定向钻进技术在张集煤矿掩护巷道掘进探放水中的应用 被引量：42

1

作者 豆旭谦 魏廷双 +1 位作者 王力 徐保龙 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第9期179-182,186,共5页

定向钻进技术是煤矿井下深孔顺层钻进的有效手段。张集煤矿为了保证巷道掘进安全,引进该技术进行设计运输巷底部灰岩顺层探放水钻孔施工,保护范围覆盖设计巷道左侧和右侧40 m,设计钻孔3个。通过现场应用,完成1#钻孔孔深518 m,1-1#钻孔孔... 定向钻进技术是煤矿井下深孔顺层钻进的有效手段。张集煤矿为了保证巷道掘进安全,引进该技术进行设计运输巷底部灰岩顺层探放水钻孔施工,保护范围覆盖设计巷道左侧和右侧40 m,设计钻孔3个。通过现场应用,完成1#钻孔孔深518 m,1-1#钻孔孔深483 m,2#钻孔孔深558 m,未见地层出水,成功实现了掩护巷道掘进探放水目的,并总结出"钻进岩性变化、地质资料判断、钻进方向指导、地质资料修正"探索式循环渐进钻进方法、"定向+复合"控层钻进方法和硬质岩层低速磨削开分支技巧等实践经验。张集煤矿使用顺层定向长钻孔替代了普通探放水钻孔,成为该矿掩护巷道掘进探放水钻孔施工的新技术。 展开更多

关键词 定向钻进技术 灰岩探放水 掩护巷道掘进 探放水钻孔 定向长钻孔

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新集二矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果试验研究 被引量：15

2

作者 胡良平 孙海涛 +1 位作者 杨慧明 张荻 《矿业安全与环保》 北大核心 2017年第2期45-48,69,共5页

为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明... 为研究顶板定向长钻孔瓦斯抽采技术的效果及投资成本,针对新集二矿煤层赋存条件及瓦斯抽采需求,结合该矿210100工作面现场试验的观测结果,分析了顶板定向长钻孔瓦斯抽采效果,并与其他顶板瓦斯抽采技术进行了对比。现场试验数据分析表明:在同等瓦斯治理效果条件下,顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯技术,其投资比顶板高抽巷节约44.8%、工期缩短30.0%,比顶板高位钻孔投资略少、工期缩短47.5%。试验表明,布置顶板定向长钻孔治理回采工作面瓦斯的技术方案性价比较高。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 顶板 定向长钻孔 高抽巷 高位钻孔 抽采效果 投资成本

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碎软低透突出煤层定向长钻孔整体水力压裂高效增透技术 被引量：12

3

作者 张俭 《中国煤炭》 2018年第7期101-105,137,共6页

针对碎软低透突出煤层增透范围小、衰减速度快、抽采有效周期短等问题,以阳泉矿区15#煤层为研究对象,分析了长钻孔压裂增透机理,提出与煤层定向长钻孔相结合的煤矿井下长钻孔整体压裂增透技术。结合自主研发的整体压裂装备和工艺技术,... 针对碎软低透突出煤层增透范围小、衰减速度快、抽采有效周期短等问题,以阳泉矿区15#煤层为研究对象,分析了长钻孔压裂增透机理,提出与煤层定向长钻孔相结合的煤矿井下长钻孔整体压裂增透技术。结合自主研发的整体压裂装备和工艺技术,实现了压裂钻孔的快速、稳定封孔,一次性压裂段孔长202 m的整体水力压裂施工,累计注水量2865m^3,最大泵注瞬时流量57.75 m^3/h,最大注水压力14.8 MPa。检测结果表明:压裂增透施工后,煤层透气性系数提高了4.88倍,最大影响半径达到了60m,流量衰减系数降低至压裂前的0.13倍,瓦斯含量降低至原始含量的0.55倍,实现了增透范围大、抽采时效长的瓦斯抽采效果,为碎软低透突出煤层强化增透和井下瓦斯高效抽采提供了技术保障。 展开更多

关键词 碎软低透突出煤层 整体水力压裂 定向长钻孔 影响半径

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中硬煤层瓦斯抽采定向长钻孔高效钻进工艺 被引量：10

4

作者 杨虎伟 许超 +3 位作者 董萌萌 赵建国 牟培英 康奇岳 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2014年第11期20-23,27,共5页

钻孔抽采瓦斯是治理瓦斯最直接有效的手段。根据煤矿井下本煤层定向钻进技术原理,提出一种适用于中硬煤层定向长钻孔的高效钻进工艺,该工艺是将复合钻进技术与煤矿井下定向钻进技术相结合实现定向长钻孔高效钻进的一种钻进方法。通过现... 钻孔抽采瓦斯是治理瓦斯最直接有效的手段。根据煤矿井下本煤层定向钻进技术原理,提出一种适用于中硬煤层定向长钻孔的高效钻进工艺,该工艺是将复合钻进技术与煤矿井下定向钻进技术相结合实现定向长钻孔高效钻进的一种钻进方法。通过现场试验证明,该方法能使钻孔孔壁平滑,防止憋泵、卡钻,减少事故处理时间,提高钻孔成功率和钻进效率。经分析,使用该技术后,与常规定向钻进相比,平均机械钻速提高了26.8%,该技术为今后煤矿井下定向钻进技术的推广提供了新思路。 展开更多

关键词 中硬煤层 瓦斯抽采 定向长钻孔 高效钻进 定向钻进

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基于COMSOL的顶板定向长钻孔布置参数研究 被引量：3

5

作者 姜周民 《煤炭工程》 北大核心 2023年第3期127-132,共6页

为了研究顶板定向长钻孔的布孔参数,以东庞矿21215工作面为工程背景,通过利用COMSOL数值模拟软件,建立了5种不同布置方式下顶板长钻孔的瓦斯抽采模型,根据模拟结果确定了“法向间距2 m、水平间距3 m”的钻孔布置方式。根据21215工作面... 为了研究顶板定向长钻孔的布孔参数,以东庞矿21215工作面为工程背景,通过利用COMSOL数值模拟软件,建立了5种不同布置方式下顶板长钻孔的瓦斯抽采模型,根据模拟结果确定了“法向间距2 m、水平间距3 m”的钻孔布置方式。根据21215工作面裂隙带高度设计了钻孔的布置参数,同时利用钻孔水平位置理论确定公式验证了布孔参数的可行性。现场应用结果表明,工作面回采过程中顶板定向长钻孔抽采存在稳定阶段和衰减阶段,在衰减阶段钻孔抽采效果降低、上隅角瓦斯浓度提高,分析其原因是由于钻孔高度降低,钻孔完整性遭到破坏导致的。从整体来看,在回采期间上隅角瓦斯浓度为0.3%~0.4%,处于较低水平,说明顶板定向钻孔抽采效果较好,采用该布置方式有效解决了上隅角瓦斯浓度超限的问题。 展开更多

关键词 定向长钻孔 钻孔布置方式 钻孔布置参数 上隅角 抽采效果

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条带瓦斯预抽下向大垂深定向长钻孔成孔技术研究

6

作者 王力 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第6期109-114,共6页

针对龙凤煤矿进行煤巷条带瓦斯预抽定向长钻孔施工存在的下向大垂深孔排渣难、钻塌孔堵塞钻孔、下向钻孔积水等问题,结合钻场位置和钻孔设计情况,优选了钻探施工装备,研究了冲洗液加螺旋辅助强化排渣、气举排水、全孔筛管完孔等成孔工艺... 针对龙凤煤矿进行煤巷条带瓦斯预抽定向长钻孔施工存在的下向大垂深孔排渣难、钻塌孔堵塞钻孔、下向钻孔积水等问题,结合钻场位置和钻孔设计情况,优选了钻探施工装备,研究了冲洗液加螺旋辅助强化排渣、气举排水、全孔筛管完孔等成孔工艺,优化了“两堵一注”封孔装置和工艺。在回风斜井和轨道1^(#)联2个钻场各施工了7个定向钻孔。结果表明:优选的钻进装备和优化的钻孔施工工艺满足下向大垂深定向孔钻完孔要求;施工钻孔平均孔深303 m,最大孔深363 m,最大下入筛管深度360 m;回风斜井钻场平均抽采浓度55.12%,213 d累计抽采瓦斯57.41万m^(3);轨道1^(#)联钻场平均抽采浓度51.74%,141 d累计抽采瓦斯42.37万m^(3),抽采效果明显,为龙凤煤矿煤巷条带瓦斯预抽和“以孔代巷”提供了新的技术支撑,为类似条件矿井条带瓦斯预抽下向大垂深定向钻孔提供了宝贵经验。 展开更多

关键词 条带瓦斯预抽 定向长钻孔 钻孔排水 封孔 筛管完孔

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煤矿井下3000 m顺煤层定向钻孔钻进关键技术 被引量：49

7

作者 石智军 董书宁 +7 位作者 杨俊哲 许超 郝世俊 李泉新 陈殿赋 姚克 刘建林 田东庄 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1-7,共7页

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3000m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤... 保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3000m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。 展开更多

关键词 顺煤层 超长定向孔 减阻工艺 复合钻进 侧钻分支 泥浆脉冲 冲洗液净化循环系统

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腾晖煤业采空区顶板超长定向钻孔模拟与应用研究 被引量：9

8

作者 年军 李润芝 +1 位作者 刘浩 回春伟 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期87-93,共7页

基于采动裂隙椭抛带理论提出顶板超长定向钻孔治理技术,通过理论推导、数值模拟、现场应用相结合的方法对腾晖煤业2-100放顶煤工作面顶板超长定向钻孔的合理距离及合理层位进行研究。研究结果表明:1~5号顶板超长定向钻孔内错回风巷的合... 基于采动裂隙椭抛带理论提出顶板超长定向钻孔治理技术,通过理论推导、数值模拟、现场应用相结合的方法对腾晖煤业2-100放顶煤工作面顶板超长定向钻孔的合理距离及合理层位进行研究。研究结果表明:1~5号顶板超长定向钻孔内错回风巷的合理距离为20~40m;钻孔的合理终孔层位依次为60,60,60,61和63m。顶板初次垮落后,顶板超长定向钻孔开始发挥作用,单孔的瓦斯抽采纯量随着工作面推进开始呈周期性变化,当顶板岩层发生周期性垮落时,钻孔瓦斯抽采纯量开始急剧升高;抽采纯量达到的最大值分别为13.88,13.92,13.96,14.24和14.32m^3/min;顶板超长定向钻孔抽采期间,上隅角瓦斯浓度与回风流瓦斯浓度呈周期性变化趋势,上隅角瓦斯浓度为0.32%~0.8%,整个过程中上隅角瓦斯浓度均在可控范围内。顶板超长定向钻孔治理技术可有效解决放顶煤工作面采空区的瓦斯治理难题。 展开更多

关键词 腾晖煤业 采空区 顶板超长定向钻孔 模拟与应用

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“长掘长探”技术在TBM掘进巷道中的应用研究 被引量：1

9

作者 孙昊达 王毅 +2 位作者 张杰 白刚 尚荣 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期137-141,共5页

针对韩城矿区所属煤矿普遍存在奥灰含水层积水、小窑积水等水害隐患对TBM掘进巷道安全构成严重威胁的情况,迫切需要一种适用于TBM掘进工程的新型水害超前探查技术。结合矿区实际情况,提出了一种适用于煤矿井下TBM掘进巷道的水害探查技... 针对韩城矿区所属煤矿普遍存在奥灰含水层积水、小窑积水等水害隐患对TBM掘进巷道安全构成严重威胁的情况,迫切需要一种适用于TBM掘进工程的新型水害超前探查技术。结合矿区实际情况,提出了一种适用于煤矿井下TBM掘进巷道的水害探查技术即“长掘长探”新技术。该技术将煤矿井下定向长钻孔钻进技术和井下孔内瞬变电磁技术进行有机地结合,分别对分支孔成孔技术和数据重构技术进行技术改良,通过优选工程技术方案,选取适配的设备及钻具,使用新型孔内瞬变电磁探测仪器,有效解决了韩城矿区TBM掘进巷道无法“随掘随探”的煤矿井下超前水害隐患探查技术难题,提高了巷道快速掘进地质超前的探测效率和成果精度。应用证明,该技术探测成功率高达95.11%,掩护成功率可达91.53%,同时节约了24%的工期,探得一处富水异常区误差最大仅有0.3 m,该技术适合在类似矿井巷道掘进中推广应用。 展开更多

关键词 超前水害探查 煤矿掘进巷道 长掘长探 定向长钻孔 孔内瞬变电磁

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准格尔矿区井下水害区域超前探查防治技术 被引量：6

10

作者 刘明军 王钢 崔岩波 《煤炭工程》 北大核心 2021年第8期70-74,共5页

针对准格尔矿区西部6号煤层受底板奥灰水和顶板砂岩水双重威胁,水害事故频发,严重制约着煤炭安全高效开采等问题,提出采用井下超长水平定向钻孔技术,对煤层顶板砂岩水进行预疏放,对煤层底板岩溶陷落柱及裂隙进行探查与封堵。分别从目的... 针对准格尔矿区西部6号煤层受底板奥灰水和顶板砂岩水双重威胁,水害事故频发,严重制约着煤炭安全高效开采等问题,提出采用井下超长水平定向钻孔技术,对煤层顶板砂岩水进行预疏放,对煤层底板岩溶陷落柱及裂隙进行探查与封堵。分别从目的层位优选、钻孔轨迹控制、钻孔注浆工艺、钻孔施工等方面对井下水害区域超前探查防治技术进行了研究。并在准格尔煤田龙王沟煤矿61605工作面进行现场应用,钻孔孔深普遍大于1100m,岩层最大孔深达1227m,钻进过程中局部裂隙发育,裂隙注浆量460.42t,未发现大的导水通道及强富水区,为煤炭安全可持续开采提供了重要的地质依据。 展开更多

关键词 井下水害 超前探查 带压开采 超长定向孔

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定向钻进技术在高瓦斯矿井大区域瓦斯抽采中应用效果

11

作者 金鑫 《矿产勘查》 2023年第6期982-988,共7页

为满足煤矿井下大区域深部瓦斯抽采的需要,本文介绍了区域瓦斯治理的类型、钻探装备,分析了远端水平对接钻进技术、扇形多分支定向钻进技术和超长定向钻进技术对实际煤炭开采的影响,计算了运用超长定向钻进技术开采的井下瓦斯含量。生... 为满足煤矿井下大区域深部瓦斯抽采的需要,本文介绍了区域瓦斯治理的类型、钻探装备,分析了远端水平对接钻进技术、扇形多分支定向钻进技术和超长定向钻进技术对实际煤炭开采的影响,计算了运用超长定向钻进技术开采的井下瓦斯含量。生产实践表明:超长定向钻孔技术可以覆盖整个待采工作面,使得它比传统常规钻孔技术和扇形、半扇形钻孔技术治理煤矿井下大区域瓦斯效果更好。该技术对煤矿大区域瓦斯超前治理和矿井安全回采具有重要意义。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 超长定向孔 大区域瓦斯治理 定向钻进

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布尔台煤矿顶板管理防治措施的探讨与研究

12

作者 张传玖 《中国煤炭》 2022年第S02期53-59,共7页

国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采... 国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采掘布局、改善巷道支护形式、改变超前支护方式等措施进行矿压源头管理,并采用融合微震、顶板动态、液压支架数据等监测预警技术,建成了灾害预警平台,掌握了强矿压显现规律,揭示了强矿压机理,实现了“一张图”管理。重点针对厚硬顶板大面积悬顶、上覆采空区遗留煤柱、工作面冲刷异常地质体弱化改造等多灾害协同治理,提出了定向长钻孔分段水力压裂技术,有效减弱了上覆岩层的动载效应,降低了回采过程中悬顶面积和来压强度,实现了强矿压灾害的超前解危。 展开更多

关键词 强矿压 微震监测 预警平台 定向长钻孔分段水力压裂 顶板管理

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煤矿井下巷道梳状定向钻孔轨迹设计方法 被引量：9

13

作者 王飞 吴世跃 +2 位作者 李艳奎 孟晓红 王志豪 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2017年第1期153-156,共4页

为了快速有效抽采松软煤层掘进巷道围岩瓦斯,结合定向千米钻机性能,提出采用梳状定向长钻孔"横向"或"纵向"布置方式远距离掩护预抽掘进巷道围岩煤体瓦斯。根据掘进工作面特征,按梳状定向长钻孔设计流程,总结出钻孔... 为了快速有效抽采松软煤层掘进巷道围岩瓦斯,结合定向千米钻机性能,提出采用梳状定向长钻孔"横向"或"纵向"布置方式远距离掩护预抽掘进巷道围岩煤体瓦斯。根据掘进工作面特征,按梳状定向长钻孔设计流程,总结出钻孔轨迹设计原则,并借鉴定向井设计与计算理论,提出三段式斜平面法设计梳状定向长钻孔,明确了钻孔轨迹空间位置的点、线、面之间的关系,简化优化钻孔轨迹设计参数,降低钻孔施工风险。最后以余吾煤矿某掘进巷道为例,详细介绍了斜平面设计方法,分析表明三段式斜平面设计梳状定向钻孔的方法满足工程精度,减少了设计工作量,提高了工作效率。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 梳状定向长钻孔 钻孔轨迹设计 斜平面法 掘进工作面

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长距离定向钻孔大区域瓦斯治理技术及应用 被引量：8

14

作者 梁道富 魏泽云 +3 位作者 李希建 徐书荣 张垒 代茂 《煤炭技术》 CAS 2020年第6期93-96,共4页

为解决突出煤层群瓦斯抽采消突周期长、煤层松软难护孔、大工作面难消空白带等问题,提出了底板梳状长距离定向钻孔进行大区域瓦斯治理技术,实现大区域瓦斯治理、布置大采煤工作面。在青龙煤矿进行了现场试验,结果表明:长距离定向钻孔深... 为解决突出煤层群瓦斯抽采消突周期长、煤层松软难护孔、大工作面难消空白带等问题,提出了底板梳状长距离定向钻孔进行大区域瓦斯治理技术,实现大区域瓦斯治理、布置大采煤工作面。在青龙煤矿进行了现场试验,结果表明:长距离定向钻孔深度一般可达600 m;平均单孔瓦斯抽采纯量超过0.8 m^3/min,最大单孔瓦斯抽采纯量超过2.53 m^3/min;与普通钻孔相比,瓦斯抽采纯量提高了16倍,瓦斯抽采体积分数提升50%左右。长距离定向钻孔抽采效果明显提高,为松软突出煤层群高产高效创造了安全条件。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯抽采 区域瓦斯治理 长距离定向钻孔 底板梳状钻孔

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煤矿超长定向钻孔双侧瓦斯抽采效果研究

15

作者 金鑫 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第4期118-121,共4页

为了解决保德煤矿大区域瓦斯治理问题,在保德煤矿81210工作面完成了3353 m超长定向钻孔,应用COMSOL软件模拟了煤层超长定向钻孔单侧和双侧抽采方式的瓦斯抽采压力分布,观测了3353 m超长定向钻孔的纯瓦斯量和百米钻孔瓦斯流量等抽采数据... 为了解决保德煤矿大区域瓦斯治理问题,在保德煤矿81210工作面完成了3353 m超长定向钻孔,应用COMSOL软件模拟了煤层超长定向钻孔单侧和双侧抽采方式的瓦斯抽采压力分布,观测了3353 m超长定向钻孔的纯瓦斯量和百米钻孔瓦斯流量等抽采数据,拟合了瓦斯抽采率曲线。结果表明:双侧抽采方式超长定向钻孔的抽采效果优于单侧抽采方式,其纯瓦斯量是单侧抽采方式的1.9~2.7倍,百米钻孔抽采量是单侧抽采方式的7倍,衰减速率是单侧抽采定向钻孔的1/3,是常规钻孔的1/20,可以实现高瓦斯矿井在低瓦斯状态下的安全回采。 展开更多

关键词 煤矿 超长定向钻孔 双侧瓦斯抽采 高瓦斯 数值模拟

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