定向长钻孔

摘要： 为解决长平矿松软破碎煤层以善通顺层钻孔及底板岩巷穿层钻孔抽采的弊端,实验采用ZYL-17000D型履带钻机施工长距离定向钻孔进行超前预抽采,主孔长度达到400m以上,单孔总进尺达到1500~2000 m。现场实测结果表明,定向长钻孔的抽采浓度维持在80%以上,钻场的抽采纯量达到20m/min,远超普通钻孔的抽采量。

摘要： 为解决高瓦斯煤层群瓦斯致灾因素繁多、瓦斯预抽钻孔工程量大、抽采浓度低等问题,根据高家庄煤矿煤层与瓦斯赋存特征,提出定向长钻孔技术预抽煤巷条带瓦斯,在3号和4号煤层中共施工14个定向长钻孔,分析了定向长钻孔瓦斯抽采效果和抽采达标情况。研究表明,定向长钻孔预抽煤层瓦斯,抽采体积分数最大达到40%,最大抽采纯量达3965.79 m^(3)/d。定向长钻孔技术瓦斯抽采速度快、时间短,能够实现定向的区域消突,效益显著,加快了矿井建设,为新采区开拓提供了安全保障。

摘要： 为解决坚硬顶板和遗留煤柱影响下综放工作面强矿压显现问题,分析了定向长钻孔分段水力压裂原理,提出了考虑工作面“见方”影响的压裂设计方案,并在神东布尔台煤矿42202综放工作面实施应用。结果表明:在工作面“见方”范围内实施定向长钻孔分段水力压裂技术后,42202工作面压裂区域来压步距和强度降幅明显,来压步距减小了4.3%,来压时支架平均阻力降低了6.9%,动载系数较小了4.2%;工作面煤壁基本无明显片帮现象,机尾采空区垮落充分;42202工作面辅运煤巷两帮移近量减小了30.0%,顶底板移近量减小了24.2%,副帮应力最大值减小了32.1%,辅运煤巷围岩稳定性整体得到提升;压裂区域的巷道锚索受力出现了大幅度的降低,锚杆受力出现明显波动现象,证明定向长钻孔分段压裂技术可有效解决工作面远场覆岩结构,使上覆基本顶有序垮落并形成稳定的“砌体梁结构”,保证了“采空区垮落矸石-液压支架-工作面煤壁”支撑体系的整体稳定性。

摘要： 针对采用本煤层顺层抽采钻孔进行煤层瓦斯抽采时,钻孔施工量大、施工周期长、瓦斯抽采效率低等技术难题,司马矿在1208工作面应用定向长钻孔技术抽采瓦斯,现场结果表明,相比本煤层顺层钻孔瓦斯抽采技术,定向长钻孔瓦斯抽采技术可减少钻孔长度4 500 m,钻孔成孔率提高1.5倍,瓦斯抽采率提高1.7倍,取得了显著应用成效。

摘要： 煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明:基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障。

摘要： 坚硬顶板是岩层控制的一大难题,高位坚硬岩层的破断失稳经常会诱发强矿压灾害,严重威胁矿井的安全生产,坚硬顶板的治理是煤矿安全生产的重大难题之一。针对神东矿区布尔台煤矿煤层顶板厚度大、硬度高、垮落难等问题,分析定向长钻孔分段水力压裂的压裂机理和技术优势,基于关键层理论确定了钻孔布置层位,采用拟三维裂缝模型对压裂注入时间和注入流速对裂缝扩展的影响进行分析计算,确定布尔台煤矿42108工作面顶板压裂钻孔布置方式,沿工作面倾向方向平行布孔3个,裂缝半长41 m,压裂控制区域覆盖了整个工作面。实践表明:42108工作面在实施了坚硬顶板分段水力压裂弱化后,工作面正常支架循环末阻力同比下降3.33%;周期来压期间,支架循环末阻力同比下降6.81%;动载系数平均降低了10.88%;强矿压显现减弱,保证工作面安全回采。

摘要： 为解决下峪口煤矿薄煤层2^(#)煤层煤巷掘进防突难题,开展长钻孔分段水力压裂预抽煤巷条带煤层瓦斯研究。以22206进顺为研究对象,现场施工定向钻孔662m,分9段压裂。钻孔瓦斯抽采浓度为19.6%~51.6%,平均浓度为26.9%,平均抽采纯量为0.95m^(3)/min。经5个月的抽采,水力压裂钻孔控制范围已抽采瓦斯22.4万m^(3),大于需抽采瓦斯量。区域防突效果检验煤层残余瓦斯含量4.7~5.6m^(3)/t,低于消突瓦斯含量临界值,掘进过程中区域验证局部指标均未超过临界值,且无异常动力现象,防突效果显著,该技术经济效益显著。

摘要： 针对突出煤层在石门掘煤时突出概率大、风险高等问题,山西寺河矿3号煤层回风大巷掘进工作面进行石门揭煤时,采用了定向千米长钻孔瓦斯抽采为主的防突技术,通过利用定向千米长钻孔及密集型穿层普通钻孔对揭煤区域煤层进行有效地瓦斯抽采,消除了煤与瓦斯突出危险,不仅大大缩短了揭煤时间,而且有效地保证了揭煤期间的安全,顺利完成了石门揭煤作业,为类似石门揭煤作业提供了有益借鉴。

摘要： 水力压裂具有煤层增透、改变煤体强度等功效,针对黄陵二号煤矿瓦斯(油型气)的赋存情况及灾害治理需求,结合定向钻进高效抽采技术和水力压裂增透强化抽采的技术优势,在高瓦斯矿井长距离综采工作面进行定向长钻孔水力压裂综合技术应用。通过对钻孔施工工艺、封孔工艺进行优化,分析压裂钻孔的抽采效果,并将工作面回采期间与相邻工作面同区段相关参数进行对比。应用情况证明了定向长钻孔水力压裂高效抽采技术能够有效提升瓦斯治理效率、缩短瓦斯抽采达标周期,缓解“抽、掘、采”矛盾,保障矿井安全生产。该技术可在黄陵矿区直接应用,也可为其他类似条件下的矿井瓦斯治理提供借鉴。

摘要： 榆树田煤矿目前开采下侏罗统塔里奇克组下_(4)、下_(5)煤层,其中下_(5)煤层平均厚9.5 m,煤层顶板为坚硬厚层状砂岩,采用综采放顶煤开采工艺。因保护层开采保护效果不明显,目前采用定向顺层钻孔预抽工作面区段煤层瓦斯与高位顶板走向定向钻孔抽采采空区卸压瓦斯相结合的立体瓦斯治理方式,同时对顶板高位钻孔布孔方式进行优化,增大了高位钻孔有效长度,解决了工作面初采初放期间及上隅角瓦斯较大的问题,确保了工作面安全高效回采。

摘要： 矿井水害的形成具有瞬发性、多样性及复杂性,加强水害防治工作及技术研究,对保证矿井实现安全、高效的生产具有长远重大意义.本文针对唐家会矿奥灰承压水断层61101工作面实际情况,坚持"有疑必探,先探后掘"的防治水原则,将定向长钻孔技术运用在工作面的断层和底板异常的探查及顶板砂岩水疏放方面,为矿井水害防治提供技术支持,降低了该矿安全生产成本,为类似工作面的水害防治提供了技术参考.

摘要： 针对目前井下常规钻机能力偏小,瓦斯预抽期较短,矿井掘抽采比例严重失调的现象,利用千米钻机,在黄陵二号井409辅助巷施工顺层定向长钻孔进行瓦斯区域预抽,定向长钻孔预抽2a后,煤层瓦斯含量由3.01m3/t降至1.56～1.73m3/t,预抽率为42.52％～48.17％,钻孔累计抽采瓦斯量152.08万m3,试验结果表明,定向长钻孔瓦斯抽采技术抽采效果较好,能够达到超前区域治理瓦斯的目的.

摘要： 煤矿采空区自然发火,易造成瓦斯爆炸,严重制约矿井的安全生产;同时会产生大量有毒、有害气体,主要成分为CO(一氧化碳),对矿工的生命安全和健康造成严重威胁.针对韩咀煤矿采空区出现温度异常点,且CO富集、涌出量严重超标的问题,使用定向钻进技术往采空区异常点施工定向长钻孔,并通过钻孔向目标靶区灌注黄泥浆及防灭火材料,降低了异常区温度和CO浓度,完全满足防灭火治理的要求,为矿井的安全生产提供了保障.

摘要： 煤矿水害是影响矿井安全的重要自然灾害.将定向钻进与水害防治手段结合,利用定向长钻孔实现煤矿水害超前区域防治是现有水害防治方法的重要创新.系统研究了定向长钻孔防治水害的原理、钻进装备和钻进成孔工艺等关键技术,形成了一套煤矿水害防治定向长钻孔钻进技术与装备.在赵固一矿进行了底板水害防治试验,在宁夏红柳煤矿进行了顶板水害防治试验,在宁夏石炭井焦煤公司进行了采空区水害防治试验,效果均显著,丰富和完善了煤矿采空区水害防治手段,对煤矿的安全、高效开采意义重大.

摘要： 本文阐述了国内外煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术现状，详细介绍了本煤层近水平定向长钻孔施装备及其配套工艺技术，运用实例对比了本煤层定向长钻孔和本煤层普通直钻孔的瓦斯抽采效果，结果表明定向长钻孔具有明显的技术优势。同时，指出我国煤矿并下近水平定向长钻孔施工中普遍存在的影响钻孔钻进效率及成孔深度的问题，针对这些问题提出了一种定向长钻孔施工工艺技术及其关键的开分支技术，并通过现场试验验证了其有效性。

摘要： 在晋城矿区寺河矿和铜川矿区陈家山矿完成的沿煤层定向长钻孔工程代表我国沿煤层定向长钻孔施工技术的最高水平,上述两个矿区的工业性试验为例,介绍了沿煤层定向长钻孔施工技术在我国的发展概况及施工的技术关键.

摘要： 我国煤炭开采受下伏底板承压灰岩岩溶水威胁严重,唐家会煤矿6号煤层为赋存稳定、开采面积大的特厚煤层,属带压开采区.回采工作面底板奥灰水防治在圈定物探异常区和底板隔水层薄弱区域后,采用顺层定向长钻孔工艺技术对异常区进行探查验证,对底板含隔水层进行注浆加固,为工作面安全回采提供保障.

摘要： 通过介绍井下定向钻孔的设计、施工和瓦斯抽采效果,说明井下定向钻孔抽采被保护层卸压瓦斯工艺性能稳定可靠、经济成本低廉、施工简单便利.与在用的地面钻井工艺相比,优点较为突出,具有推广使用的价值.

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： 本发明涉及一种双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法，包括在煤矿井下回采工作面巷道的掘进过程中，沿回采工作面轨道顺槽倾向施工长距离定向钻孔，对回采工作面运输顺槽与备采工作面的轨道顺槽所属煤体进行预抽。随着回采工作面轨道顺槽的掘进，沿回采工作面的倾向施工本煤层瓦斯抽采钻孔。回采工作面运输顺槽掘进期间，应用封孔材料对暴露的长距离定向钻孔进行封堵，并同时在回采工作面运输顺槽内沿倾向方向，施工本煤层瓦斯抽采钻孔，使之与工作面轨道顺槽内施工的本煤层瓦斯抽采钻孔形成平面或立体交叉。本发明方法提高了煤矿瓦斯灾害治理的效率，减小了煤矿井下瓦斯治理工程的施工量，具有极高的技术及经济性。

摘要： 本发明公开了一种瓦斯抽采定向长钻孔组，包括多个相互错开的定向长钻孔，所述多个定向长钻孔的孔口位于同一高度，该孔口位于煤层顶板处的不良地层上；每一定向长钻孔均包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段自孔口处向良好地层延伸至不良地层与良好地层交界处，且第一孔段与顶板呈一夹角，角度范围为0‑90°；所述第二孔段与第一孔段连接，并位于良好地层内，第二孔段与顶板平行设置。本发明还公开了定向长钻孔的施工方法。本发明的优点在于，成孔效率高，施工速度快，瓦斯抽采效果好，节约成本。

摘要： 本发明提供了一种煤矿井下无线随钻定向长钻孔取代地面排采钻孔系统，包括地面钻孔和定向钻机；所述地面钻孔的底端贯穿煤层段，所述地面钻孔处所述煤层段下段的为存储口袋，所述地面钻孔的内部悬挂有磁导向探管，所述定向钻机的输出端通过联轴器连接有定向钻具，所述定向钻具的端部固定安装有强磁接头，所述定向钻机和所述定向钻具用于实现钻取主孔，所述地面钻孔用于连通主孔，所述主孔的侧边钻取连通有分支孔，所述地面钻孔的上连通有若干所述主孔，若干所述主孔错位钻取；本发明解决地面煤层气抽采的产气量衰减、生态环保、投资成本较高以及煤矿井下深孔瓦斯释放缓慢的综合问题，实现节约成本、资源高效开发与环境保护协调发展的目的。

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： 本发明涉及一种双向立体交错钻孔协同定向长钻孔联合抽采瓦斯的方法，包括在煤矿井下回采工作面巷道的掘进过程中，沿回采工作面轨道顺槽倾向施工长距离定向钻孔，对回采工作面运输顺槽与备采工作面的轨道顺槽所属煤体进行预抽。随着回采工作面轨道顺槽的掘进，沿回采工作面的倾向施工本煤层瓦斯抽采钻孔。回采工作面运输顺槽掘进期间，应用封孔材料对暴露的长距离定向钻孔进行封堵，并同时在回采工作面运输顺槽内沿倾向方向，施工本煤层瓦斯抽采钻孔，使之与工作面轨道顺槽内施工的本煤层瓦斯抽采钻孔形成平面或立体交叉。本发明方法提高了煤矿瓦斯灾害治理的效率，减小了煤矿井下瓦斯治理工程的施工量，具有极高的技术及经济性。

摘要： 本发明提供一种碎软且构造复杂煤层定向长钻孔施工方法及大面积区域化布置方法，属于碎软构造复杂煤层瓦斯抽采的技术领域，主要解决目前碎软且构造复杂煤层无法实现大面积长距离抽采的问题，提高碎软复杂煤层的瓦斯抽采效率。本发明采用的技术方案是：选用大功率大扭矩自动化定向钻进装备，配套合适的钻进钻具、冲孔钻具、护孔钻具等，在区域煤层中施工煤层走向探定孔（兼抽采孔）、卸压增透抽采主孔，并实施大直径筛管护孔，实现碎软且构造复杂煤层的大面积长距离的钻孔布置及抽采。

摘要： 本发明属于煤炭开采及煤矿安全技术领域，公开了一种井下定向长钻孔孔底空间瓦斯压力随钻测定装置，包括依次连接的气压检测机构、封堵机构和水路关闭机构，由水路关闭机构截断水路并驱动封堵机构封堵孔底空间及驱使气压检测机构连通孔底空间以完成压力测定。本发明的测定装置具有设计巧妙，结构简单的优点，不仅能随钻检测定向长钻孔孔底空间瓦斯压力功能，还能实现定向长钻孔孔底空间瓦斯压力随钻多点检测。

摘要： 本发明公开了一种定向长钻孔注氮强化抽采装置，属于瓦斯抽采设备技术领域，包括定位板以及固定于定位板表面的密封罩，所述定位板的表面对称开设有两个通孔，且定位板表面的通孔内固定连接有注液管，所述密封罩内固定连接有抽采管，所述抽采管的外壁设有密封圈，所述密封罩的表面对称开设有两个固定孔，且密封罩表面的固定孔内固定连接有固定套筒，所述定位板的底部开设有密封腔，且定位板的表面对称开设有两个加注口，所述定位板表面的加注口内固定连接有加注管。该定向长钻孔注氮强化抽采装置，在瓦斯抽采的过程中，能够对抽采管周边位置进行密封，降低了瓦斯泄漏隐患。

摘要： 本发明公开了一种低层位的定向长钻孔瓦斯抽采方法，步骤为：基于关键层位置的导水裂隙带高度的预计；低层位定向长钻孔参数的确定及施工。本发明的定向长钻孔整体抽采效果良好，在经济、人力、物力、时间等方面都有明显提升。本发明能够实现对煤矿回采工作面裂隙带内瓦斯高效抽采，降低采煤工作面上隅角和回风风流中瓦斯浓度，也达到治理采空区瓦斯的作用，能够安全、高效、低成本解决回采工作面瓦斯问题，保证采煤工作面安全回采。