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探讨治理瓦斯高位抽放钻孔的布置
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国内统一刊号： CN11-5417/TH
国际标准刊号：ISSN
浅析煤矿采掘生产中面临的瓦斯处理工作
[ 编辑:机械人 |&时间: 13:16:11
| 来源: | 作者: ]
& & 在煤矿开采的过程中，经常会伴随有大量的瓦斯出现，瓦斯本身属于一种易燃易爆的有害气体，如果煤矿井下的瓦斯积存量过多，势必会给正常的开采工作遗成一定的影响，一旦处理不好，极有可能引起瓦斯爆炸等安全事故。为了确保煤矿正常、安全生产，必须采取相应的措施对煤矿瓦斯进行科学的处理。本文就此话题展开初略的探讨。
& &&在煤矿开掘作业中，处理瓦斯积聚工作的主要措施是加强矿井通风管理。对超限和积聚瓦斯的处理，归纳起来，主要有稀释排除、封闭隔绝和抽放三种方法。
& & 1.稀释排除法
& & 1.1.利用风筒预留的三通调节法
& & 在风机出口与导风筒之间，接一段三通风简短节。掘进巷道正常通风时，把三通风筒的分支导风筒用绳子捆死，此时风机的全部风量都送入掘进工作面。当需排除巷道积聚的瓦斯时，打开三通的分支导风筒，同时用绳子捆住主导风简，捆的程度根据巷道内积聚的瓦斯浓度确定，部分风量仍送入掘进工作面，另一部分风量进入盲巷，稀释并排出盲巷内积聚的瓦斯。
& & 1.2.开启局部通风机附近的风门调节法
& & 局部通风机安设在采区进风巷内，回风直接进入采区回风巷，两巷之间的联络巷中留有通车、行人的风门。掘进巷道正常通风时，风门全部处于关闭状态，当需排放联络巷中积聚的瓦斯时，通过风门的开启状态（半开或全开)调节风量，稀释联络巷内的瓦斯，使其在回风口处不超限。
& & 1.3.盲巷外断开风筒接头调节法
& & 排瓦斯时在盲巷口外全风压供风的新鲜风流中，把风筒接头断开，利用改变风筒对合面的间隙大小，调节送入盲巷的风量，以达到有节制地排放巷道积聚瓦斯的目的。排放瓦斯过程中，随着两个风筒接头由错开而逐渐对合，直至全部接合，送入盲巷的风量亦由小到大，直至局部通风机排出全部风量，最后经瓦检员检测确认安全可靠时即可恢复送电送风。
& & 2.封闭隔绝法
& & 密闭抽采法是抽采采空区瓦斯的一种常用和有效方法。此抽采法把采空区或回采工作面的进、回风巷都加以密闭，密闭墙厚为一至三米，灌筑砂、泥浆等材料确保严密不漏风。再把抽采管穿过回风巷的密闭墙，伸入采空区内进行抽采，伸入以10m以上为好。抽采时，要对密闭内的气体成分、浓度、抽采负压等参数经常进行监测与控制，避免增大漏风造成采空区浮煤自燃。这种方法抽出的瓦斯浓度能达25％一50％以上。长期停掘的巷道，在其巷口已构筑了密闭墙，内部积聚的瓦斯较多，在排除瓦斯前需安装风机和风筒。排除这类巷道积存的瓦斯，可采用分段排放法。
& & 2.1.检查密闭墙外瓦斯是否超限，若超限就启动风机吹散稀释，若不超限就在密闭墙上角开两个洞，随之开启风机吹风。开始时，风筒不要正对密闭墙吹，要视吹出的瓦斯浓度高低进行风向的控制。
& & 2.2.密闭拆除后，矿山救护队工作人员进入巷道检查瓦斯，随后延长风筒排除瓦斯。在巷道中风简出口附近瓦斯浓度降至界限之下时，可将风筒口缩小以加大风流射程，将前方的高浓度瓦斯吹出。当瓦斯浓度降下来后，接上一个短节风筒，同样加大风流射程排除前方的瓦斯，取下短风筒并接上长风筒继续排放前方的积聚瓦斯，直到掘进工作面。
& & 3.抽放法
& & 3.1.顺层钻孔抽放
& & ① 对钻孔位置进行布设。主要采用的是机巷向上和风巷向下两种方式，施工过程直接在机巷和风巷内进行，施工时保证各钻孔间平行，并且应偏向工作面方向进行布设，孔与孔的间距可设置为3m／个，深度应控制在60～70m这一范围内，尽量不要超出，并使终孔保持在l～2分层以内；② 抽放效果。该方法分为预抽和边采边抽两个阶段，预抽时间为6个月，实际瓦斯抽出率约占总抽出量的35％。采用该方法进行瓦斯抽放时，较为关键的技术是施工和封孔。施工时应采用强力钻机，封孔时应使用聚氯酯进行封孔。
& & 3.2.高位钻孔瓦斯抽放
& & 在充分考虑采空区瓦斯赋存规律和运移特点的基础上，应选择在回风顺槽处采取高位钻孔抽放技术。第一个钻场应选择在回风顺槽内距离工作面煤壁30m的位置，钻场规格控制在深为4．0m，宽为4．5m，高为2．3m，并在每间隔30m处掘出一个钻场。钻场内部钻出呈扇形排列的4个高位钻孔，终孔的位置应位于裂隙带的中上部区域，距离煤层顶板20m～28m处。一般情况下，利用高位钻孔抽放技术抽放的瓦斯浓度为30％～40％，特殊情况下可达80％，回风顺槽的瓦斯浓度为0．5％，浓度值较为稳定。
& & 4.对煤矿采掘生产中瓦斯处理工作的建议
& & 4.1.延长抽放时间
& & 在煤矿井下开采的过程中，通过不断改善采掘的平衡，不但能够有效延长瓦斯抽放时间，而且还能够进一步提高抽放效率。如果在开采的过程中，遇到突出十分严重的煤层，那么开采速度仅为20～30m／月，这一情况造成了采掘失衡的现象发生，从而使得无法充分预留出瓦斯抽放时间。对没有开采保护层的必须弄底板瓦斯抽放巷，提前进行抽放。为此，建议各大煤矿应采取采掘同步的方式进行煤矿开采，这样有利于确保瓦斯抽放的时间充足。
& & 4.2.对瓦斯抽放系统进行优化
& & 在对系统进行优化时，可从以下几个方面着手：其一， 应尽可能选择与瓦斯抽放量及抽放阻力相匹配的抽放泵，并尽量增大井下管道的直径；其二，可在井底管道的低洼地带加装自动放水装置，借此来缓解管网所承受的压力和阻力；其三，加强对抽放孔的气密性检查，一旦发现有漏气的现象应予以及时关闭，这样有利于降低钻孔的负压。
& & 4.3.强化管理
& & 为了进一步提高瓦斯抽放技术的应用效果，煤矿企业的领导以及相关的管理人员应对抽放工作予以高度重视和大力支持，并组建相应的管理部门全权负责对瓦斯抽放技术的管理。对没有开采保护层的必须弄底板瓦斯抽放巷，提前进行抽放。同时还应加大瓦斯抽放队伍的建设力度，配备一支综合素质高、技术水平强的专业瓦斯抽放队伍，借此来确保施工质量和瓦斯抽放效率。此外，企业还应加大对相关设备和设施的资金投入，并针对定期检查和维护制定相应的管理制度。
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举报监督电话：010-采煤工作面瓦斯抽放钻孔3m是哪里规定的_百度知道
采煤工作面瓦斯抽放钻孔3m是哪里规定的
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措施孔超前距规定为3m，一般浅孔打10-13m左右、最少也不少于5m，否则孔就白打了，没见过打这么浅的浅孔的，这是你们规定的？
防突规定里规定的有，释放钻孔间距2米，抽放钻孔3米
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??第36卷第3期??2008年；3月；煤炭科学技术；COALSCIENCEANDTECHNOLOGY；Vol??36??No??3??Mar.??；2008??；我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术；姚宁平,孙荣军,叶根飞；(煤炭科学研究总院西安研究院,陕西西安??710；摘??要:在回顾我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工技术；分析总结了我国煤矿井下瓦斯抽放钻
??第36卷第3期??2008年3月煤炭科学技术COALSCIENCEANDTECHNOLOGYVol??36??No??3??Mar.??2008??我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术姚宁平,孙荣军,叶根飞(煤炭科学研究总院西安研究院,陕西西安??710054)摘??要:在回顾我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工技术发展的基础上,总结了现阶段煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备的现状及适用条件,分别介绍了各种钻孔施工技术的原理、技术特点及应用情况,分析总结了我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备和技术发展所面临的问题是如何实现水平长钻孔的准确定向,进一步延长钻孔的有效抽放段距离和有效抽采时间;如何提高松软突出煤层钻孔深度和有效成孔率,并提出未来发展趋势是履带一体化和随钻测量定向钻进技术和装备;松软突出煤层的瓦斯抽采关键技术及其装备;研制开发安全、可靠、有效的远程控制钻机及绿色产品设计思想。关键词:瓦斯抽放;钻进技术;施工装备中图分类号:TD41??????文献标志码:A??????文章编号:08)03-0012-05EquipmentandtechnologyofboreholeconstructionforgasdrainageinChinaundergroundminesYAONing-ping,SUNRong-jun,YEGen-fei(Xian'ResearchInstitute,ChinaCoalResearchInstitute,Xian'??710054,China)Abstract:BaseonthereviewofthetechnologydevelopmentofboreholeconstructionforminegasdrainageinChinaundergroundcoalmines,thepapersummarizedthepresentstatusandappropriateconditionsoftheboreholeconstructionequipmentforminegasdrainageincoalminesandindividuallyintroducedtheprinciple,technicalfeaturesandapplicationsofseveralboreholeconstructiontechnologies.Thepaperanalyzedandsummarizedtheexistingproblemsoftheequipmentandtechnologydevelopmentforthegasdrainageboreholeconstruc-tioninChinaundergroundmines.Theexistingproblemswereincludinghowtohaveacorrectorientationofalonghorizontalborehole,howtoimprovetheeffectivedrainagedistanceandtheeffectivedrainagetimeoftheboreholesandhowtoimprovetheboreholedepthandeffec-tiveboreholedrillingrateinsoftseamwithoutburstinpotentia.lThepaperprovidedthatthefuturedevelopmenttendencywouldbethein-tegratedboreholedirectionalmeasuringanddrillingtechnologyandequipment,thekeytechnologyandequipmentoftheminegasdrainageinthesoftseamwithoutburstinpotentialandtheresearchanddevelopmentofthesafety,reliableandeffectiveremotecontroldrillingma-chineandgreenproductdesignidea.Keywords:constructionequipment1??概????述????瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施,从20世纪50年代开始,我国就将瓦斯抽放作为治理煤矿瓦斯灾害的重要措施在高瓦斯和突出矿井推广。2002年,国家煤矿安全监察局制定了??先抽后采,以风定产,监测监控??的煤矿瓦斯防治方针;2006年,再次明确煤矿瓦斯治理??必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针??,进一步强化了瓦斯抽放治理瓦斯灾害的地位。在20世纪70年代我国把发展综合机械化采煤作为煤炭工作的一项重要工作之后,钻孔抽放瓦斯技术也开始逐步发展起来;20世纪80年代初,煤炭科学研究总院所属的西安研究所等单位在引进吸收国外先进技术的基础上,结合我国煤矿的实际生产条件研制出了拥有自主知识产权的全液压动力头式钻机,之后逐步走上钻机系列化与钻进工艺综合配套、全面发展的轨道。随着煤矿综采技术的发展,在国家??九五??、??十五??等科技项目的支持下,适合我国煤矿瓦斯钻孔施工的全液压动力头式钻机又得到了长足发展,钻机品种逐渐增多、性能进一步改善和提高,同时煤矿井下复杂地层钻探、定向钻进、钻孔轨迹测量等钻探技术也有了新的发展。目前钻机已形成动力头式液压钻机系列化,并逐步向履带一体化、智能控制方向发展,井下定向钻进技术也逐步向随钻测量、随钻控制等方向发展,并初见成效[1,5]化和自动化,摩擦焊接和数控加工技术逐步用于煤矿坑道专用钻杆的制造,极大地加快了钻杆的研发过程,当今摩擦焊工艺在钻杆生产工艺中占主导地位,且生产效率高、成本低,钻杆强度和性能也得到很大的提高。????同时随着煤矿坑道钻进工艺技术的不断发展,钻杆的种类、规格也不断增加。目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平钻杆、螺旋钻杆、三角型和正方型等。外平钻杆是最常用的一种类型,适用于井下常规钻进作业和稳定组合钻具定向钻进。现有的规格主要有??42,??50,??63??5,??73,??89mm等,具体钻杆参数及配套钻头见表2。表2??煤矿坑道钻进用外平钻杆规格及主要参数钻杆直径/mm42??050??063??573??089??0单根长度/mm接头扣型平扣平/锥扣锥扣锥扣锥扣杆体壁厚/mm6??806??507??109??199??1994,113,适配钻头直径/mm,153。2??钻孔施工装备现状2??1??钻机????在煤矿井下的特殊环境中,全液压动力头式坑道钻机有钻进效率高、工艺适应性强、操作安全、解体性好、易搬迁等特点,因此成为煤矿坑道钻探作业的主导机型。目前,国内全液压动力头式钻机的生产厂家较多,钻进能力从几十米到上千米,已形成多个系列。以煤炭科学研究总院西安研究院为例,钻机产品已形成系列化。多年来,钻机产品经历了从小能力向大能力、单工艺向多工艺、分体式向履带式的发展过程,目前形成了ZDY(原MK)系列钻机,主要型号近20余种,钻进深度覆盖75~1000m,供用户选择(主要钻机型号和参数见表1)。特别是近年来,又相继成功研制以负载敏感液压控制为核心技术的ZDY6000L,ZDY4000L,ZDY1200L等履带自行式全液压钻机和ZDY6000LD一体化定向钻机,有力地推动了我国煤矿坑道钻机向多功能一体化的方向发展。表1??ZDY系列钻机部分型号及性能参数钻机型号钻孔深钻杆直度/m径/mm89最大扭矩/起拔能给进能电机功N??m6000力/kN力/kN率/kW22110????螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本煤层大直径救援孔的排粉需要。为满足松软煤层钻进过程中钻杆能够正、反转的要求,螺旋钻杆接头形式多采用多方传扭的插接方式。这种方式可方便处理钻进过程中因塌孔、喷孔、掉块等形成的卡钻、埋钻等孔内事故。目前常用的规格主要有:??78,??88,??100,??110,??130mm等,具体钻杆参数及其配套钻头见表3。表3??煤矿坑道钻进用螺旋钻杆规格及主要参数芯杆直径/mm50??050??063??573??073??0螺旋外径/mm0接头型式丝扣式、插接式丝扣式、插接式插接式插接式插接式适配钻头直径/mm85/3153ZDY0/1000ZDYZDYZDY89/737373ZDY89/73ZDY73ZDY50/63??5ZDY732??2??配套钻杆????煤矿井下钻孔用钻杆在20世纪70年代以前以选用地面钻探用锁接手钻杆为主,钻杆为管体与接头烘装而成,这种结构的钻杆在使用中两细牙螺纹啮合处经常疲劳断裂,造成井下断钻杆的恶性事故,使用寿命短,因而逐渐被淘汰,后来逐步被内镦粗外平钻杆所替代。20世纪90年代末,随着摩擦焊接工艺的改进和完善,以及焊接参数控制程序????三角型和正方型钻杆主要针对突出煤层钻进开发的特殊结构形式的钻杆,该类型钻杆由于加工工艺复杂、防突效果不太明显,目前现场应用较少。2??3??配套钻头????煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工所遇到的地层主要以煤或煤系地层为主,遇到火成岩或变质岩等坚硬地层情况较少,因此所用钻头一般以硬质合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。瓦斯抽放钻孔施工一般都采用全面钻头进行不取芯钻进。硬质合金钻头一般只适用于本煤层、泥岩等低硬度地层的浅孔施工,目前大多数煤矿为提高钻进效率、节省起下钻时间,一般都采用PDC钻头。煤炭科学研究总院西安研究院一直以来研制和生产煤矿井下的PDC钻头,多项研究成果处于国内领先水平,特别是最新研制的胎体式PDC钻头,用于顶板硬岩钻进具有良好的保径效果和较长的使用寿命。目前生产的不同型号和规格的PDC钻头达100余种,钻头形式多样,结构优化,性能可靠。从钻头的使用功能上来讲,除了能够满足一般钻进要求外,有些钻头在结构设计上还具有防卡、防喷、反切削、自排粉等功能,以便于应对复杂地层的钻孔施工。2??4??其他????煤矿井下钻孔施工配套的其他钻具还有:用于钻孔轨迹测量的测斜仪、定向钻进用的稳定器、用于抑制瓦斯富集煤层喷孔的多级稳定组合钻具、具有防喷和气水分离功能的孔口装置、防止孔内事故的安全接手、防喷接头、取芯器、送水器以及处理[2]孔内事故的打捞工具等。近年来对煤矿井下钻探技术研究的深入,钻进工艺向多工艺方向发展,钻探工具的品种也越来越多,使井下钻孔作业也越来越安全、高效。环水。该技术对钻机和钻具没有特殊要求,适用于煤层(地层)条件相对稳定条件下的钻孔施工,对于钻孔结构有特殊要求的钻孔施工可采用二次或多次扩孔的成孔工艺。但在松软突出煤层、松散破碎带、炭质泥岩、绿泥岩中钻进,应避免直接用该钻进法进行钻孔施工,以免因水力冲刷、循环介质漏失、泥岩缩水等造成卡钻、埋钻等孔内事故。3??2??稳定组合钻具定向钻进技术????所谓稳定组合钻具定向钻进技术,就是在回转钻进的基础上,在靠近钻头的10~20m的钻杆上接上3~5个接近于钻头直径的稳定器(也称扶正器),通过调整稳定器的位置和数量,并配合相应的钻进工艺参数,使钻具对钻头产生向上、向下或保直钻进的控制力,从而起到控制钻孔轨迹的目的。一般来讲,若想使钻孔上斜,那么可将第一个稳定器配置在靠近钻头的位置上,第二个稳定器则应配置在远离第一个稳定器的位置上。这样在钻进过程中,在靠近钻头的稳定器的支撑作用下,充分利用该稳定器后部钻具的自重,并在回转和给进力的作用下,使钻头具有一定的上翘趋势,更多机会地切削钻头上部岩层,从而使钻孔产生上仰的趋势;反之,则使钻孔产生下斜的趋势。若想使钻孔轨迹尽量保持钻进方向,那么就必须使前20m长的钻杆柱尽可能地保持平直,在钻进过程中,钻头后部的稳定器尽可能等间距布置,且因其直径接近钻头直径,整个钻具达到了??满、刚、直??的要求,并通过控制钻压和转数,使钻头均匀地切削底部岩石,保持钻孔既有的延伸方向[6]3??瓦斯抽放钻孔施工技术3??1??常规钻进技术????常规钻进技术是指目前在煤矿井下应用最为普遍的水力正循环孔口回转钻进技术。该技术钻具配置简单,直接采用外平钻杆和钻头连接作为主要钻具,采用清水作为循环介质。由于操作简单,加之煤矿井清水供应充足和便利,因此大多数煤矿都采用该技术进行钻孔施工。根据循环水的供给条件,分为静压水循环和动压水循环,一般在钻孔孔径不大、钻孔深度要求不高、煤层(地层)成孔性较好的情况下,可直接采用井下管道供应的静压水作为钻孔循环介质进行施工,这样避免了水泵或泥浆泵频繁搬运的麻烦,并节省了动力资源。但是对于复杂地层的深孔钻进,为确保钻进过程中的排粉通畅和充分冷却钻头,需要配置专用的泥浆泵供送循。????稳定组合钻具定向钻进技术主要适用于对钻孔轨迹有特殊要求的瓦斯抽放钻孔施工,如沿煤层水平定向长钻孔的施工(孔深??500m)、顶板高位水平定向钻孔的施工。可选用的钻机型号主要有ZDYS,ZDY6000S全液压钻机和ZDY6000L等钻机,该类型的钻机具有扭矩大、起拔能力大、起下钻速度快的特点,能够适应深孔钻进对钻机能力和钻进效率的要求。目前该技术已在陕西铜川陈家山矿、下石节矿,晋城寺河矿、赵庄矿等矿区的本煤层瓦斯预抽钻孔施工中得到应用,同时还在沈阳红菱矿、铁法小青矿、七台河新兴矿、陕西铜川玉华矿,韩城桑树坪矿、下峪口矿,河南大秋庄矿等矿区的顶板水平定向长钻孔施工中得到应用。实践证明,使用稳定组合钻具调整钻孔轨迹时,对调整钻孔倾角比较有效,而调整钻孔方位角则效果较差;控制钻孔下斜比控制上仰相对容易;在稳定完整岩石中控制效果明显,而在松软地层中效果较差,因此在钻孔设计时,必须充分考虑上述因素,以保证定向钻孔施工的效果。3??3??多级组合钻具防突钻进技术????多级组合钻具防突钻进技术主要针对强突出煤层开发。主要原理是采用小口径钻头开孔、逐级扩孔钻进的方法,分层次、阶段性逐级释放瓦斯,既保证了钻头钻进的稳定性,又减少了一次成孔瓦斯突出或喷孔事故的发生。组合防突钻头一般由三级组成,第一级钻头直径最小,然后通过组合接手将2个逐级增大的扩孔钻头组合在一起。常用的级配形式主要有??59mm/??75mm/??94mm和??75mm/??94mm/??113mm两种组合形式。这种钻头既适用于水力循环钻进,也适用于风力循环钻进,而采用风力循环钻进防突、防喷效果更好。3??4??螺旋钻进技术????螺旋钻进技术是通过驱动螺旋钻杆的回转将钻屑由螺旋叶片提升排至孔外,实际上螺旋钻杆和钻孔之间组成了一个??螺旋输送机??,钻头切削下来的岩粉几乎全部通过螺旋的传递排出。螺旋钻杆分为双头螺旋和单头螺旋2种,钻杆接头也有插接式和丝扣式2种,目前以单头螺旋、插接式的应用更为广泛。由于硬质合金焊接工艺的耐高温特性,因此钻头一般选用硬质合金螺旋钻头。????采用螺旋钻进的优点是可有效避免水力冲刷对孔壁稳定性的破坏,在突出煤层中钻进有效防止了瓦斯的突出,同时改善了施工环境,避免了采用风循环钻进的粉尘污染问题。存在的问题是,螺旋钻进过程中孔壁和钻杆之间的摩擦阻力很大,尤其对于深孔钻进,对钻机的扭矩及钻杆的强度要求很高。螺旋钻进技术除用于相对完整的煤层或局部破碎煤层的瓦斯抽放钻孔施工外,必要时还可用于煤矿井下紧急救援钻孔的施工。如煤炭科学研究总院西安研究院已经研制出了施工??600mm以下的大直径钻孔的螺旋钻具及装备。2003年曾在阳泉新景矿采用ZDY4000S钻机和配套螺旋钻具完成直径500mm、深50m的顺煤层钻孔,这种大直径钻孔可替代联络巷或作为救灾应急通道。3??5??空气钻进技术????空气钻进技术即采用压缩空气作为钻孔循环介质进行钻孔施工的方法。该方法主要用于松散、破碎或遇水坍塌地层和松软突出煤层中钻进。目前大多数松软煤层矿井都在采用空气钻进工艺进行本煤层钻孔施工。如宁夏汝箕沟、淮南丁集、河南平顶山、徐州张集等矿区。采用空气正循环钻进,压风经钻杆、钻头到达孔底,在孔内形成高速风流,岩屑悬浮在风流中被吹向孔口,从而实现排渣和钻头冷却。相对于水力正循环排渣,风对孔壁的冲刷作用稍弱,对瓦斯解吸和泄出的影响较小,而且泄出的瓦斯和压风混合,孔内始终只有气固两相流动,发生梗阻的可能性也减小了,通过生产和试验证明,风力排渣是在突出煤层或松软煤层打钻的较好方式,是提高钻孔深度的有效途径。????采用压缩空气作循环介质在煤层中钻进对于保持钻孔的稳定性和渗透性有很好的效果,但是单独采用压缩空气来满足排粉和冷却钻头,孔口粉尘污染很严重,虽然采用孔口降尘或集尘措施,但是往往由于孔口密封问题很难取得理想的效果。3??6??孔底马达定向钻进技术????与国外相比,我国开始煤矿井下定向钻进技术的研究相对较晚。煤炭科学研究总院西安研究院在20世纪90年代中期率先开展了煤矿井下孔底马达精确定向钻进技术研究,也摸索出一些经验,但是由于当时国产孔底马达可靠性较差,寿命太短,设备配套成本比回转钻进钻机的高,不便于推广,导[3]致国内对这项技术研究并没有继续深入下去。近年来随着瓦斯抽采钻孔深度不断增加和对钻孔轨迹精确定位需求的出现,国内煤矿企业一度出现进口国外长钻孔定向钻进技术与钻机的热潮。目前煤炭科学研究总院西安研究院在高精度随钻测量定向钻进技术及装备方面已进行技术攻关和研究,关键技术取得突破性进展,研制和开发的千米定向钻机和随钻测量系统已进入现场工业性试验阶段,并取得成效,2008年下半年该技术和装备将会逐步推向市场。????该技术的优点是控制钻孔方向的能力较强,钻孔轨迹的测量精度高。由于孔底马达和随钻测量系统的价格高,相对的钻孔施工成本也较高,多适用于变形小、硬度高、韧性好的本煤层和结构稳定、构造简单的煤系地层的定向深孔及分支孔施工。4??面临的主要问题????从总体上来讲,我国煤矿煤层地质条件复杂,煤炭开采区域较广,在煤矿井下瓦斯治理工作中,遇到的复杂情况和各种困难比其他煤炭开采国家都要多,所采用的治理方式和方法也是多样性的。随着开采深度的不断加深,煤层瓦斯浓度增加、矿压增大、煤层原生结构破坏严重等都对瓦斯抽放和钻孔施工带来很大难度[4]????4)根据国家??十一五??关于??节能减排??体系建设方针的有关要求,煤矿作为高耗能企业,对未来机电产品的高效节能设计将提出更高的要求。因此,绿色产品设计思想将成为钻探机具可持续发展的设计模式。参考文献:[1]??胡少韵.我国煤矿坑道钻探技术发展及存在的问题[J].煤田地质与勘探,1998(增).[2]??石智军.煤矿坑道近水平孔钻探机具与定向钻进技术[A].煤炭科学研究总院50周年院庆科技论文集[C].北京:煤炭工业出版社,2007.[3]??张??群.我国定向长钻孔技术和设备应用现状分析与建议[J].中国煤层气,2007(2).[4]??俞启香.我国煤矿瓦斯抽放及21世纪展望[A].中国煤炭学会,21世纪中国煤炭工业第五次全国会员代表大会暨学术研讨会论文集[C].2001.[5]??王兆丰.我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨[J].煤矿安全,交流报告)2005.????作者简介:姚宁平(1970-),男,甘肃泾川人,高级工程师,中国地质大学(武汉)博士研究生,煤炭科学研究总院西安研究院钻探技术研究所所长,主要从事煤矿坑道钻进钻探机具研发与生产管理工作。Te:l029-,E-mai:lynp??com2005(3).[R].西安:煤炭科学研究总院西安研究院,[6]??孙荣军.煤矿井下中等深度钻孔先进技术研究(中英技术。针对煤矿井下钻进技术所面临的问题主要表现在以下2个方面:????1)如何实现水平长钻孔的准确定向,进一步延长钻孔的有效抽放段距离和有效抽采时间。目前国内普遍采用孔口回转钻进工艺,钻孔轨迹的控制主要通过改变孔底组合钻具和调整钻进工艺参数来实现。对于结构简单的稳定地层,如果钻孔轨迹设计合理,操作方法得当,基本能满足设计要求,但对于定向精度要求较高深孔钻进,钻孔轨迹的方向就很难控制。????2)如何提高松软突出煤层钻孔深度和有效成孔率。我国松软煤层(普氏系数f&1),在可采煤层中占有的比例较大,近年来采用空气钻进技术和螺旋钻进技术在松软突出煤层虽有钻孔深度超过150m甚至达到240m的记录,但实际生产中大部分深度都在100m以下,有些松软突出煤层甚至只有30m左右的平均水平,且成孔率低。这严重制约着松软煤层的开采效率和生产安全。5??未来发展趋势????分析我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备和技术现状,并结合当前煤矿瓦斯综合治理的需要和面临的主要问题,瓦斯抽放钻孔施工装备和技术的发展趋势将会朝着以下4个方向发展:????1)履带一体化和随钻测量定向钻进技术和装备是一大趋势。为解决瓦斯抽放钻孔施工频繁搬迁钻机的问题,需研制具有自行走功能的履带钻机,以提高工作效率。为确保钻孔轨迹尽可能在煤层或目标层有效延伸,需研制高精度的随钻测量系统和定向装备。其中关键技术是长寿命孔底马达和性能可靠的随钻测量系统的开发。????2)松软突出煤层的瓦斯抽采关键技术及其装备,是解决松软突出煤层的瓦斯抽采和高效开采的一大难题,也是未来钻探设备发展的目标和方向。????3)安全、可靠、有效的远程控制钻机是实现远距离防突技术的关键装备,也是实现钻机人工智能控制的准备阶段。收稿日期:;责任编辑:朱拴成征??订??启??事????2008年??煤炭科学技术??杂志定价:18元/册,全年12期共216元。本刊可邮局订阅,邮发代号:80-337。也可直接向本编辑部办理订购业务,随时欢迎订阅。????联系地址:北京市和平里青年沟路5号煤炭科学研究总院??煤炭科学技术??编辑部????联系电话:(010)62926????传????真:(010)????电子信箱:cst410@china??com????邮????编:100013包含各类专业文献、行业资料、生活休闲娱乐、外语学习资料、文学作品欣赏、高等教育、我国煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工装备与技术_姚宁平82等内容。
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