突出松软煤层螺旋钻具及钻孔工艺的创新与应用

突出松软煤层深孔钻进是公认的难题，针对传统螺旋钻具和打钻工艺进行创新，可有效解决突出松软煤层钻孔打钻难的问题，避免松软煤层钻进成孔过程中发生钻孔事故。     

111310机巷软分层抽放钻孔施工技术

新集二矿111310机巷掘进工作面为突出煤层的无突出危险工作面,通过布置超前预抽钻孔保护工作面安全掘进,预抽钻孔在松软煤层中施工,易出现塌孔、喷孔等孔异常现象造成孔内事故,制约了钻孔施工深度和速度,通过改进钻孔施工工艺和边抽边施工的方案,有效解决了巷道前方瓦斯隐患,确保了巷道安全掘进。     

松软突出煤层顺层长钻孔成孔工艺分析

对于松软突出煤层，顺层钻孔施工的最大障碍是打钻过程中的喷孔、垮孔以及孔内钻具的损坏，钻孔深度往往达不到设计深度，致使采煤工作面经常出现预抽“空白区”，给回采带来极大的安全威胁。因此，如何提高钻孔施工深度和成庇率，是消除回采工作面顺层预抽“空白区”．达到预期抽放效果的关键问题之一。     

短孔瓦斯抽放技术的研究应用

为提高埋藏深、低透气性、动力现象显著煤层工作面的瓦斯预抽效果,对工作面瓦斯抽放新技术进行了研究.根据矿山压力分布规律和工作面前方煤体受采动影响卸压后透气性显著提高、煤层压力显著降低的特点,研究了卸压区短孔瓦斯抽放技术,研究结果表明该抽放技术可行、系统可靠,能有效提高超前排放钻孔瓦斯排放效果、显著降低煤与瓦斯突出危险性,这对解决低透气性、高地应力煤层的快速、安全掘进和生产具有实际意义.     

安林煤矿复采区“三软”煤层打钻深孔成孔技术研究与应用

突出煤层在打钻过程中,常常遇到夹钻、喷孔、卡钻、掉钻等问题。严重的还可能会诱发瓦斯突出事故。为解决突出松软煤层生产过程中的煤与瓦斯突出问题,最主要的手段就是进行深孔打钻,通过在钻孔设计、钻具改进和打钻工艺等的研究,摸索出一套行之有效的办法,有效解决了突出松软煤层打钻难问题。     

短孔瓦斯抽放技术的研究应用

为提高埋藏深、低透气性、动力现象显著煤层工作面的瓦斯预抽效果，对工作面瓦斯抽放新技术进行了研究。根据矿山压办分布规律和工作面前方煤体受采动影响卸压后透气性显著提高、煤层压力显著降低的特点，研究了卸压区短孔瓦斯抽放技术，研究结果表明该抽放技术可行、系统可靠，能有效提高超前排放钻孔瓦斯排放效果、显著降低煤与瓦斯突出危险性，这对解决低透气性、高地应力煤层的快速、安全掘进和生产具有实际意义。     

煤巷掘进中预裂爆破对抽放提高的分析

针对低透气性煤层掘进工作面瓦斯预抽率较低以致突出危险较高的问题,以某矿(K1、K4)煤层煤巷掘进工作面为研究对象,进行了现场深孔预裂爆破试验,对预裂爆破前后钻孔瓦斯抽放量进行了对比分析,并对预裂爆破后有效的钻孔瓦斯抽放半径进行了考察。试验结果表明:K1煤层预裂爆破后瓦斯预抽率仅需10d就能达到37.13%,缩短抽放时间60%;而且效果检验5个循环才出现瓦斯解吸指标超标。K4煤层预裂爆破后瓦斯预抽率仅需12d就能达到34.28%,缩短抽放时间60%;而且效果检验3个循环才出现瓦斯解吸指标超标,预裂爆破对瓦斯抽放效果有明显的提高;爆破后K1和K4煤层瓦斯有效抽放半径分别为4.5和5.2m。这对于现场预裂爆破工作具有一定的指导意义。     

改进钻机钻具提高软煤防突钻孔施工速度的技术研究

郑煤集团告成煤矿主采二1煤层为"三软"不稳定煤层,煤质松软易碎,呈粉末状,属极软煤层,多年来,一直采用ZY系列全液压钻机施工各类防突钻孔,打钻过程中经常会遇到喷孔、垮孔、堵孔、卡钻、钻孔排粉困难等问题,致使钻孔的钻进速度和钻进能力较低,造成防突工作滞后,影响矿井安全生产。通过对钻机、钻杆及钻杆连接方式的改进,简化钻机液压系统,提高了钻孔排粉率及单位时间内的成孔数量、质量,简化钻杆连接方式,减轻工人的劳动强度,实现防突钻孔的快速施工,进而提高瓦斯抽放效果,确保低透气性煤层工作面的安全正常生产。     

煤矿瓦斯治理经验50条

(三十八)提前预警非突出煤层转化为突出煤层。非突出煤层揭煤和煤巷掘进如出现吸钻、夹钻、喷孔、瓦斯涌出异常等情况时,必须按《防治煤与瓦斯突出细则》第26条规定收集″四项指标″资料,若全部指标达到或超过其临界值,应进行突出倾向性鉴定。(三十九)掘进面采用先抽后掘、边抽边掘技术。有突出危险掘进工作面和瓦斯绝对涌出量大于3立方米/分钟、炮后瓦斯经常超限、有瓦斯异常涌出现象、或预测突出指标超限的掘进工作面,以及石门揭穿突出煤层工作面,必须实施巷帮钻场深孔连续抽采措施,并确保掘进迎头钻孔每平方米不得少于2个。(四十)采煤工…     

松软突出煤层掘进工作面防突技术

松软煤层巷道掘进防突技术是防治煤与瓦斯突出的重点和难点,以西山煤电屯兰矿南5#采区12507皮带顺槽掘进工作为工程背景,采用定向长钻孔与底板穿层相结合的方法掩护松软煤层巷道掘进。结果表明,经有效抽采后,煤层残余瓦斯含量均降至8m3/t以下,掘进期间回风流瓦斯浓度保持在0.3%,消突效果显著,有效地解决了松软煤层煤巷掘进工作面瓦斯涌出量大的问题。     

煤巷围岩松动变形对边掘边抽的影响分析

随着煤巷掘进工作面的向前推进,破坏了原始煤体的稳定性,煤层巷道两侧的煤壁在一定范围内形成一个松动变形圈,在此变形圈内煤岩体将向巷道空间移动。根据数值模拟计算和现场观察与测试,发现随着巷道沿煤层向前掘进,掘进头以及巷道两帮煤体的应力变化影响圈或松动变形特征呈“U”字形状。在“U”字形松动变形范围内,煤层透气性系数增加数十倍。现场考察了松软厚煤层巷道周围煤岩体位移及松动变形对边掘进巷道边抽放瓦斯效果和影响抽放瓦斯效果的因素,对边掘边抽布置方式和封孔工艺的改进具有一定的指导意义。     

水力压裂增透技术在煤巷掘进中的应用

针对高瓦斯低透气性突出煤层,若直接采用钻孔抽放瓦斯,则存在抽采效果差、抽放时间长、抽放率不高的问题。为提高低透气性煤层的抽放效率,达到预防瓦斯突出的效果,运用水力压裂增透技术在同华煤矿K1半煤岩巷掘进工作面进行了试验。试验结果表明,采用水力压裂能够增加煤层透气性,提高单孔瓦斯抽采浓度和流量,减少防突施工对掘进工作的影响,提高预抽瓦斯效果,减少掘进面生产期间的安全隐患。使掘进面瓦斯日抽采量增加120%以上、日掘进进度增加80%以上。     

局部综合防突措施在煤巷掘进工作面的应用

在有突出危险掘进工作面掘进时,如果采用单一的局部超前排放钻孔的防突措施,即使在效果检验指标不超限的情况下,也有可能发生瓦斯超限,甚至发生煤与瓦斯突出事故。张集矿在东三采区9367皮带机道掘进工作面通过采用巷帮挂耳抽放、深孔卸压、随打即抽及超前排放钻孔等综合措施的应用尝试,在防治煤与瓦斯突出的探索方面取得了较好的成效。保证了掘进工作面在防突条件下的快速安全掘进。     

大功率钻机在单一低透突出厚煤层钻孔施工中的应用

通过使用大功率钻进工艺,在透气性低的单一厚突出松软煤层中施工大直径顺层长钻孔,解决了小孔径钻孔施工中易垮孔、卡钻、抱钻及钻孔长度短等问题,使杉木树煤矿顺层钻孔抽放半径、瓦斯浓度、流量大幅提高.     

瓦斯抽放钻孔封孔方法技术革新

针对松软突出煤层顺层钻孔预抽瓦斯中存在的由于封孔质量问题而引起的瓦斯抽放浓度偏低等问题,在提高封孔质量方面采用新装备、新工艺和新方法,通过选择合适钻孔封孔技术、工艺,提高了抽放钻孔封孔质量、单孔抽放量、封孔质量和瓦斯抽放浓度。     

低透气性煤层CO2增透预裂技术应用

 针对低透气性煤层掘进过程中,瓦斯抽放难度高、掘进效率低等难点问题,提出应用CO₂增透预裂技术,提升煤层透气性系数与瓦斯抽放效率,提高工作面掘进效率。应用岩土力学模拟软件,模拟分析了煤层掘进过程中煤体破坏分布与应力分布状态。模拟结果表明:掘进过程中,巷道两帮破碎区域为距巷帮0~3m的范围,巷帮主要应力集中区域为距巷帮3~4m的区域,应力为18.0~18.9MPa。根据数值模拟结果,设计了煤层CO₂增透的预裂孔与抽放孔的详细参数,进行了现场验证。现场试验与效果分析表明:预裂前后钻场瓦斯抽采瓦斯纯流量提高了27%,瓦斯抽放浓度提高了1.7倍,可解吸瓦斯量由7.27降到4.30m³/t,掘进效率明显提高。     

深孔控制预裂爆破在高硫化氢矿井瓦斯强化抽采中的应用

针对目前在松软低透气性高瓦斯煤层的矿井瓦斯抽采中采用常规的抽采方法效果都不太理想的状况,在陕西长武亭南煤矿通过利用深孔控制预裂爆破技术,使单孔瓦斯抽采量提高了1.36倍,工作面瓦斯预抽率达到50％以上,煤层透气性系数提高了9倍.通过加强通风排水、硫化氢抽采及爆破孔注石灰浆等措施,使硫化氢得到超前治理,浓度控制在2×10-6～4×10-6以下,有效地改善了工作面的作业环境,实现了安全生产.     

低透气煤层地质构造带瓦斯预抽技术

在瓦斯富集煤层及受火成岩侵入、断层、褶曲、古河流冲刷等地质构造带煤、岩巷道掘进过程中,由于受掘进影响,在工作面顶板及两帮形成压力松动裂隙圈,当掘进工作面接近煤、岩层地质构造带附近瓦斯积聚区域时,呈高压状态积聚的瓦斯、水会通过工作面及两帮松动的裂隙短时间内大量涌出,造成掘进工作面瓦斯超限,严重时可能造成瓦斯爆炸事故,大隆矿根据多年的实践经验,针对预防掘进工作面掘进过程中瓦斯、水异常涌出隐患,采取在掘进工作面施工超前瓦斯、水探放钻孔;瓦斯抽放钻孔并与瓦斯抽放管路连接进行抽放等方法,有效的预防了掘进期间瓦斯异常涌出。     

深部矿井首采综放工作面瓦斯综合治理技术

针对开滦唐山矿岳胥区首采综采放顶煤工作面瓦斯涌出量大的特点,对工作面瓦斯来源因素、瓦斯异常涌出因素分别作出具体的分析,从利用上隅角埋管,上隅角安设风动风车来解决工作面上隅角瓦斯超限问题,到泄瓦斯巷分段封闭利用高位瓦斯抽放孔抽放、工作面煤壁侧打瓦斯泄放孔提前释放瓦斯、工作面煤层注水等解决综放工作面上隅角及回风巷道内瓦斯超限措施,为类似条件下综放工作面瓦斯治理提供了一定的参考和借鉴。     

低透煤层CO_2相变致裂增透解吸技术的应用

针对贵州省喀斯特地质条件下松软低透高瓦斯煤层掘进过程中瓦斯抽采难度大、抽采效率低、抽采时间长等难点问题,提出应用CO_2相变致裂增透解吸技术提高煤层透气性系数、增大煤层透气性、提高瓦斯抽采量和抽采效率。研究了CO_2相变致裂增透解吸技术对绿塘煤矿工作面卸压增透效果,并与深孔预裂卸压增透技术效果进行了对比研究,发现该区域CO_2相变致裂增透技术增透效果较明显,CO_2致裂与深孔预裂相比较,前者煤层透气性系数约为后者透气性系数的1.9倍,CO_2致裂后的衰减系数比深孔预裂后衰减系数低约20%,CO_2致裂后平均抽采浓度约为70%,结果表明:采用CO_2相变致裂增透解吸技术后,该煤矿总体抽采效率提高了约6倍,抽采达标周期大幅缩短,为同类矿井的瓦斯治理提供了可借鉴技术与经验。