新型筛管护壁工艺在新集一矿的应用

针对松软煤层钻孔坍塌、瓦斯抽放效率低的问题,开发了一种新型筛管护壁工艺。该工艺旨在退钻之前利用钻杆内径将筛管下入孔底,确保瓦斯抽放通道的畅通,提高瓦斯抽放效率。为了满足该工艺的要求,研制开发了大通孔开闭式钻头、通径钻杆和筛管固定装置。通过在新集一矿的试验,该工艺的筛管下放率达到了99%以上,真正实现了"钻到位,管到底"的目标,瓦斯抽采浓度得到了有效提高。     

基于上覆岩层理论的走向高位裂隙钻孔在瓦斯治理中的应用

走向高位裂隙钻孔是矿井上隅角瓦斯治理的一种有效方法。在分析走向高位裂隙钻孔抽采机理的基础上,以陈四楼煤矿21016工作面为例进行了走向高位裂隙钻孔抽采试验,对比分析并确定了试验区域终孔距顶板高度、距巷帮深度、钻场间距等最佳参数。试验表明,走向高位裂隙钻孔抽采能够高效治理回采工作面上隅角瓦斯,实现快速回采。     

基于超大直径钻孔的瓦斯治理技术研究

针对天地王坡煤矿井田地质情况及瓦斯抽采钻孔易塌孔、施工难度大、成本高等技术难题,进行了煤层超大直径钻孔技术装备及瓦斯治理工艺研究。提出了"以孔代川"的瓦斯治理工艺新方法,研制出基于螺旋钻杆与外护管同步钻进技术的超大直径钻孔装置,有效解决了工作面瓦斯超限问题。     

厚煤层钻墙边掘边抽瓦斯技术试验研究

为了解决在中厚煤层煤巷掘进采用平面扇形布孔边掘边抽瓦斯技术治理效果不理想的问题,在陈家山煤矿进行了钻墙边掘边抽瓦斯技术的现场试验研究,钻墙边掘边抽钻孔克服了平面扇形边掘边抽钻孔由于受抽放有效半径的制约而不能控制厚煤层煤壁全厚的缺陷,采用了钻墙边掘边抽瓦斯技术后,陈家山煤矿的试验巷帮瓦斯涌出截流率达到75%以上,能有效防止厚煤层煤巷掘进面瓦斯起限.     

无机轻质充填材料在涡北煤矿的应用

高位钻孔瓦斯抽放是工作面瓦斯抽放的重要方法之一,但钻场空间大,容易积聚瓦斯,需对其进行充填.鉴于现有钻场充填材料成本高和充填工艺复杂等原因,采用无机轻质充填材料及相关配套充填设备对煤矿井下钻场进行密实充填.结果表明,该材料的应用解决了淮北矿业集团涡北煤矿钻场瓦斯积聚的问题,取得了安全和经济效益.     

厚煤层综放工作面上隅角瓦斯抽放方法研究

针对低瓦斯厚煤层U型通风综放工作面上隅角瓦斯局部集聚问题,以新疆某矿为例,通过现场实测钻孔的流量、浓度参数,对本煤层瓦斯预抽、挂耳钻场高位钻孔抽放、顶板钻场高位钻孔抽放进行综合治理效果分析。矿井最终选用顶板高位钻场方法进行上隅角瓦斯抽放治理,抽放后上隅角最高瓦斯浓度从1.50%降至0.85%,上隅角瓦斯得到了有效的控制。     

煤矿底抽钻场瓦斯抽采浓度低的原因分析

针对平顶山煤矿底抽巷穿层钻孔封孔工艺复杂,抽采瓦斯浓度低等问题,提出了"两堵一注"封孔新工艺,并对该装置封孔原理和封孔工艺进行了较为详细介绍.指出了该方法能够在瓦斯抽采方面取得很好的效果,但在平煤十三矿底抽巷的D23钻场得不到预期的效果,为此展开了各方面的研究.通过测量D23钻场每组平均瓦斯浓度,得出每组钻孔平均瓦斯浓度低于30%,达不到瓦斯抽采的预期效果,为此结合现场实际地质资料和分析钻场周围水的原因,得出了钻场周围断层较为发育,沟通了底抽巷的空气进入钻孔中,同时水也对瓦斯抽采浓度造成一定程度的影响.为此提出了3点技术措施:合理布置抽采钻场位置;降低水的影响;封孔质量标准化.     

随钻水力冲孔技术在松软低透气煤层瓦斯增透中的应用

松软低透气性煤层,由于煤层松软、透气性低,瓦斯抽放浓度低、持续时间短、抽放量小,使煤层瓦斯区域预抽效果不理想。作为改善瓦斯抽采效果的有效方法之一,水力冲孔法以其原理简单、易于实现的优点广泛应用于各大煤矿,但是需要预先施工先导孔,辅助作业时间长。为解决这一问题,研究了随钻水力冲孔技术,该技术采用钻进-冲孔一体式钻具,将钻孔施工与冲孔施工一次完成,不需重复起下钻,提高了工作效率。采用随钻冲孔技术在赵庄煤矿进行了现场试验,试验证明,随钻水力冲孔技术能够满足矿方施工要求,且通过计算对冲孔直径进行了评价,瓦斯抽采钻孔通过水力冲孔可将原常规施工钻孔直径扩大12.2倍。     

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.     

煤矿瓦斯抽采钻孔直向钻进装置

介绍了保直技术、排渣技术以及退钻技术等3个直向钻进的关键技术;针对煤矿瓦斯抽采钻孔偏斜问题,开发煤矿瓦斯抽采钻孔直向钻进装置;阐述了直向钻进装置结构和技术参数;综合考虑装置的耐受应力强度,为钻杆接头和钻杆杆体优选了材料,进行了抗扭强度计算。     

松软特厚强黏结性突出煤层抽放钻孔工艺研究

为了解决松软特厚强黏结性突出煤层中抽放钻孔施工困难的问题,以新疆艾维尔沟矿区1930煤矿2上煤层为研究对象,通过6次现场试验及应用,对常规钻孔工艺与液压钻机配套三棱钻杆水排渣工艺进行对比分析。结果表明,液压钻机配套三棱钻杆水力排渣工艺能够有效避免孔内煤渣黏结,且护孔效果明显,对提高成孔率十分有利。     

复杂岩层高位定向长钻孔成孔技术应用研究

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题,通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法,有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度,增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中,成功实现最大956m的高位钻孔深度记录,后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大,有效解决了回采工作面的瓦斯问题,取得了良好的效果,为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。     

高位钻孔瓦斯抽放钻孔参数优化研究

通过对盘江矿区老屋基矿121217工作面高位钻孔分析研究,不断优化高位钻孔参数,得出了高位钻孔各项参数的优化公式。利用该公式优化高位钻孔参数后可以准确确定高位钻孔最佳层位,提高抽放效果,降低瓦斯涌出量,为盘江矿区深部开采时的瓦斯治理探索出一条新途径。     

煤矿井下套铣打捞技术研究与应用

套铣打捞是一种以保护事故钻杆为目的的卡埋钻事故处理技术。优化套铣打捞各项工艺参数可以提高卡埋钻事故处理的成功率,降低经济损失。通过对套铣打捞的钻具级配、钻进工艺参数和工艺方法进行分析研究,提出在钻具级配选择时的注意事项,套铣过程中转速、钻压和钻速的控制要求,冲洗液的选择、配比和钻进过程中扫孔作业要求。结合研究在玉溪矿和临涣矿进行套铣作业,在严格控制各项参数的前提下,成功将事故钻具打捞出井,证明了该技术措施对提高套铣打捞成功率具有良好的效果。     

定向钻机用辅助上钻杆机构设计

针对煤矿井下定向钻机用大直径钻杆预拧紧依靠人工操作劳动强度大、安全风险高的问题,提出了一种定向钻机用辅助上钻杆机构设计方案,对其结构设计要点进行了详细说明。通过受力分析得到了摩擦轮上钻杆机构传动简图,并对其传动参数进行了计算和校核。该辅助上钻杆机构结构简单、体积小,过载时可以打滑保护钻杆丝扣,为定向钻机上钻杆问题提供了一种解决方案。     

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。     

深孔定点快速取样技术在钻屑瓦斯解析指标 K1值测试中的应用

钻屑瓦斯解析指标K1值是综合反映煤层瓦斯含量及卸压初期瓦斯解吸速度大小的指标,是确定煤层局部突出危险性程度的关键参数,对煤与瓦斯突出灾害防治起到了重要作用。本文针对煤矿采用麻花钻杆机械排渣取样方法取样测试K1值过程中存在的无法准确确定取样位置和煤样暴露时间,有效测试深度浅,现场测值与实际情况误差较大等问题,利用基于反循环钻进原理研发的深孔定点快速取样技术及装置对K1值合理有效取样测试深度进行了研究。研究结果表明：深孔定点快速取样技术利用双壁钻杆的中心管将钻孔底部煤样快速排出,所取煤样中未掺混钻孔壁上的煤粉,达到了定点取样的要求,保证了测定煤样的有效性,且取得足够数量的煤样时间不超过2min,有效降低了煤样暴露时间,可以有效提高时K1值的有效测定深度及测定结果的准确性,在仲恒煤矿和湾田煤矿采用深孔定点快速取样技术可增加钻屑解吸指标K1值有效测试深度至30m。     

松软突出煤层合理钻杆研制及应用

松软突出煤层由于受煤和瓦斯赋存特征、高地应力、高瓦斯压力的综合作用,造成本煤层钻孔卡钻、塌孔现象经常发生,导致防突措施钻孔施工不到位,引起矿井采掘抽关系紧张,形成严重的安全生产隐患。在分析引起松软突出煤层钻进困难的原因之后,提出了合理的钻杆钻进排渣方法,并研制了新型高强三棱刻槽钻杆,在突出矿井本煤层孔钻进取得了良好的效果。     

钻杆带压开孔装置的设计与试验分析

针对油气井钻井过程中溢流导致的循环压井与放喷通道失效问题〔1〕,设计出了一种能对密闭带压钻杆进行开孔的钻杆带压开孔装置,该装置重新建立了一条新的压井与放喷的通道。重点对带压开孔装置工艺实现的过程以及密封系统、钻孔传动结构的设计进行了介绍,采用ABAQUS仿真分析软件对往复刀杆与固定刀杆间的J型往复动密封系统进行了有限元分析。为了验证方案设计的可行性,制造样机并进行了台架试验,根据试验反馈出的问题对样机相关设计进行了不断改进与进一步的试验。试验结果表明该装置结构设计方案的可行,实现了功能要求。     

松软煤层瓦斯抽采孔PVC管护壁技术应用研究

针对晋城煤业集团赵庄煤业矿区地质构造复杂、煤层松软及透气性差,瓦斯抽采孔由于煤层松软引起孔壁稳定性差,成孔提钻后,短时间内孔壁坍塌,导致瓦斯抽采通道堵塞,抽采率低,抽采效果差的问题。利用在钻孔施工完成后不提钻杆,先在钻杆内部下入抽采筛管进行护壁,提钻后形成瓦斯抽采通道,应用结果表明:该技术与传统提钻后下套管工艺相比,下管效率大幅提高,下管深度达到孔深的98%以上,有利于提高瓦斯抽采效率,对煤矿安全具有重要意义。