裂隙发育煤层瓦斯抽放钻孔新封孔技术

分析了原瓦斯抽放钻孔封孔技术的缺陷,阐述了双阶段封孔技术的原理和设计,应用后取得了巨大的经济效益和社会效益,该技术在裂隙发育煤层具有推广价值。     

带压封孔技术提高瓦斯抽放效果的试验研究

针对煤体受煤巷掘进集中应力扰动、钻孔成孔扰动及孔壁吸附瓦斯解吸煤体收缩劈裂裂纹影响,产生大量泄漏瓦斯的裂隙,致使抽放瓦斯浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,提出带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了封孔工艺参数,并在平煤天安煤业集团十矿开展了3个月的工业性试验。实验结果表明:应用带压封孔方法可提高瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽放钻孔的有效抽放时间40 d左右。     

瓦斯抽放钻孔封孔方法的改进

针对瓦斯抽放钻孔传统的“聚胺脂法”封孔的缺陷,在实践总结的基础上,提出了“聚胺脂加水泥浆”的封孔新方法,解决了高负压条件下抽放钻孔容易漏气和抽放率低的难题。     

顺层抽放钻孔封孔工艺

为了解决顺层瓦斯抽放钻孔封孔后存在的漏气、抽放浓度低等问题,对比原有封孔工艺,结合矿井煤层构造和赋存情况,提出了新的封孔工艺,并在现场施工抽放钻孔时对新旧封孔工艺进行了对比。结果表明,新的封孔工艺能有效封堵煤层裂隙,提高封孔质量和瓦斯抽放浓度。     

煤层水平长钻孔抽放瓦斯

<正> 煤层预抽瓦斯的效果除与其自身透气性能有直接关系外,还与钻孔的表面积亦即煤体的暴露面积有关。在透气性能及有关抽放参数一定的情况下,钻孔抽出的瓦斯量与钻孔长度呈正比关系。因此,在一定的打钻能力下,尽可能地加大钻孔的长度往往可收到     

瓦斯抽放钻孔封孔技术的应用

针对黄泥封孔成水泥药卷封孔存在的不足,辰龙集团研究了一套全新的封孔方法,采用水泥石膏浆机械封孔新工艺,有效提高抽放钻孔封孔质量,提高抽放效果。     

平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究

预抽煤层瓦斯必须通过抽放钻孔来实现,钻孔的抽放半径是影响瓦斯抽放效果的重要因素,科学、合理地测量有效抽放半径是提高瓦斯抽放率的必要条件。运用瓦斯流量法,结合现场考察及实际测定数据分析,最终确定了平煤一矿丁6煤层钻孔瓦斯有效抽放半径,详细叙述了瓦斯流量法测定瓦斯抽放半径的测定步骤,对其他煤矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定具有一定的参考价值。     

煤矿瓦斯抽采钻孔新型封孔剂在磨心坡煤矿的应用

为了解决水泥砂浆封孔不严、瓦斯抽放浓度低、抽放效果较差的问题,开发了一种改性聚氨酯双组分专用瓦斯抽采钻孔封孔剂。介绍了该封孔剂在磨心坡煤矿的应用施工工艺技术,分析总结了封孔材料、工艺改进后的瓦斯抽放效果。实践表明,该封孔剂密封性较好,钻孔瓦斯抽放浓度、抽放量均有明显提高,且适用于快速密封不同深度、孔径及角度的瓦斯抽放钻孔和注水钻孔。     

伪钻孔抽放瓦斯方法及效果

在回采工作面中因某种因素而跳过有抽放瓦斯钻孔的隔离煤柱重新开采后,煤柱不能卸压,抽不出瓦斯而影响工作面的安全生产,为此采用伪钻孔抽放瓦斯方法加以解决。本文阐述了用伪钻孔的方法和效果。     

顶板高抽钻孔抽放瓦斯的应用

鸡西矿业集团正阳煤矿一采37#左六工作面应用顶板高位钻孔抽放瓦斯的技术,解决上隅角及回风瓦斯超限问题,为该矿在此煤层开采过程中解决瓦斯超限问题积累了经验,同时也为矿井开采其它相邻煤层治理瓦斯提供参考依据。     

顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度及注浆参数研究

为提高顺层瓦斯抽采钻孔封孔效果,以贵州五轮山煤矿8^#煤层地质条件为工程背景,开展合理的封孔深度及注浆参数研究。通过分析钻孔漏气影响因素,将钻孔漏气形式分为巷道裂隙带漏气、钻孔裂隙带漏气、孔壁边缘漏气、封孔段材料漏气4类。采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法,对巷道及钻孔周围应力分布规律开展研究,确定合理封孔深度为15 m,合理注浆扩散半径为0.40～0.50 m。研发了新型封孔材料,其抗压强度提升了20 MPa、膨胀率增加了20%、黏度降低了23%、终凝时间缩短了5 h。基于注浆柱面扩散理论,确定合理注浆压力为1.5 MPa,合理注浆量为0.3 m³。在1811工作面运输巷道布置16个顺层瓦斯抽采钻孔,开展4组不同封孔参数条件下的工业性试验,结果表明：在封孔深度为15 m、注浆压力为1.5 MPa、注浆量为0.3 m³条件下封孔效果较好、经济性较优,钻孔日平均抽采瓦斯浓度提升30%。     

煤层瓦斯抽采钻孔的封孔方法现状及前景探讨

瓦斯抽采对缓解煤矿瓦斯事故有重大意义,封孔质量直接影响瓦斯抽采效果。不同的瓦斯抽放环境,可选择的封孔方法也多种多样,针对不同条件选择适宜的封孔工艺和封孔材料,是保证瓦斯有效抽采的关键。根据钻孔在抽采过程中的变形破坏规律,结合目前煤矿瓦斯抽采封孔方法和材料的应用现状,将现有封孔方法按具体操作方式分为充填式、注浆式、带压式和混合式,详细介绍了不同方法用到的材料和涉及的工艺原理,并对其优缺点和适用条件进行了客观评述,最后展望了封孔材料和方法的未来发展趋势。     

二次封孔套管测压技术研究及应用

煤层瓦斯压力是煤层瓦斯参数的重要指标,其大小直接决定着相关瓦斯防治措施的制订和实施。为解决封孔漏气问题,综合各种封孔测压技术,提出了二次封孔套管测压技术,该技术采用一次钻孔到煤层底板后全段带压注浆封孔,然后原地开孔穿透煤层至顶板,再下套管注浆封孔,在套管内安装测压管,可有效封堵钻孔周围裂隙,提高测压气室密封效果。现场应用表明,与水泥砂浆封孔对比,二次封孔套管测压技术在相同的地质单元施工参数相同的钻孔所测煤层瓦斯压力值更高,说明该技术更好,测压准确率高。     

煤矿瓦斯抽采钻孔修护技术研究进展

瓦斯抽采钻孔易失稳堵塞,造成钻孔有效抽采时间缩短、抽采效果断崖式衰减,已成为制约加快推进煤矿区煤层气开发规模提升的瓶颈之一。在分析瓦斯抽采钻孔失稳机理的基础上,从钻孔护孔和堵塞疏通两方面,系统评述了“注浆加固技术”“筛管护孔技术”“机械式疏通技术”和“水射流疏通技术”这4种煤矿井下常用的抽采钻孔修护技术,分析了各自的适用条件与优缺点。对瓦斯抽采钻孔修护技术的发展方向进行了探讨,认为钻孔修护评价体系、随钻护孔及堵塞钻孔疏通—护孔一体化技术装备是钻孔修护技术的未来发展趋势。     

顺层预抽钻孔封孔技术优化及应用研究

煤矿井下顺层预抽钻孔封孔应根据不同倾角类型有针对性地采取优化措施。通过对平庆煤矿封孔现状的考察和大量的封孔优化对比实验,得出顺层预抽钻孔孔口免抽段长度、使用钻屑量与地应力之间存在的函数关系,确定了合理封孔深度。从瓦斯抽采效果、经济性、操作难易程度综合考虑,对比分析得出不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化技术,并在现场实际使用论证。上行钻孔封堵孔外,下行钻孔封堵孔内,近水平钻孔封堵孔内和孔外。不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化后,提高了抽采浓度,缩短了煤层预抽时间,保障了煤矿安全开采。     

不同瓦斯抽采钻孔封孔工艺封孔效果的现场试验对比研究

为了考察不同封孔工艺在低渗透煤层中的瓦斯抽采效果,通过现场瓦斯抽采试验,对比分析了传统封孔、自胀式封孔、袋装封孔、封孔器封孔以及主动承压式封孔5种封孔工艺的钻孔瓦斯浓度变化特征,介绍了主动承压式封孔工艺的工艺原理。结果表明:主动承压式封孔工艺的钻孔瓦斯浓度在抽采初期呈上升趋势,随后缓慢降低并稳定在70%左右,钻孔瓦斯浓度出现显著衰减的时间为70～80 d,高瓦斯浓度抽采的时间长达91 d,远高于相同条件下采用其他封孔工艺的抽采钻孔;此外,采用该封孔工艺的钻孔瓦斯浓度自孔底向孔口仅衰减14%,为各类封孔工艺中瓦斯浓度衰减最低的封孔方式。综合对比各类封孔工艺下抽采钻孔瓦斯浓度变化特征、瓦斯浓度显著衰减时间和高浓度瓦斯持续抽采时间等指标,采用主动承压式封孔工艺可以取得良好的瓦斯抽采效果。     

大直径潜孔锤跟管钻进直排井施工技术研究与应用

王台铺矿矿井关闭后的涌水对临近矿井安全生产造成了严重的影响,实施大直径直排井进行排水是降低上述影响的重要手段。根据煤层地质及涌水量,直排井井眼直径设计为?650 mm,垂深205 m。由于目的层为巷道且穿过3号煤层采空区,常规钻进方法对目的层安全产生一定的影响,且其钻速慢、成本高。为此,提出了一种大直径潜孔锤跟管钻进新技术,利用潜孔锤进行碎岩,利用跟套管降低环空上返面积进而降低风量要求,有效解决了大直径井眼空气钻进风量需求大、成本高的技术问题。该技术在王台铺矿3口大直径直排井施工中的应用表明,该跟管钻进技术耗气量低、排渣效果好、密封性能优良,平均建井周期20天,平均时效10 m,大幅提高了大直径井眼的钻进效率,降低了钻探成本。     

我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术

在回顾我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工技术发展的基础上,总结了现阶段煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备的现状及适用条件,分别介绍了各种钻孔施工技术的原理、技术特点及应用情况,分析总结了我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备和技术发展所面临的问题是如何实现水平长钻孔的准确定向,进一步延长钻孔的有效抽放段距离和有效抽采时间;如何提高松软突出煤层钻孔深度和有效成孔率,并提出未来发展趋势是履带一体化和随钻测量定向钻进技术和装备;松软突出煤层的瓦斯抽采关键技术及其装备;研制开发安全、可靠、有效的远程控制钻机及绿色产品设计思想.     

煤矿井下整体式多通道自动化封孔装置研究

为了实现煤矿井下钻孔自动化封孔,根据十三五重点研发计划课题瓦斯防治钻孔及封孔机器人要求,提出了整体式多通道自动封孔装置整体方案;设计了自动封孔控制方法,对封孔器注浆通道和封孔通道参数进行了研究和设计;采用有限元方法,进行了封孔装置坐封动力学分析,并对封孔装置样机进行了钻孔坐封、注浆模拟试验。研究表明:研制的封孔装置整体式结构可以配套钻孔机器人抓取、安装、通道自动切换完成两堵一注自动化封孔;满足不同封孔长度、不同倾角钻孔的封孔要求;3通道结构满足坐封、排气、注浆、瓦斯抽采等工艺过程对压力和压力损失的要求;从动力学分析坐封胶桶与孔壁接触应力、与孔壁的轴向摩阻力以及封孔模拟实验结果看,该装置抽采通道负压损失小于2 kPa,坐封压力6 MPa时,封孔注浆压力可承受3 MPa以上,完全满足目前煤矿井下两堵一注封孔技术要求;通过对坐封压力、封孔注浆压力、抽采流量、抽采压力等参数的监测实现自动化封孔的可靠坐封。     

老厂矿区高位定向长钻孔“以孔代巷”瓦斯抽采技术研究

云南老厂矿区无烟煤瓦斯含量高、衰减性强、透气性系数低、瓦斯难于抽采,采用常规顺层钻孔和普通顶板高位钻孔方式难以解决上隅角瓦斯和回风流瓦斯超限问题,而采用顶板高抽巷方式面临工程量大、经济成本高、工期长等问题。通过使用定向大直径钻机施工高位定向长钻孔替代顶板高抽巷的方法,利用FLAC^3D数值差分软件分析煤层顶板断裂带高度。结果表明：老厂矿区8^#煤层垂向18~35 m区域为最佳抽采层位,使用高位定向长钻孔对8^#煤层顶板裂隙抽采后平均抽采瓦斯浓度(甲烷体积分数,下同)可达16%左右,平均抽采瓦斯纯流量为9.05 m³/min,工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.60%以下,回风流瓦斯浓度控制在0.40%以下,与采用高抽巷方法的瓦斯抽采效果相当,验证了高位定向长钻孔“以孔代巷”技术的合理性和可行性,可为云南老厂矿区无烟煤瓦斯抽采提供参考。