顶板岩石定向水平长钻孔抽放邻近层瓦斯技术

2006/4/18 17:21:15

【　记录编号　】 339801
【　记录类型　】文摘
【　限制使用　】国内
【项目年度编号】 0501500144
【　成果名称　】顶板岩石定向水平长钻孔抽放邻近层瓦斯技术
【　省　　市　】辽宁
【　分类号　】 TD712.62
【　关键词　】瓦斯抽放；钻孔抽放；定向钻孔；水平长钻孔；邻近层瓦斯治理
【　成果简介　】
　　用途：随着综采技术和无煤柱或小煤柱开采布置方式的广泛应用，采用常规的沿倾斜方向打上向钻孔抽放上邻近层瓦斯的布孔方式，已无法满足抽放瓦斯的需要，采用沿开采层回风巷下帮迎工作面推进方向打斜交穿层钻孔，虽然可以抽出一定数量的瓦斯，但钻孔服务时间短，钻机搬家频繁，造成打钻时间长。采用顶板瓦斯巷抽瓦斯，抽放瓦斯效果是肯定的，但由于巷道掘进工程量大、工期长、工程费用高，且对生产的影响也较大，国外现在已基本不采用这种抽放方式。顶板岩石定向水平长钻孔可以代替顶板瓦斯抽放巷道，增加钻孔的服务时间，减少打钻施工工程中的辅助时间，缓解采掘接替紧张的矛盾，保证瓦斯抽放的效果，为矿井瓦斯治理提供一种有效的技术手段。技术特点：顶板岩石定向水平长钻孔抽放邻近层瓦斯技术就是针对高瓦斯无煤柱综采工作面的特点，为解决瓦斯超限问题，采用沿开采层顶板岩层走向布置迎面定向水平长钻孔代替顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯。该抽放方法与顶板岩巷抽放法、顶板穿层短钻孔抽放法相比，技术和经济上具有显著的优越性，尤其对于采掘接续紧张的矿井，其优越性则更为突出。技术关键：(1)钻机、钻具及定向钻进技术。用于打顶板水平长钻孔的钻机必须具有足够的能力，其推力、扭矩和转速都能够满足所钻岩性的需要，同时应有自动卸钻杆的功能，且钻机的行程和每次接(卸)钻杆的长度应该较大，以利提供钻机的效率。钻进中用的钻杆应有较大的壁厚和强度，以避免出现短钻杆的事故，影响正常打钻作业；钻杆的接手尽量采用锥扣连接，避免使用平扣连接，以利提高钻杆的整体强度。测斜钻杆要使用内外平的连接方式，以使测斜仪顺利通过。(2)钻孔参数。采用顶板水平长钻孔抽放上邻近层瓦斯，其抽放瓦斯效果在很大程度上取决于钻孔所处的层位。只有将钻孔打至工作面采空区的垮落拱上方裂隙发育带内才能取得较好的抽放瓦斯效果。(3)定向钻进技术。为了保证水平长钻孔能够打至裂隙发育带内，则必须采取相应的定向钻进技术和定向组合钻具。(4)钻孔测斜。钻进过程中钻孔发生偏斜是必然的，但如果钻孔偏差过大就会严重影响抽放瓦斯效果。为了及时掌握钻进方向并采取必要的纠斜技术，因而钻孔测斜技术就成为打定向水平长钻孔技术中一项必不可少的关键技术。推广应用：1990年“顶板岩石水平长钻孔抽放上邻近层瓦斯”作为“八五”国家科技攻关项目在铁法矿务局晓南矿进行试验研究，经过3年的攻关研究取得了显著的成果，钻孔单孔最深达255.7 m，累计抽放瓦斯量206.8万m3，平均抽放瓦斯量3.37 m3/min，邻近层瓦斯抽放率达到73.1，并获得了可观的经济效益。在晓南矿试验时，沿工作面走向共布置了9个钻场，钻场爬坡18°，钻场间距130～140 m，钻孔设计长度150 m以上，每个钻场布置3～4个钻孔；钻孔倾角4～11°，方位角按沿工作面倾斜方向覆盖20～100 m平均分配；钻机采用美国Acker钻机公司的“煤矿主人”型强力钻机，钻头采用三翼硬质合金切削刃钻头(部分采用了三牙轮钻头)；在钻进过程中采用的定向钻进技术措施分别有增大钻杆与钻头直径比、提高钻杆(尤其是钻头后部)的强度与刚性、采用肋骨式定中器和控制钻进参数；测斜仪采用加拿大PAJARI仪器公司的机械式测斜仪和抚顺分院开发研制的SZC-1型机械式单点测斜仪。从钻孔成孔率和抽放瓦斯的效果看，85以上的钻孔达到预定的目标，在施工的34个定向长钻孔中除了5个钻孔抽放瓦斯效果较差外，其余钻孔均抽出了较多瓦斯，说明钻孔都打到了有效的控制范围内，取得了良好的抽放瓦斯效果。由于顶板岩石水平长钻孔抽放瓦斯技术在晓南矿的试验成功，铁法矿务局在全局内进行了大力的推广，晓南矿的723、724等后续工作面，大兴、大隆、大明和小明等矿都采用了此项技术，并取得了显著的经济和社会效益。此外，这项技术在阳泉矿务局、淮南矿务局也进行了大量的推广应用。鉴定时间：1993年。获奖：“八五”国家科技攻关项目子专题“顶板岩石水平长钻孔抽放上邻近层瓦斯技术的研究”成果于1994年获得了煤炭工业部科学技术进步二等奖、抚顺市科学技术进步二等奖。
【　成果类别　】应用技术
【　成果密级　】非密
【应用行业码】 061
【应用行业名称】烟煤和无烟煤的开采洗选
【　完成单位　】煤炭科学研究总院抚顺分院
【联系单位名称】煤炭科学研究总院抚顺分院
【　联系地址　】辽宁省抚顺市望花区丹东路西段10号
【　邮政编码　】 113001
【　联系电话　】 (0413)6883215;6671853
【　信　　箱　】 fscctg@mail.fsptt.ln.cn;fscctg@sina.com
【　信息来源　】煤炭科学研究总院
【　发布单位　】煤炭科学研究总院
【公布资料名称】煤炭科学研究总院技术产品汇编
【资料公布日期】 20050000
【成果公布日期】 2005

煤炭网版权与免责声明：

凡本网注明"来源：煤炭网www.coal.com.cn "的所有文字、图片和音视频稿件，版权均为"煤炭网www.coal.com.cn "独家所有，任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明"来源：煤炭网www.coal.com.cn "，违反者本网将依法追究责任。

本网转载并注明其他来源的稿件，是本着为读者传递更多信息的目的，并不意味着本网赞同其观点或证实其内容的真实性。其他媒体、网站或个人从本网转载使用时，必须保留本网注明的稿件来源，禁止擅自篡改稿件来源，并自负版权等法律责任。违反者本网也将依法追究责任。如本网转载稿件涉及版权等问题，请作者在两周内尽快来电或来函联系。