穿层钻孔

摘要： 为了解决松软煤层条件下水力割缝卸压增透效果差、割缝钻孔排渣困难的问题,开展了松软煤层条件的水力割缝工艺参数研究。在研究松软煤层水力割缝主要控制因素的基础上,分析了不同水力割缝工艺参数对割缝煤层卸压增透效果、钻孔瓦斯抽采的影响;通过现场考察不同工艺参数下水力割缝煤层瓦斯抽采效果、钻孔割缝出煤数据,得到了松软煤层最佳水力割缝工艺参数。对最佳水力割缝参数组合进行现场应用,结果表明,割缝压力、射流切割缝槽宽度、钻杆旋转速度是影响松软煤层水力割缝卸压效果的主要控制因素,优化后的割缝钻孔平均抽采瓦斯纯流量及钻孔平均抽采甲烷体积分数分别较未采取措施的普通对比组钻孔提高了2.58、0.58倍。

摘要： 针对某煤矿8205综采工作面穿层钻孔瓦斯抽采效果一般的问题,提出了穿层钻孔水力压裂增透促进瓦斯抽采的技术。根据现场实际情况,采用RFPA^(2D)-Flow数值模拟软件进行仿真模拟,确定了注水压力参数和压裂影响范围;选定高压注水泵,对8205运输顺槽底抽巷穿层瓦斯抽采钻孔进行了水力压裂试验,试验结束后,观测了水力压裂钻孔附近2组抽采钻孔流量,并且选取了未施工水力压裂的普通钻孔进行了抽采效果对照。结果表明:经过水力压裂增透措施后,平均的抽采纯量是未压裂组的10.28倍左右,平均抽采浓度是未压裂组的2.93倍。

摘要： 钻孔抽采瓦斯是有效防治矿井瓦斯、消除突出危险的重要措施,钻孔有效抽采半径是抽采的重要参数。为了合理确定车集煤矿穿层预抽钻孔的布孔间距,通过现场实测,采用瓦斯流量法和瓦斯含量法对26采区的普通孔、水力冲孔的有效抽采半径进行考察,并根据车集煤矿二_(2)煤层实际赋存情况,采用Comsol数值模拟软件对普通孔、水力冲孔的有效抽采半径进行验证。研究结果表明:现场实测所得到的有效抽采半径与数值模拟结果相差不超过6.1%,验证了现场实测方法的合理性与准确性。研究结果可为车集煤矿二_(2)煤层瓦斯抽采设计提供依据。

摘要： 针对赵家山煤业回采工作面回风流瓦斯浓度超限的安全难题,分析邻近层上向穿层钻孔随回采工作面推进过程中沿程阻力和瓦斯通道的变化,结合现场观测孔口负压在低负压抽采条件下和前高后低负压相结合条件下瓦斯抽采参数变化情况,总结邻近层裂隙带钻孔瓦斯抽采不能维持恒定的低负压,在钻孔抽采前期接入高负压系统,孔口负压在15500~17000Pa;后期接入低负压系统,孔口负压在5900~7200Pa,通过现场实施,提高了邻近层瓦斯抽采量和抽采浓度,保证了回采工作面回风流瓦斯不超限。

摘要： 有效抽采半径是预抽瓦斯的重要参数,严重影响瓦斯抽采效果。为合理有效地测定矿井瓦斯有效抽采半径,采用基于瓦斯压力降低的测定方法,在青龙煤矿21605底抽巷开展现场试验,通过分析实测瓦斯压力变化,确定了有效抽采半径随时间变化趋势。结果表明:在孔径直径为94 mm,抽采负压不小于15 kPa时,青龙煤矿18号煤层有效抽采半径为:抽采22 d时为1 m,抽采40 d时为2 m,抽采94 d时为3 m,试验结果对青龙煤矿瓦斯抽采具有指导依据。

摘要： 煤层钻孔瓦斯抽采和有效抽采影响半径对指导矿井瓦斯抽采设计、保障区域瓦斯治理效果具有重要意义。比对分析测试方法之后,选用流量法进行现场测试,结合数值模拟和回归分析方法,得到主焦煤矿穿层钻孔抽采影响半径与抽采时间之间的函数关系,计算不同预抽时间条件下的钻孔抽采影响半径,进行钻孔抽采规律分析研究。条件允许时,一般采用穿层钻孔强化瓦斯抽采钻孔等措施,以期强化瓦斯抽采效果,确保矿井安全生产。

摘要： 为了快速判定煤层群条件穿层钻孔的分源抽采情况,采用数值模拟方法考察分析了青东煤矿不同瓦斯抽采条件对抽采半径的影响程度,提出了通过基础参数快速评判穿层钻孔抽采瓦斯分源效果的公式和方法。结果表明,该方法相对误差小于5%,既能确保抽采效率又能降低工程量,是一种实现煤层群瓦斯抽采分源评判的可行技术。

摘要： 为了确定郑庄煤矿综采工作面瓦斯治理技术,结合郑庄煤矿地质条件与瓦斯赋存状况,对工作面瓦斯抽采方法及参数进行了设计,确定了郑庄煤矿综采工作面区域瓦斯治理方法,通过采前预抽和回采期间局部瓦斯治理,有效控制了工作面回采期间瓦斯含量,实现了回采工作面安全高效生产。

摘要： 为解决屯兰矿施工瓦斯抽采穿层钻孔钻进到硬岩时出现钻进阻力大、钻进效率低、渣体流动通道小等问题,对四翼平角钻头与三翼弧角钻头结构进行分析,建立钻头为四翼平角和三翼弧角的钻具三维模型进行数值模拟,并开展了现场工业性试验。研究结果表明,钻头外侧切削齿的形状决定钻头钻进过程所受力的冲击大小,弧角形设计增加了钻头表面抗冲击能力,钻头所受阻力一部分可沿弧面的切线分散出去。数值计算表明,四翼平角钻头钻进阻力大于三翼弧角钻头钻进阻力,相同质量流量介质经过流动通道截面越小,动压和速度越大。通过现场工业性试验,用三翼弧角钻头施工瓦斯抽采穿层钻孔,砂岩部分钻进速度约为2.6 min/根,灰岩部分钻进速度约为5 min/根,平均钻进速度约为3 min/根,平均钻进速度提高了约1.16倍,有效提升了钻进效率。

摘要： 为提高穿层钻孔瓦斯抽采效率,以鹤煤中泰矿4201底抽巷瓦斯抽采工程为背景,采用力学模型理论分析与RFPA^(2D)数值模拟相结合的方法,通过对底抽巷围岩的应力变化规律及塑性区分布特征进行研究,确定4201底抽巷穿层钻孔合理封孔深度为8.25 m.对径向强力膨胀法封孔工艺进行优化改进和现场对比试验,结果表明,优化后的封孔工艺比原封孔工艺的平均瓦斯抽采浓度提高0.68倍,证明了穿层钻孔封孔深度的合理性和优化后封孔工艺的有效性。

摘要： 由于中国煤矿瓦斯灾害严重,针对单一突出低透气性煤层,穿层钻孔预抽是解决瓦斯灾害的主要是手段之一,项目针对底板巷穿层钻孔预抽解决煤巷条带消突进行试验研究,模拟分析了穿层钻孔周边瓦斯压力随抽采时间演化规律,获得了试验煤层最佳抽采效率的关键参数,在试验矿井进行了试验考察,研究证明,穿层钻孔预抽有效解决了无保护层开采和单一煤层的突出问题,取得了显著效果,实现了煤巷条带的安全快速掘进,具有重要作用.

摘要： 金能煤业分公司的2#和3#煤层,属于松软低透性突出煤层,穿层钻孔过这两层煤时,由于煤体结构松散、瓦斯含量高,钻进过程中,容易发生塌孔、卡钻等孔内事故,成孔难度大,因此成孔后如何保证钻孔的利用率十分关键.目前,穿层钻孔成孔退钻后容易发生孔壁坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞,导致钻孔利用率低,抽采服务周期短,瓦斯抽采总量少,严重影响瓦斯抽采效果.通过筛管护孔工艺技术的研究应用来解决金能煤业分公司松软低透气性煤层群穿层孔孔壁坍塌堵塞瓦斯抽采通道而导致钻孔利用率低、瓦斯抽采效果差的问题.

摘要： 针对潘北矿所采-580m4煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大的难题,开展了煤层群穿层钻孔水力压裂增透技术研究.在对水力压裂增透技术相关工艺参数进行分析的基础上,测试了水力压裂增透影响半径和瓦斯抽采半径,并以此数据为依据进行瓦斯抽放试验.11215工作面采用水力压裂增透技术后,穿层预抽钻孔单孔浓度达90％以上,百孔抽采量达2.62m3/min,达标时间由161天缩短到96天,实现了煤巷条带预抽快速消突和快速掘进目的.

摘要： 针对乌兰煤矿低透气性煤层群瓦斯含量高、压力大的特点,为解决首采保护层工作面开采过程中瓦斯超限问题,提出穿层钻孔预抽首采层瓦斯、地面钻井抽采卸压瓦斯、走向高位钻孔和上隅角埋管抽采瓦斯的综合措施对突出煤层群开采下的矿井实施瓦斯灾害治理.结果表明:回采期间,抽采钻孔瓦斯浓度和流量随时间变化呈现比较稳定的规律、随工作面推进变化呈现先增加后减小的规律,工作面回风侧最大瓦斯浓度0.36％,上隅角最大瓦斯浓度0.5％,最大抽采瓦斯流量105.8m3/min,有效地解决了工作面回采期间瓦斯超限问题,实现了工作面安全高效回采.

摘要： 在石门揭煤过程中,由于待揭煤层坚固性系数小、煤层透气性系数低,导致区域防突措施中穿层钻孔抽采效果低,从而影响石门揭煤工程的进度及揭煤过程的安全.鉴于此,文章探讨了水力冲孔增透技术,即在区域穿层钻孔施工完毕后再用高压水进行冲孔,冲出大量煤体和瓦斯,应力集中向冲孔周围移动,使冲孔附近煤体卸压增透,以增加煤层的透气性系数.将此技术应用在新庄孜煤矿-812m南边界石门揭B11b煤层中,使得南边界石门冲出煤粉量264t,瓦斯抽采浓度达33％,总抽采纯量273360m3,抽采率88％,既缩短了揭煤工期,又保证了揭煤施工的安全,同时,抽采的高浓度瓦斯为矿区居民的生活用气提供保证,具有极大的经济安全效益.

摘要： 为了解决顶(底)板巷施工穿层钻孔抽采因巷道围岩破碎或孔内遇裂隙影响抽采浓度的问题,采取单注式封孔新工艺,弯孔口堵为孔底堵,将封孔段移至见煤点顶(底)板附近,避开巷道围岩破碎带和裂隙带,取消囊带外所有套管,用返浆管做为抽采管,解决孔内套管接头漏气问题.这种将裂隙段甩到封孔段之外的方法,大大提高了顶(底)板巷施工穿层钻孔的抽采效果.

摘要： 为解决淮北杨柳煤矿1601工作面煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、突出危险性严重从而严重制约着矿井安全生产的问题,根据煤层赋存及瓦斯灾害情况,1061风巷采用底板穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施.实践表明,通过该措施,抽排瓦斯量46.86万m3,抽排率为56.20％,预抽后计算的煤层残余瓦斯含量为5.96m3/t,实测残余瓦斯压力最大值为0.37MPa,实测残余瓦斯含量最大值为5.36m3/t,利用计算的残余瓦斯含量和实测残余瓦斯含量的最大值计算煤的可解吸瓦斯量分别为4.83m3/t和4.23m3/t,均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求,可以认为1061风巷瓦斯预抽效果达标.

摘要： 本文从煤的孔隙结构与容渗性,煤层瓦斯储运机制,煤与瓦斯突出的准备、启动、发展和终止及循环过程分析与数值模拟,全面分析了穿层钻孔的注气保压、集聚气体能量、完成突出准备的机理;瞬间释放注气压力,促成瓦斯压力梯度激发煤与瓦斯突出的启动机理;由瓦斯压力梯度初始破坏煤体后,形成瓦斯压力梯度、地应力梯度及重力共同作用的煤体破坏波发展机理;破坏煤体和瓦斯通过穿层钻孔的喷流动力过程及其与煤体破坏波发展之间的耦合及控制机制,即突出终止与循环机理.论证了激发与控制穿层钻孔煤和瓦斯突出的煤与瓦斯共采理论与技术可行性.

摘要： 为了提高松软低透性高瓦斯煤层开采抽采效果,借助水力扩孔增透机理,依据潘一东11-2煤层的物理性质及赋存特征,采用了水力扩孔增透技术进行试验研究.结果表明,水力扩孔后的钻孔瓦斯抽采浓度和抽采量明显高于常规钻孔的瓦斯抽采浓度和抽采量,有效地提高了煤层瓦斯抽采率,缩短了预抽期.对现代化矿井安全高效生产具有重要意义,同时也实现了煤与瓦斯共采.

摘要： 通过对底板巷施工预抽钻孔与石门巷施工预抽钻孔的对比,显示底板巷在石门揭煤过程中,有着明显的安全作用与经济效益.

摘要： 本发明公开的保护层机巷高位钻场穿层钻孔抽采被保护层瓦斯的方法，通过在被保护层机巷中间隔布置高位钻场，在每个高位钻场内向被保护层布置三排穿过被保护层的多个穿层钻孔，待每个高位钻场内的钻孔施工完毕后，封孔并接入瓦斯抽采管路进行瓦斯抽采。本发明适用于保护层开采技术中的瓦斯抽采，可在保护层开采前预抽被保护层瓦斯，在保护层开采后实现被保护层卸压瓦斯的抽采。其方法简单、可降低施工成本、缩短开采周期，消除安全隐患，方便安全管理。

摘要： 本发明公开了一种定向长钻孔联合底板穿层钻孔立体化瓦斯抽采方法，通过煤层底板岩巷向煤层顶底板施工定向穿层主钻孔，每间隔20‑30m施工穿层分支钻孔，并对各分支孔进行水力冲孔作业，冲孔压力不低于10MPa，直至完成全部钻孔施工与冲孔工序后，连接抽放管进行采前煤层瓦斯预抽、工作面掘进及回采期间采动卸压瓦斯抽采以及采后老空区瓦斯抽采，服务全过程。该发明利用煤层顶底板穿层定向钻孔交叉穿过煤层，采取水力化增透措施，实现对煤层瓦斯预抽，同时采掘作业进一步松动煤岩层，促进瓦斯解吸，提高定向长钻孔瓦斯抽效果，同时一条底板巷能服务1～2个回采面，大幅减少岩巷掘进工程量，有效缓解矿井“抽、掘、采”接替紧张，促进矿井高效集约化发展。

摘要： 本发明涉及一种消除底抽巷穿层钻孔预抽煤层空白带的钻孔设计方法，属于井下瓦斯抽采技术领域，包括以下步骤：A.划定预抽范围的边界线，确定底抽巷内穿层钻孔的开孔位置P；B.确定边界钻孔轴线PA0和PB0；C.确定第一钻孔轴线，将边界钻孔轴线向预抽范围的中心偏移距离为抽采半径R得到第一偏移线，以第一偏移线与煤层顶板线的交点为圆心且以R为半径得到第一圆，取第一圆与煤层顶板线的内交点与点P连接得到第一钻孔轴线PA1和PB1；D.确定第二钻孔轴线PA2和/或PB2；E.确定第n钻孔轴线PAn和/或PBn，直至AnBn的距离小于抽采直径；F.以PAn、PBn为中心且以R为半径钻孔。本装置解决了现有技术中底抽巷穿层钻孔在预抽煤层布置存在空白带和重复率高的问题。

摘要： 本发明涉及一种煤岩互层煤层的低位多阶穿层钻孔瓦斯抽采方法，其特征在于：在开采煤层（1）内掘一条运输顺槽（或回风顺槽），沿巷道左（右）帮侧倾斜向下施工一条穿入所有煤岩互层最底岩层（2）的0.3~1m的倾斜下山（3），并扩掘一个长×宽×高=3.0m×2.5m×2m的低位钻场（4），在所述的低位钻场内沿巷道掘进方向倾斜向上施工若干个穿过多个煤岩层直至开采层的低位多阶穿层钻孔（5），并插入多阶套管（6‑1）、（6‑2）、（6‑3），用Ф120mm胶皮软管（11）对所述套管（6‑1）与多通连接，并与巷道内瓦斯抽采管路（12）相连汇流，进行低位多阶穿层钻孔（5）联网抽采瓦斯作业。本发明对煤层底板瓦斯进行了有效抽采，安全高效，可用于工作面防突措施的实施。

摘要： 本发明公开的一种保护层风巷高位钻场穿层钻孔抽采被保护层瓦斯的方法，通过在被保护层风巷布置高位钻场，然后在高位钻场内向被保护层用普通钻机和定向钻机分别打直线和弯曲穿层钻孔；待钻孔施工完毕后，封孔并接入瓦斯抽采管路进行瓦斯抽采。该方法用于保护层开采技术中的瓦斯抽采，可在保护层开采前预抽被保护层瓦斯，在保护层开采后实现被保护层卸压瓦斯的抽采。该方法降低了施工成本、缩短了开采周期，消除了安全隐患，方便安全管理。

摘要： 本发明公开的保护层机巷高位钻场穿层钻孔抽采被保护层瓦斯的方法，通过在被保护层机巷中间隔布置高位钻场，在每个高位钻场内向被保护层布置三排穿过被保护层的多个穿层钻孔，待每个高位钻场内的钻孔施工完毕后，封孔并接入瓦斯抽采管路进行瓦斯抽采。本发明适用于保护层开采技术中的瓦斯抽采，可在保护层开采前预抽被保护层瓦斯，在保护层开采后实现被保护层卸压瓦斯的抽采。其方法简单、可降低施工成本、缩短开采周期，消除安全隐患，方便安全管理。

摘要： 本发明公开了一种定向长钻孔联合底板穿层钻孔立体化瓦斯抽采方法，通过煤层底板岩巷向煤层顶底板施工定向穿层主钻孔，每间隔20‑30m施工穿层分支钻孔，并对各分支孔进行水力冲孔作业，冲孔压力不低于10MPa，直至完成全部钻孔施工与冲孔工序后，连接抽放管进行采前煤层瓦斯预抽、工作面掘进及回采期间采动卸压瓦斯抽采以及采后老空区瓦斯抽采，服务全过程。该发明利用煤层顶底板穿层定向钻孔交叉穿过煤层，采取水力化增透措施，实现对煤层瓦斯预抽，同时采掘作业进一步松动煤岩层，促进瓦斯解吸，提高定向长钻孔瓦斯抽效果，同时一条底板巷能服务1～2个回采面，大幅减少岩巷掘进工程量，有效缓解矿井“抽、掘、采”接替紧张，促进矿井高效集约化发展。

摘要： 本发明涉及一种消除底抽巷穿层钻孔预抽煤层空白带的钻孔设计方法，属于井下瓦斯抽采技术领域，包括以下步骤：A.划定预抽范围的边界线，确定底抽巷内穿层钻孔的开孔位置P；B.确定边界钻孔轴线PA

摘要： 本发明公开一种远距离煤层下保护层穿层钻孔布置方法，其特征在于：包括以下步骤：下保护层工作面布置，保护层穿层钻孔钻场布置，穿层钻孔钻场参数确定，穿层钻孔位置排布，穿层钻孔落点间距确定。本发明系统简单，易于操作和施工，可以实现远距离下保护层开采条件下被保护层穿层钻孔的合理布置，改善煤层透气性的同时，能够提高钻孔瓦斯抽采效率，达到更好的消突效果。

摘要： 本实用新型公开了穿层钻孔钻进工程技术领域的一种穿层钻孔钻进工程用的防钻孔偏斜的结构，包括扶正器本体，扶正器本体的上下两端均匀固定安装有固定环，固定环内均匀设置有夹腔，夹腔中均匀设置有第一弹性片，夹腔的内端均匀设置有第二弹性片，第一弹性片的上下两端均匀安装有紧固销钉，扶正器本体的夹腔内端均匀设置有柱形腔，紧固销钉的内端位于柱形腔中均固定连接有连接杆，连接杆的顶部均匀固定安装有锥形块。本实用新型通过弹性片、万向球、弹簧、抵接杆、锥形块、固定环和连接杆的配合，实现在钻井作业时，当弹性片遇到阻点时，能够增加扶正器上下两端的劳动强度，且同时防止钻杆偏斜，因此提高了钻井作业的效率。