,在14205工作面顶板布置了大孔径长距离钻孔替代走向高抽巷抽采瓦斯,在24207工作面试验了大孔径长距离钻孔替代倾向高抽巷抽采瓦斯。结果表明,大孔径长距离钻孔抽采瓦斯效果显著,抽采浓度在60%以上,平均抽采量达4.2 m3/m in,3~4个长距离钻孔能够代替走向高抽巷。预测5个ADR-250型钻机钻孔能够替代倾向高抽巷,实现了大孔径长距离钻孔替代高抽巷抽采瓦斯,为瓦斯抽采提供新的技术途径。     

复杂地层大直径高位定向钻孔代替高抽巷瓦斯抽采可行性及效果分析

针对高抽巷瓦斯抽采存在施工成本高、周期长、劳动强度大等问题,开展在复杂地层中采用定向钻机施工大直径高位定向钻孔代替高抽巷的技术研究,并形成 “定向先导孔+正向分级扩孔”成孔工艺,确保特殊地质条件下大孔径钻孔的成孔率。赵庄煤业在3307和1309工作面施工大直径高位定向钻孔,最大孔深突破600 m,最大孔径203 mm。1309工作面大直径高位定向钻孔单孔最高日抽采量突破3.3万m³,单个钻场最高日抽采量突破5万m³,与高抽巷瓦斯治理能力相当,证明了复杂地层条件下定向钻机施工大直径高位定向钻孔代替高抽巷抽采瓦斯的可行性。结合“竖三带”和椭抛带理论,对大直径高位定向钻孔最佳布孔范围进行了分析和确定。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响,运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据,确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面,试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果,综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径,并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化,对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m,平距为20～60m,最佳抽采负压为22.7kPa,最优孔径为133mm,优化后瓦斯抽采率提高15.5%,有效降低了回风流瓦斯浓度。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响，运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据，确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面，试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果，综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径，并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化，对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m，平距为20～60m，最佳抽采负压为22.7kPa，最优孔径为133mm，优化后瓦斯抽采率提高15.5%，有效降低了回风流瓦斯浓度。     

大孔径超长定向钻孔综合瓦斯抽采技术研究

 摘要:为解决沙曲煤矿综采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度经常超限问题,结合从德国引进的长距离大孔径定向钻机,在14205工作面试验了顶板岩层千米定向长钻孔抽采邻近层瓦斯与本煤层长钻孔瓦斯抽采相结合的综合瓦斯抽采方法,为瓦斯抽采提供新的技术途径。结果表明,大孔径定向长钻孔综合瓦斯抽放技术效果明显,顶板岩石水平长钻孔抽采浓度在60%以上,平均抽采量达13.3 m3/min,本煤层长钻孔单孔瓦斯抽采浓度达15%左右,钻孔控制区域瓦斯预抽率达到35%左右,有效解决上隅角和回风流瓦斯超限问题,实现高瓦斯工作面安全高效开采。     

定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD(C)型履带钻机、第二代随钻测量系统(YHD2-1000(A)型)等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m3/min,最大抽采纯量1.6 m3/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。     

定向钻机在煤矿瓦斯治理中的应用

阳煤集团发挥定向钻机长钻孔定向钻进及钻孔轨迹的精准控制的技术特点,在下属各矿井推广应用定向钻机长钻孔对采空区瓦斯、大区域超前瓦斯及煤巷条带顺层瓦斯进行治理,取得了明显成效。     

深孔钻削的特点及工艺分析

通过对深孔切削加工的特殊性进行分析 ,对可能出现的问题提出了改进措施 :如合理设计刀具结构 ,使用导向装置 ,选择适当切削用量 ,有效冷却方式以及选择合理的加工工艺。解决了深孔排屑、导向、冷却等问题。为深孔切削加工提供了有价值参考。     

钻孔口旋转水射流吸除尘试验研究

为解决钻孔产生粉尘的治理问题，提出了钻孔口旋转水射流吸除尘技术，分析了旋转水射流吸除尘原理，进行了钻孔口旋转水射流吸除尘试验。结果表明，钻孔口采用旋转水射流吸尘除尘技术降尘效果明显，且系统简单、使用方便。     

一种新型的工程钻机—XZ—30型斜孔钻机

介绍了我国第一台大型斜孔工程钻机的工作原理、性能特点和结构特点，该机能为基础桩孔施工带来良好的经济效益和社会效益。     

裂缝带顺层长钻孔瓦斯抽采技术研究

为进一步提高采空区裂缝带瓦斯抽采效果、降低矿井瓦斯治理成本,保证工作面安全回采,曙光煤矿引进大直径顶板定向长钻孔技术对工作面覆岩裂缝带瓦斯进行抽采,同时对高位定向钻孔布置层位及施工工艺进行了研究。现场工业性试验表明,垂直方向上定向钻孔层位布设于裂缝带中下部瓦斯聚集区域17.1~22.8 m;水平方向上钻孔分布范围距回风巷15~35 m,钻孔间距为10 m。与普通高位钻孔抽采技术相比,该套技术不仅大幅减少高位钻场数量和钻孔进尺量,显著缩短施工工期和降低施工成本,而且瓦斯抽采效果明显优于常规钻进技术,平均单孔瓦斯抽采纯量由0.15 m³/min提高到1.55 m³/min,提高了9倍;钻孔抽采寿命由18~33 d提高到146 d以上,提高了4倍以上。     

割缝与压裂协同增透技术参数数值模拟与试验

针对古汉山矿低透气性煤层穿层抽采钻孔卸压不充分的问题,提出了割缝与压裂协同增透技术,基于弹性断裂力学和Biot经典渗流力学理论,采用数值模拟的方法,分析了割缝钻孔与压裂钻孔协同布置时不同条件下压裂裂缝扩展规律,确定割缝钻孔与压裂钻孔水平距离为4 m时压裂效果较好,缝槽相对于水平方向的倾角应避免为45°,割缝钻孔形成的缝槽可以控制压裂裂缝的扩展方向,裂缝影响范围内应力由约8 MPa下降至4 MPa以内。现场试验表明,距割缝钻孔2 m以内的煤体发生了位移,协同割缝钻孔的瓦斯抽采纯量是割缝钻孔的2.3倍,是普通钻孔的7.8倍,协同压裂钻孔的瓦斯抽采纯量是压裂钻孔的2.1倍,普通钻孔的5倍,瓦斯抽采效率显著提高。     

立井井筒光面爆破施工工艺

在现有施工设备和技术条件下，根据立井井筒钻眼爆破施工的特点提出了光爆布眼，钻眼及装药结构的新施工工艺，以及今后立井光面爆破施工艺的发展方向。     

骊山北坡Ⅰ区坡体病害整治试验工程钻孔工艺

介绍了骊山北坡Ⅰ区坡体病害及整治试验工程中锚索钻孔的一些相关工艺技术,包括锚固工作平台搭设及钻机固定;钻孔工艺选择及机具装置研制;预防锚孔弯曲的措施;破碎带、裂缝带的钻进技术及封孔固壁堵漏技术。     

碎软煤层筛管护孔技术在乌兰煤矿的应用

针对乌兰煤矿穿层钻孔完孔后孔壁易坍塌而堵塞瓦斯抽采通道,造成瓦斯抽采效率降低的问题,提出了一种碎软煤层筛管护孔技术。在分析乌兰煤矿地质概况的基础上,介绍了筛管护孔技术的技术原理和配套装备,选用了合理的筛管护孔钻具组合,制定了筛管护孔试验流程,在乌兰煤矿1080瓦斯治理巷进行了应用试验。试验结果表明,筛管下入器下筛管速度是人工下筛管速度的2~3倍;下入筛管试验钻场相比不下入筛管钻场瓦斯抽采纯量提高14.3%。碎软煤层筛管护孔技术筛管下入效率高,护孔效果显著,满足碎软煤层护孔的技术要求。     

天津高新区117大厦超长桩钻孔施工技术

天津高新区中央商务区117大厦桩基设计为超长桩,质量要求高,施工难度大。施工过程中通过对孔口护筒埋设、泥浆质量、孔内液面高度、孔位偏差、钻孔垂直度和孔底沉渣的有效控制,不仅钻孔质量达到设计要求,而且钻孔效率高,成本较低。介绍了117大厦超长钻孔灌注桩工程的施工情况,其经验可供类似工程借鉴。     

水利水电钻探技术进展及发展趋势

钻探是工程地质勘察的重要技术手段,通过钻探方式获取的工程地质资料是水利水电工程规划、设计和施工的重要依据。近年来,钻探技术和装备、仪器等在水利水电工程实践中不断地创新和发展。本文中水利水电钻探技术进展主要包括:随钻压水试验技术,自振法抽水试验技术,砂层、软土层和卵砾石层钻进及取样技术,大顶角斜孔钻进技术,声波钻进技术,全液压动力头式钻机,浅海钻探技术以及水利水电帷幕灌浆自动记录仪等。合理选择和应用这些钻探技术和设备对于优化水利水电工程勘察具有重要的意义。本文还对水利水电工程钻探技术的发展趋势进行了分析和展望。