深孔定向千米钻机在煤矿中运用
煤矿千米定向钻进施工方案
煤矿千米定向钻进施工方案XXXXXXXXXXX有限公司2018年2月目录一、定向钻进技术简介 (1)二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计 (1)(一)煤矿井下定向钻孔设计的一般原则 (1)(二)定向钻孔设计的主要内容 (2)三、煤矿井下定向钻孔轨迹控制 (2)(一)定向钻孔轨迹控制主要参数 (2)(二)定向钻孔轨迹控制注意事项 (2)四、煤矿井下定向钻进工艺 (3)(一)定向钻进工艺流程 (3)(二)探放水和构造探测施工工程设计 (3)(三)定向钻进工艺 (5)五、施工设备与人员配置 (9)(一)施工工程设备配备 (9)(二)施工工程人员配备 (10)六、孔内事故处理 (11)七、钻孔施工注意事项 (11)八、灾害应急措施及避灾线路 (12)煤矿千米定向钻进施工方案一、定向钻进技术简介定向钻进起源于石油钻井,随着钻探技术的不断深入,受控定向钻进技术从石油行业逐渐延伸到煤炭、地质等领域,发挥着重要的作用。
煤矿井下近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸,并可进行多分支钻孔施工,具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点,现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径,并应用于地质构造探测和探放水等领域。
二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计煤矿井下定向钻孔是通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸。
(一)煤矿井下定向钻孔设计的一般原则1、充分掌握原始资料内容包括施工目的、技术要求等。
根据施工要求应尽量获取最全面的地质资料并及时更新主要信息,详细了解施工区域的地质情况和井下情况,便于合理设计施工方案,保障施工安全。
地质资料主要包括3项内容:地质报告(地质说明书)、采掘平面图、钻孔柱状图钻孔施工资料包括:瓦斯治理报告、瓦斯抽采数据、水文报告等2、可行性分析从技术、经济、效用等角度分析包括:煤层坚固性系数f、顶底板岩性、钻孔类型、钻孔长度(经济长度、能力长度)、供水供电情况、人员配置情况、工期要求(超前探工期紧张)3、尽量利用自然造斜规律4、考虑施工方便和安全钻进5、注重经济效益(二)定向钻孔设计的主要内容1、选择孔身剖面2、确定定向钻孔目标层位、靶区、靶点3、确定主孔和分支孔的施工方案,预留好分支点4、确定定向孔孔深轨迹参数参数包括:磁偏角、各孔段长度,起始点和终点的倾角、方位角,各孔段起点和终点的上下、左右位移,到达目标层位的倾角、方位角、上下和左右位移。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索随着我国煤炭资源开采的不断深入,煤矿井下工作面的形势愈加复杂,采煤厚度逐渐加大,煤层深埋深度增加,这给传统的煤层开采方式带来了巨大挑战。
随着科技的不断发展,定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用成为了一个备受关注的研究热点。
本文将就利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索进行深入探讨。
一、煤层定向预抽长钻孔技术概述煤层定向预抽长钻孔技术是指利用定向钻机在地表或井下对煤层进行精确定向,然后进行长钻孔的施工,将煤层中的天然气、瓦斯等有害气体在地下预先抽采,从而降低井下采煤工作面的瓦斯浓度,确保煤矿井下工作面的安全生产。
二、定向钻机的应用优势1. 提高工作效率利用定向钻机进行施工可以大大提高工作效率,比传统的井下施工方式更为快捷高效。
2. 增加精度定向钻机可以实现精确的定向施工,能够将钻孔准确地打入到目标煤层中,提高了预抽长钻孔技术的施工精度。
3. 减少人力成本相比传统井下作业,利用定向钻机进行施工可以减少人力成本,降低了作业风险。
三、煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索1. 确定施工方案在进行煤层定向预抽长钻孔技术应用探索之前,首先需要根据具体煤矿的地质条件和工作面的实际情况,确定合理的施工方案。
这包括确定定向钻机的使用位置、施工钻孔的方向和长度等。
2. 完善施工技术在煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索中,需要不断完善施工技术,包括定向钻机的操作技术、钻孔进度的控制、钻孔管道的安装等方面,以提高施工效率和精度。
3. 实地试验验证在进行煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索过程中,需要进行实地试验验证,通过现场实际施工,验证技术方案的可行性,调整和改进施工流程,提高技术的适用性和实用性。
4. 探索技术应用范围煤层定向预抽长钻孔技术的应用范围不仅限于煤矿井下工作面,也可以在地下隧道、岩石工程等领域进行应用探索,扩大技术的适用范围,提高资源开采的效率和安全性。
长距离定向钻探技术在煤矿探放水中的应用研究
长距离定向钻探技术在煤矿探放水中的应用研究摘要:定向钻探技术在矿山、隧道等地下工程中越来越受到重视。
这项技术可以加快掘进速度,同时实现高效放水,减少水患问题的出现。
在传统的巷道掘进工程中,水工艺是一个重要的环节。
水工艺是指利用探放水的方式将地下水引入管道,将水从巷道中排出,以保证巷道的干燥。
然而,固有的探放水工艺存在一些限制,比如掘进速度较慢等问题。
而定向钻探技术则可以克服这些限制。
通过使用高压水射流,在地下钻出一定的孔径,然后在孔径内安装管道,通过管道将地下水引出,实现巷道的放水。
这项技术不仅可以加快掘进速度,而且还可以实现高效放水,预计放水量与积水量相当,减少水患问题的出现。
关键词:长距离;定向钻探技术;煤矿探放水;应用随着我国煤矿深度和开采难度的加大,煤矿探放水的技术难度也越来越大。
传统的探放水方法如井下钻探、地面钻探等已经难以满足当前煤矿探放水的需求。
因此,长距离定向钻探技术应运而生,成为了煤矿探放水的重要手段之一。
长距离定向钻探技术的原理是利用先进的全方位方向控制技术,将钻孔控制到需要探测的目标区域,同时,通过高精度的测量技术,准确获取目标区域的地质信息。
在煤矿探放水中,长距离定向钻探技术可以有效地探测到井下水源,提高了煤矿探放水的效率。
1传统巷道掘进的探放水施工工艺和存在问题1.1传统探放水施工工艺在实施钻孔时,我们使用了通揽钻杆和ZDY4000LD钻机,直径为94mm,长度为1.5m,功率、转速与压力分别为55kW、70r/min、21MPa,扩孔与导向钻孔二者的直径分别为153mm、94mm。
这些工具和设备的选择是基于工作面周围不存在老窑水和采空区的情况下,不需要对钻孔进行布置。
但是,顶板钻孔需要布置到工作面中,需要在工作面中布置3个钻孔,深度均为279m,顶板与钻孔所成的仰角均为10°,终孔处距离上覆岩层10m,全部钻孔被布置成“扇形”。
在实施钻孔施工时,我们将钻机钻到10m时停止钻孔并更换扩孔钻头,继而实施扩孔施工。
煤矿井下千米定向钻进技术及其应用
等 问题 的制 约 , 重 影 响 钻 进 深 度 和 成 孔 率 , 使 严 致 长 钻 孑 预抽 瓦斯 措 施 无 法 在 矿 井 瓦 斯 治 理 中发 挥 L 更 大作 用 。如 何 解 决这 一 技 术难 题 , 实 现深 孔 大 是
面积 预抽 防 治瓦斯 的关键 。
钻 头 , 钻 头破 碎方 向不 垂直 于原 孔底 平 面 , 头 同 使 钻
领 域 的研 究 是多 方 面 的 。但是 我 国煤 层埋 藏地 质 条
件 复杂 , 长钻 孔 成孔 工 艺 难度 较 大 。 目前 利 用 千米 定 向钻 机进 行 顺 煤 层 钻 孔 施 工 试 验 的 国有 大 型煤 炭 集 团 中 , 晋 煤 寺 河 矿 取 得 了理 想 效 果 外 , 余 仅 其 长 距 离试 验 中 经 常受 到 瓦斯 喷孔 、 孔 抱 钻 、 孔 塌 堵
时 , 头唇 面 的轴 向受力 不 均衡 , 钻 孔底 平 面轴 向破碎
速 度有 快有 慢 ,即孔 底 平 面产生 不均 匀 、不对 称破 碎, 存在 速 度 差 , 钻头 中心 线可 能 偏 离钻 孔 轴 线 。 使 当钻 头 中心线 偏 离 原钻 孔 轴线 一定 角 度 时 ,钻压 P 就 不再 沿钻 孔轴 线方 向 ,而 是偏 离一 个角 度施 加给
时破碎孔底( 轴向分力作用 ) 和孔壁( 径向分力作用 )
的一部 分 , 孔 底破 碎不 对称 , 而使 孔 偏斜 。2空 使 从 )
间条件 : 指孔底 钻具组 合与 孔壁之 间存在 空隙 。它 是
2 定 向钻进 受控 机 理
目前 国 内使用 最 多 的定 向钻 机 有两 种 型 号 : 澳
收 稿 日期 :00 1— 7 2 1 — 1 1
千米钻机在高河煤矿瓦斯抽放上的应用
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5— 2 7 9 8 . 2 0 1 7 . 0 3 . 0 1 0
千 米 钻 机 在 高 河 煤 矿 瓦斯 抽 放 上 的应 用
冯 浩 , 高 云
( 潞 安 集 团 高 河 能源 有 限公 司, 山 西长 治 0 4 7 1 0 0 )
个关键部件 , 它和钻杆之间有一定的夹角 , 由于弯 接头 的作用 , 钻孔的轨迹将不再是传统钻机所形成 的略带抛 物 的直线 轨 迹 , 而 成 为 一 条偏 向弯 接 头 方 向的空 间 曲线 , 可 通过选 择 不 同规 格 ( 通常 为0 . 7 5 。 ,
一
l 。 , 1 . 2 5 。 , 1 . 5 。 , 2 。 , 这个 度数 指 的是钻 杆每 前进 3 m 所能变化的最小值 ) 的弯接头可以改变钻孔 曲率半 径, 并且在适当的位置还可以作分支钻孔钻进 。自 带 的测 量系统 是完 成 深 孔 定 向钻进 的主 系 统 , 通 过 控制 方位 角 、 弯接 头和倾 角 方 向 , 根据测 量 出来 的孔 内参 数 , 得 到测 量 点 的坐 标 , 绘 出 空 间 曲线 ( 水 平 和
高 河煤 矿 目前 主采 3号煤层 , 平 均煤 厚6 . 6 7 m, 煤质 为 贫瘦 煤 , 煤 的坚 固性 系数 f=0 . 3 8~0 . 4 3 , 煤
层 透气 性 为 0 . 0 0 0 4 5 9 7~ 0 . 2 6 2 1 m / ( mi n・ h m) ,
斯制 约 高效 生产 的难 题 , 先 后 引 进澳 大利 亚 威 利 朗 沃公 司 、 中煤 科工 集 团重 庆研 究 院 、 中煤 科 工集 团西 安研究院、 沈 阳北 方 交 通 重 工集 团等 四家 公 司 5台 定 向千米 钻机 , 并 在井 下施 工 瓦斯 抽采 钻孔 。
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术与装备----突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术
——突出松软煤层井下深孔施工
2020/10/17
1
主要内容
一、概述 二、钻孔施工装备现状 三、瓦斯抽放钻孔施工技术
2020/10/17
2
一、概 述
瓦斯抽采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。
因而,在施工顺煤层抽放钻孔时,用水作为排渣 介质是不利于深钻孔的施工。
2020/10/17
33
三、瓦斯抽放钻孔施工技术
1、顺层长钻孔排渣工艺 风力排渣
风力排渣用风作介质排渣和钻头冷却。其显著 的优点在于压风对孔壁的冲击较弱,对瓦斯解吸影 响小。因此,从技术上来看,风力排渣更适合于突 出煤层顺层长钻孔的施工。
其缺点是作业地点粉尘不易控制,多数矿井的 风压、流量也不能满足长钻孔的要求。
2020/10/17
34
三、瓦斯抽放钻孔施工技术
2、松软突出煤层打钻遇到的问题及原因分析
问题:喷孔、垮孔、堵孔和卡钻,严重的诱发瓦 斯突出。
喷孔时高压瓦斯气流向孔口喷出,承压瓦斯携带 的煤粉直接冲向巷道,并伴随煤炮声和气流冲击 声。有的短时间几分钟停止,也有的可延续到几 十分钟,表现为脉冲形式。此时巷道瓦斯严重超 限,只好停钻撤人。喷孔往往伴随着垮孔、堵孔 和卡钻的出现,往往无法继续钻进。
2020/10/17
19
二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头
千米定向钻孔技术研究与应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化94 科学与信息化2019年11月中千米定向钻孔技术研究与应用赵强山西东庄煤业有限公司 山西 长治 046300摘 要 瓦斯治理是高瓦斯安全开采的前提,钻孔抽采瓦斯是防治煤矿瓦斯灾害的根本措施。
千米定向钻进技术能实现长钻定向钻进的精确控制,可提高钻孔瓦斯抽采效率,有效解决高瓦斯危害,减少环境污染,实际应用中存在诸多问题,总结了千米定向钻进技术的应用现状,指出千米定向钻进技术必须在适用性与抽采参数匹配的合理性,使用安全,经济效益等方面加强研究,才能充分发挥其技术优势。
关键词 定向钻进;瓦斯抽采;千米钻孔瓦斯灾害严重影响我国煤炭产量,根据抽采达标,管理到位的瓦斯综合治理技术体系,治理矿井瓦斯灾害关键是抽采瓦斯。
利用千米定向钻机在瓦斯防治的领域研究不断深入,千米定向钻进技术能实现长钻孔定向钻进,保证钻孔轨迹在煤层中有效延伸,在国内不少地区得到推广应用。
我国煤层埋藏地质条件复杂,目前利用千米定向钻机进行顺煤层钻孔施工试验的大型煤炭集团,大部分长距离试验经常收到瓦斯喷孔,堵孔等问题的制约,导致无法发挥长钻孔预抽瓦斯措施有效作用。
1 定向钻进受控机理定向钻进是利用设计要求延伸钻进目标的钻探方法。
与常规钻孔的区别是钻孔设计有特殊的轨迹,目前国内常用的定向钻机分为VLD1000系列与ZDY-6000LD ,必须研究利用地层自然弯曲规律控制钻孔轨迹[1]。
力学条件是实现定向钻进的必要条件,钻孔弯曲定向钻进必须满足力学条件,钻头与孔底接触时,孔底平面轴向破碎速度不同,使钻头中心线偏离钻孔轴线。
中心线偏离孔轴线一定角度,钻压偏离角度施加给钻头,钻头破碎孔底与孔壁。
孔底钻具组合与孔壁存在空隙,是使中心线偏离原钻孔轴线的前提。
钻头作用的方向固定,钻头歪倒方向固定。
带有弯头的螺杆马达是弯曲条件的集合,携带钻头的工具面向角是定向轨迹控制的关键。
工具面是螺杆马达弯头纵向旋转一周的圆面,工具面向角值与测量值对应,如右侧测量值为132m ,设方位角为95.5°,在150m 设计方位角为90°,必须将工具面角值调整到第四象限才能保证钻头轨迹方向。
煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用
煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用摘要:煤矿开采是一项较为特殊的工作,该项作业的施工和工作人员的生命安全之间存在高度的关联性,如果作业中出现问题,不但会导致煤矿开采企业的经济效益受到一定的影响,还会威胁煤矿开采工人的安全。
因此,加强煤矿开采中先进技术的应用是确保开采作业人员生命安全的基础,而定向钻进技术是一种比较先进的煤矿开采技术,可以为煤矿开采工作人员的安全提供保障,值得推广应用。
基于此,本文将对煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用进行分析。
关键词:煤矿井;定向钻进;地质勘探;应用1 煤矿作业中定向钻进技术的含义定向钻进作业技术是一种新型的并在勘测开采领域被广泛应用的作业技术。
而定向钻进作业技术在我国煤矿勘测作业中最主要的用途之一就定向钻进行防治水性钻孔施工、抽采煤矿井下瓦斯等有毒气体,为保证煤矿井下的勘测作业能够正常顺利地开展提供一个较为安全的施工和生产环境,对煤矿的开采起到一定的保障碍物作用。
其主要是由井下作业工具、工艺设备和测量工具组合在一起使用,通过不断动态地调整钻孔的运作轨迹,从而使钻头沿指定的方向到达预计目标处,大大提高工作效率,降低施工成本,达到预期效果,对于后期工作的开展提供了重要指导和参考,其工作开展相对轻松且安全性大大提高。
定向钻进作业中,其分支孔的实际应用与传统常规钻探的探测技术相比较,主要有以下优势:能够实时随着钻探工作的进行计算和储存探测信息,能够误差更小地计算建立出地层结构中的三维坐标,再利用其定性分支技术测算出该点的三维坐标,通过一个个三维坐标的建立,整体的三维模型建立出来,从而完成对于该区域的地质结构勘测工作,误差与实际值非常之小,通过已施工的大量地质钻孔与实揭煤层剖面的对比,找出地质钻孔偏斜规律,分析影响因素,通过实践验证对比,确认地质钻孔偏斜规律的准确性。
2 煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用2.1 勘探陷落柱进行矿井地质勘探工作时,通过有效运用定向钻进技术,可以实现灵活勘探陷落柱,并及时掌握区域的实际情况,制定完善的钻进计划,提高钻进工作的准确性。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
煤层气是一种重要的清洁能源资源,但是它的开采还面临着一些挑战,例如煤层非均
质性、瓦斯抽采困难等。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决这些
问题,提高煤层气开采效率和安全性。
定向钻机是一种专门用于斜井或水平井钻井的设备,它具有钻井速度快、钻井路径可
控等优点。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔,可以实现以下技术应用探索:
1. 预抽长钻孔技术:在煤层开采过程中,瓦斯是一大隐患,容易引发矿井事故。
通
过预抽长钻孔技术,可以将瓦斯提前抽采,减少矿井瓦斯浓度,降低煤矿事故风险。
利用
定向钻机施工的预抽长钻孔技术,可以针对煤层的特点设计合适的抽采路径,提高瓦斯抽
采效率。
2. 定向钻井技术:传统的钻孔方式往往是直钻,无法充分利用煤层气资源。
利用定
向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔,可以灵活选择钻井路径,将钻孔延伸至煤层的有效区域。
通过合理设计和控制钻井路径,可以提高煤层气开采效率。
3. 钻孔导向技术:煤层非均质性是开采的难点之一,传统直钻无法准确钻遍整个煤层,导致漏采现象。
利用定向钻机的导向技术,可以控制钻孔的方向和角度,实现钻遍整
个煤层。
通过导向钻井技术,可以减少漏采现象,提高煤层气开采的均质性。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决煤层气开采中的一些问题,提高煤层气开采效率和安全性。
在未来的研究和应用中,需要进一步探索和优化这项技术
的操作方法和参数设计,以便更好地应用于实际煤层气开采工程中。
定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用
定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用【摘要】定向钻进技术在矿井探放水孔中具有广泛的应用前景和重要性。
本文通过分析定向钻进技术在矿井勘探、放水孔施工中的优势以及面临的技术难点,探讨了该技术在实际案例中的运用和发展前景。
定向钻进技术不仅可以提高矿井勘探效率,减少勘探周期,还可以减少资源浪费,保护环境。
未来,定向钻进技术在矿井探放水孔中有望实现更精准的定向控制和更高效的施工作业,为矿业行业带来更丰厚的经济效益。
加强对定向钻进技术的研究与应用,将对矿井探放水孔的建设和管理产生积极的影响,对相关领域的发展具有重要的意义。
【关键词】关键词:定向钻进技术、矿井探放水孔、应用、优势、技术难点、案例、发展前景、未来发展、重要性、经济效益。
1. 引言1.1 定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用定向钻进技术在矿井探放水孔中的应用可以实现对地下水资源的准确定位和高效开发。
通过对地下水文地质情况的详细分析和勘探,可以确定最佳的放水孔位置和孔径,从而提高矿井的排水效率和水质净化能力。
定向钻进技术还可以实现在复杂地质条件下的施工,避免了传统开挖方式对周边环境造成的破坏和安全隐患。
在矿井放水孔施工中,定向钻进技术具有明显的优势。
传统的矿井排水孔开挖方式需要大量的人力物力,且施工周期长,容易造成矿井排水不畅和水质污染问题。
而定向钻进技术可以通过钻孔方式进行施工,减少了对地表环境的破坏,并且施工周期短,效率高,降低了施工成本和风险。
定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用对于提高矿井的生产效率、降低排水成本和风险、保护环境和安全具有重要意义。
随着技术的不断创新和发展,定向钻进技术在矿井探放水孔中的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 定向钻进技术在矿井勘探中的应用定向钻进技术在矿井勘探中的应用是一种现代化的技术手段,通过强力机械钻机和先进的导向系统,可以实现在地下进行精确定位和钻孔作业。
在矿井勘探中,这项技术可以帮助工程师们更加准确地确定矿藏位置、矿体规模以及地质构造,为后续的开采工作提供重要的依据。
定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用分析
2024.02 矿业装备 / 590 引言尽管我国能源结构总体上在不断优化,多种类型的清洁能源得到了广泛的应用,但随着煤炭产业的转型升级,尤其是煤炭资源依然是我国的战略性安全能源,煤炭产业在我国的地位依然十分重要。
然而,就目前的情况来看,随着我国煤炭工业的发展,向深层开发方向发展已势在必行。
从目前矿井防治水的角度来看,钻井是矿井防治水的重要手段,采用定向钻井技术可以提高矿井防治水的成效。
所以,在矿井防渗水条件下,研究和分析了定向钻工艺在矿井防渗水条件下的应用,具有一定的现实意义。
1 定向钻进技术的概述目前,随着我国科学技术的发展,煤炭资源的开发利用,煤炭资源开发利用的技术与装备日趋成熟,对煤炭资源开发与利用的需求也随之提高。
定向性钻进技术可以根据资料信息进行准确的勘探工作。
为了能够有效地应用定向钻进技术,需要采用相应的采矿装备,使其在矿井的生产中更好地发挥其功能,为矿井的生产提供方便和辅助。
将定向钻进技术应用到煤矿地质防治水工作中,能够科学、精确地定位某些钻孔的轨迹,保证钻头能够正确、稳定地找到并到达地下工作面,这大大提高了我国矿山勘探的效率和效果,也为煤炭开采中的有关工作人员的身心健康提供了一种有效的保证[1]。
2 定向钻进技术的优势当前,随着科学技术的进步,将定向钻进技术应用于矿井的地表水防治,已成为当今时代发展的必然趋势,并在实践中得到了很好的应用,从而保证了矿井的地表水防治工作能够更好的进行。
在现实的调研中,定向钻进技术能够有效地利用随钻测量技术及其各种技术功能,准确的计算出矿井的地表3D 坐标,能够在构造点的某些钻井内部形成一定数目的分支孔,再通过定向开树枝技术来计算该点的3D 坐标,便于对矿井进行勘探,从而为矿井的开发工作带来了便利。
通常,在进行地质勘探工作以后,工作人员能够对两个或多个3D 坐标的数据和信息进行采集和计算,进而对其进行分析和研究,更好的查明水患发生的位置,并根据其信息和数据来改善和完善采矿的方法和防控的措施,使矿山的地质条件更适合于采矿的需要,达到采矿的标准,从而保障采矿工作能够顺利进行,进定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用分析西伟东(霍州煤电云厦防治水工程技术分公司,山西霍州 031400)摘要:在煤炭开采过程中,经常会遇到水灾害的问题,对整个开采工作造成很大的影响。
煤矿用定向钻机的功能
煤矿用定向钻机的功能煤矿是煤炭资源开采的重要场所,为了提高煤矿开采的效率和安全性,定向钻机成为了煤矿工作中不可或缺的设备之一。
定向钻机通过其独特的功能和特点,为煤矿开采提供了许多便利和优势。
定向钻机具有定向钻探的能力。
传统的钻探方式往往只能进行垂直钻探,而定向钻机可以实现水平、倾斜和曲线钻探。
这种能力使得煤矿工作人员可以根据实际需要,选择最合适的钻探方向和角度,以便更好地探测和开采煤炭资源。
定向钻机的定向钻探功能不仅提高了煤矿开采的效率,还减少了资源浪费和环境破坏。
定向钻机具有高效的钻探速度和精确的定位能力。
定向钻机采用先进的钻探技术和设备,可以实现快速而准确的钻探作业。
它可以在较短的时间内完成大量的钻探任务,并且能够精确地定位煤炭矿层的位置和厚度。
这种高效和精确的钻探能力,使得煤矿工作人员可以更好地了解煤炭资源的分布情况,为后续的开采工作提供重要的参考依据。
定向钻机还具有灵活性和适应性强的特点。
煤矿工作环境复杂多变,传统的钻探设备往往无法适应各种复杂的地质条件和工作要求。
而定向钻机可以根据实际需要进行调整和改进,以适应不同的工作环境和任务需求。
它可以应对各种地质条件,如软土、岩石和煤层等,同时还可以进行不同类型的钻探作业,如勘探钻探、爆破钻探和支护钻探等。
这种灵活性和适应性使得定向钻机成为煤矿开采中的得力助手。
定向钻机还具有自动化和智能化的特点。
随着科技的不断进步,定向钻机的自动化和智能化水平也得到了显著提高。
现代的定向钻机配备了先进的控制系统和传感器,可以实现自动化的钻探作业和数据采集。
工作人员只需通过简单的操作和监控,就可以完成复杂的钻探任务,并实时获取相关的数据和信息。
这种自动化和智能化的特点,不仅提高了煤矿开采的效率和安全性,还减轻了工作人员的劳动强度和工作风险。
煤矿用定向钻机具有定向钻探、高效精确、灵活适应和自动智能等功能。
它为煤矿开采提供了强大的支持和保障,提高了开采效率,降低了资源浪费和环境破坏。
千米定向钻机在山西焦煤集团的应用情况分析
第3期2020年3月No.3Mar.2020山西焦煤科技Shanxi Coking Coal Science&Technology•专题综述•千米定向钻机在山西焦煤集团的应用情况分析杨晓红,柴文忠(山西焦煤集团公司通风部,山西太原030024)摘要对山西焦煤集团各子分公司利用千米定向钻机进行瓦斯治理的主要布置应用方式进行论述,分析了定向钻机在地质条件复杂、煤层松软的煤层中使用,存在塌孔、喷孔、钻进困难等问题,并提出了相应的对策。
关键词千米定向钻机;瓦斯抽采;探测;以孔代巷中图分类号:TD71才.63文献标识码:B文章编号:1672-0652(2020)03-0004-05山西焦煤集团公司是全国最大的炼焦煤生产加工企业和最大的炼焦煤市场供应商,下辖西山煤电、汾西矿业、霍州煤电、华晋焦煤以及投资公司5个煤炭子公司,矿区总面积2616n?,煤炭储量239.54亿t,煤层气资源储量约1975亿m3.现有生产矿井53座,生产能力1.836亿t/年,煤与瓦斯突出矿井12座、高瓦斯矿井11座,主要分布在西山煤田以及河东煤田中部的离柳、乡宁矿区,沁水煤田东部,矿井分布区域广、差异性较大。
其中,西山煤田地质构造情况为复杂类型,河东煤田中部的离柳、乡宁矿区地质构造情况为简单-中等类型。
近年来,山西焦煤集团公司引进多种型号的千米定向钻机,因地制宜进行瓦斯治理,积累了一定的经验,但也存在不足,总结分析千米定向钻机的应用情况及在施工和管理过程中存在的问题并加以改进,对于山西焦煤集团公司煤矿瓦斯治理工作具有重要的意义。
1山西焦煤集团千米定向钻机在用情况山西焦煤集团公司目前在册千米定向钻机46台、使用35台,主要机型为VLD-1000系列二。
丫-12000LD(3500L.4000LD.4500LD、ZDY-6000LD)、中煤CMSI系列、LDZYW-4000.ZYWL-13000DS等。
其中,西山煤电集团11台、汾西矿业集团20台、华晋焦煤集团15台。
深孔定向千米钻机在侯甲煤业的施工工艺及应用研究
浆、 拌合灰浆前 , 将注浆泵 内的污渍清洗干净 ; 开始拌合 灰浆 , 每1 0 L水 、 1 袋普通水泥 。 把注浆泵连接在注浆管
上, 把浆液泵人孔 内 , 直至从 排气孔 内排 出 、 停止 注浆 , 把注 浆管和排气管 折弯 , 并 用胶带把孔 口密封好 , 让浆
第3 3 卷
第6 期 山西 煤炭 SHANXl MEI T AN
2 01 3 年6 月
文 章编 号 : 1 6 7 2 — 5 0 5 0 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 0 0 5 5 — 0 2
深孔定向千米钻机在侯甲煤业的施工工艺及应用研究
赵 中玲 , 郭王飞
( 山西煤炭运销集 团 阳城侯 甲煤业有 限公司 , 山西 摘 晋城 0 4 8 1 0 5 ) 要: 介绍 了深孔定向钻机 应用的施 工工 艺, 并对其在侯 甲煤业的使 用效果进行 了分析评价。
上方静压水 球 阀 , 慢 速旋转钻进 开孔 , 钻 进米数按要 求
施工 。 开孔速度不能过快 , 钻 头钻杆不能倾斜 , 防止钻孔
弯 曲( 形成波浪形 ) , 后对 预埋封孑 L 管增加难度 。 b . 封孔 : 利用绝缘胶带将注浆管和排气管捆绑 在封孑 L 管上 , 做好 标记 。将不带钻头 的钻杆推进封孔管 内, 确保把封孔管 密封在钻孔 中央 , 与前后 中心线保持一致 。利用快速水 泥将孔 口的封孑 L 管进行密封 , 凝固 1 0~1 5 mi n 。准备注
瓦斯管理 问题 , 保证 了矿井安全生产 。
2 施工工 艺及情况分析
1 ) 钻场及轨迹设计 。根据现场实 际环境 , 参考钻 机 活 动范 围 , 设计 千米钻场位 置 ; 根据 巷道要求 及覆盖 范
煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用
煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用摘要:煤矿开采是一项比较特殊的工作。
该作业的施工与工人的生命安全之间存在高度相关性。
如果运营中出现问题,不仅会在一定程度上影响煤矿企业的经济效益,还会威胁煤矿工人的安全。
因此,加强先进技术在煤矿开采中的应用,是保障采矿作业人员生命安全的基础,定向钻技术是一种较为先进的煤矿开采技术,可以为煤矿工人的安全提供保障,值得推广应用。
关键词:煤矿井下定向钻进技术;矿井地质勘探;应用1定向钻进技术概述定向钻进是一种新的采煤技术,在勘探和开采中得到了广泛的应用。
在我国煤矿勘探的发展中,定向钻井技术最重要的应用是防治煤矿瓦斯等有毒气体的开采。
同时,该技术的应用可以有效地保证矿山勘探的有序进行,创造相对安全的开采和施工环境,为矿山的发展提供有力的保障。
在该技术的具体应用中,通常是将工艺设备、测量工具及其井下作业工具相结合,通过动态、连续地调整钻头的运动轨迹,使钻头在规定的方向上达到预定的目标位置,从而有效地提高实际工作效率。
降低运营和建设成本,取得更理想的效果。
对后续的运行和施工具有参考和指导作用,大大提高了运行和施工的安全性。
与常规钻井技术相比,定向钻井技术在支洞施工中普遍具有以下优点:①随着钻井的发展,对勘探信息进行了计算和保存。
在地层结构中计算并创建相应的三维坐标,误差较小,然后使用定向分支技术计算该点的坐标。
通过建立多个三维坐标系,可以更有效地建立全局三维模型,从而以相对较小的误差探索区域的地质构造。
通过对几个地质钻孔与已完煤层实际断面的对比,探讨了相应地质钻孔的偏移规律,分析了相关影响因素。
通过与实践的比较,可以更准确地确定地质钻孔的偏移规律。
2定向钻进技术工作原理在矿山地质勘探过程中,定向钻进技术是应用最广泛的技术,直接决定着整个勘探工作的质量,关系到全体煤矿工人的生命财产安全。
技术人员只有掌握该技术的工作原理,才能体现其应用价值,为以后的工作打下基础。
现阶段,随着科学技术的显著进步,定向钻井技术水平有了很大提高。
探讨煤矿井下定向钻进技术在井下地质勘探中的实际应用
探讨煤矿井下定向钻进技术在井下地质勘探中的实际应用煤矿井下定向钻进技术是一种通过在井下进行钻进作业的方法,以获得更多有关煤矿地质构造和煤层分布的信息。
它是井下地质勘探中的一种重要技术手段,可广泛应用于煤矿勘探、瓦斯抽放、地质灾害预测等领域。
本文将从技术原理、实际应用和发展趋势三个方面来探讨煤矿井下定向钻进技术的实际应用。
一、技术原理煤矿井下定向钻进技术是将钻杆放入钻井机中,并通过操纵钻杆的转动和推进,将钻头钻进到目标地层。
在钻进过程中,通过转动钻杆和钻头的方式,使钻孔与地面投影线呈现出一定的偏离角度。
这样可以通过在井下的测斜仪检测钻杆的角度,并通过转换器将角度转换为数字信号,从而得到钻孔的倾角和方位角。
利用这些参数,可以进一步确定煤层的分布、煤层倾角和地质构造的情况。
二、实际应用煤矿井下定向钻进技术在煤矿勘探中有着广泛的应用。
首先,它可以提供更精确的煤层分布和倾角信息。
通过钻进的方式,可以在井下获取到更多的煤层样本,并结合倾角测量数据,可以绘制出煤层的地质构造图,为煤矿的开采提供了重要的参考依据。
其次,煤矿井下定向钻进技术还可以用于瓦斯抽放。
在煤层瓦斯抽放过程中,钻进技术可以通过对煤层的倾角和瓦斯含量的测量,确定瓦斯的开采方案和工艺参数,从而提高瓦斯抽放的效率和安全性。
此外,煤矿井下定向钻进技术还可以用于地质灾害的预测和评估。
通过在井下进行钻进,可以获取到更多的地质信息,从而可以提前发现地质隐患,采取相应的措施进行处理,减少地质灾害的发生。
三、发展趋势随着煤矿井下定向钻进技术的不断发展,其在实际应用中面临着一些挑战和机遇。
首先,技术的可靠性和测量精度是目前亟需解决的问题。
在井下环境中进行钻进和测量,受到地质条件和设备限制,对技术要求较高。
因此,需要进一步研发和改进测量设备,提高测量的精度和准确性。
其次,井下定向钻进技术与其他测井技术的配合也是未来发展的重点。
通过将定向钻进技术与其他地质测井技术相结合,可以获取到更多的地质信息,并加强对矿井地质结构和煤层分布的认识。
煤矿井下定向钻进技术应用探讨
煤矿井下定向钻进技术应用探讨摘要:煤矿资源作为社会能源的关键构成部分,日常应用范围较广对诸多产业的发展建设都有着重要影响作用。
将定向钻进技术有效应用起来,能够在复杂的地势之中将煤层的走势确立起来,了解煤层断层、采空等相关的地质构造问题,避免地质构造给煤矿开发带来限制影响作用,导致相应的安全问题、质量问题。
结合实践,探索该技术的应用优势特点,以期能够给从业人员带来积极借鉴参考作用。
关键词:煤矿;井下定向钻进技术;实践应用引言:现代社会对煤矿开采实效性要求诸多,首先需要在了解煤矿地质构造的其情形之下,将煤矿资源的探测工作落实到位。
以往煤矿在断层、陷落柱等应用期间,与一些普通地质构造区分效果部位明显,最终的探测效果不能得到保障。
目前煤矿产业不断发展进步,将井下定向钻进技术有效应用起来,能够将煤矿的分布形式明确,给后期的煤矿开采工作奠定良好的基础条件。
一、井下定向钻进技术应用要求定向钻进技术在实践阶段需要利用钻孔自然弯曲或规律性弯曲的途径,按照钻孔设计应用的基本目标,将钻进方式方法有效应用起来。
其核心目的是将钻进工作有秩序性的开展,按照设计工作目标要求,将地下某一个部位确立起来,也可以按照钻孔的轴线或者特定的方向,有针对性的控制钻孔轴线的运动轨迹,最终将钻进目标达成。
钻探工作在实践阶段,各类钻孔的应用特质,都是在一个空间范围之内,对某一条线进行分析。
这条线主要表示钻孔轴线,将钻孔轴线的轨迹线确立起来,控制钻孔空间形态轨迹,则钻孔轴线设置的合理性就能全面展现[1]。
定向钻进技术应用期间,对空间要素要求相对较多,需要从钻孔轴线、磁方位、孔深等方面,将水平位移、左右偏差等情况进行全面性的分析,进而在了解曲线要素之后,对地下煤岩层分布情况研究。
定向钻机作为基础设备条件,其主要构成包含钻机(隔爆兼本安型计算机)、泥浆泵、测量探管等基本配件构成。
泥浆泵作为动力系统能够带动钻头完成基本的旋转工作,并实现对煤岩层的切削。
定向钻机在煤矿瓦斯治理中的应用
定向钻机在煤矿瓦斯治理中的应用摘要:今天,煤炭行业面临的安全形势也越来越严峻。
根据2007年至2016年全国煤矿事故统计,统计表明,瓦斯是煤矿事故最多的原因。
为防止煤与瓦斯突出事故,严格瓦斯治理是根本措施。
瓦斯治理如今应坚持的原则是,区域突发事件应对措施是对地方突发事件应对措施的补充。
其中,区域防突措施包括开采保护层和预浸煤层两类瓦斯,预浸煤层瓦斯可分为穿越地层的井下钻孔、穿越地层的预浸煤层钻孔等。
关键词:定向钻机;瓦斯治理;抽采效率引言煤矿瓦斯灾害是煤矿的主要灾害,我国煤矿重大事故约有70%与瓦斯事故有关。
综采工作面瓦斯防治技术是国内外煤矿科研人员和现场工作人员一直研究的一项技术课题,在科研和实际工作中也取得了大量的技术成果,随着安全技术投入的不断增加和科技队伍的扩大,随着瓦斯防治技术在煤矿生产实践中的充分应用,现在煤矿瓦斯事故明显降低、1定向钻机主要技术原理及特点定向钻机成套装备主要由定向钻机、孔底螺杆马达、高强度钻杆、随钻轨迹测量系统等构成。
随钻轨迹测量系统能够实现钻进过程中随时测量钻孔倾角、工具面向角、方位角等主要参数,实现钻孔轨迹的随钻动态显示,方便钻孔施工人员随时掌握钻孔施工情况,并根据穿岩穿煤情况及时驱动孔底螺杆马达调整工具面方向和钻孔工艺参数,确保钻孔尽可能地按照设计轨迹延伸,并根据煤层瓦斯赋存,对钻孔进行多分支孔施工,具有钻进成孔率高、钻孔用途广、树状集中抽采等特点。
2现有瓦斯抽采技术在煤矿开采中的应用(1)采空区瓦斯抽采技术。
采空区瓦斯来源于采空区煤瓦斯以及邻近层和围岩层涌出的瓦斯,由于各层瓦斯聚集在一起,在地质结构中形成了二次瓦斯源,因此,在进行瓦斯抽采时应当进行独立抽采,目前,在独立抽采过程中选用的技术主要有:巷道抽采、密闭抽采、地面钻孔抽采等。
(2)邻近层瓦斯抽采技术。
邻近层瓦斯抽采方法的机理源自于邻近层外开采卸压,当煤层开采程度不断加深,此时为了防止邻近层内瓦斯气体含量过高对地质层的压力过大,会发生瓦斯泄漏事故,应当对瓦斯气体进行抽取,这样不但能够及时进行卸压,还能收集瓦斯气体。
科技成果——煤矿井下千米定向技术
科技成果——煤矿井下千米定向技术技术开发单位
铁法煤业(集团)有限责任公司大兴煤矿
适用范围
具备定向钻孔施工技术条件的煤层顶板岩层
成果简介
利用大功率定向钻进装备,采用“主动探顶+侧钻开分支”及复合定向钻进工艺技术、随钻测量技术、中硬突出煤层底板梳状瓦斯抽采钻孔成孔技术,实现了穿层超长定向钻孔部分孔段在煤层中钻进。
1、钻进过程中整个钻杆不旋转,仅螺杆钻具和钻头回转碎岩钻进,采用可调弯接头通过调整工具面向角,可对钻孔的倾角和方位进行较为直观精确的控制。
2、在钻进过程中,根据钻孔轨迹与设计轨迹的偏斜状况,采用连续调整工具面向角进行控制,而不用起下钻变更钻具组合。
即有目的地将钻孔由直变弯或由弯变直、由岩见煤或由煤间岩,同时随钻测量仪器实时观测钻孔参数,进而确定钻孔施工方向。
工艺技术及装备
1、“主动探顶+侧钻开分支”及复合定向钻进工艺技术。
2、中硬突出煤层底板梳状瓦斯抽采钻孔成孔技术。
3、随钻测量技术。
市场前景
该技术适合煤层群开采、多构造的复杂地质条件的矿井,开展区
域式、模块式瓦斯治理工程。
实现换人减人和事故灾害预防与监测,提高井下作业安全度。
施工定向钻孔代替施工瓦斯抽采岩石巷,提高了煤炭产品的煤质,减少矸石外排,具有较好的生态环境效益。
煤矿千米定向钻进施工方案
煤矿千米定向钻进施工方案XXXXXXXXXXX有限公司2018年2月目录一、定向钻进技术简介 (1)二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计 (1)(一)煤矿井下定向钻孔设计的一般原则 (1)(二)定向钻孔设计的主要内容 (2)三、煤矿井下定向钻孔轨迹控制 (2)(一)定向钻孔轨迹控制主要参数 (2)(二)定向钻孔轨迹控制注意事项 (2)四、煤矿井下定向钻进工艺 (3)(一)定向钻进工艺流程 (3)(二)探放水和构造探测施工工程设计 (3)(三)定向钻进工艺 (5)五、施工设备与人员配置 (9)(一)施工工程设备配备 (9)(二)施工工程人员配备 (10)六、孔内事故处理 (11)七、钻孔施工注意事项 (11)八、灾害应急措施及避灾线路 (12)煤矿千米定向钻进施工方案一、定向钻进技术简介定向钻进起源于石油钻井,随着钻探技术的不断深入,受控定向钻进技术从石油行业逐渐延伸到煤炭、地质等领域,发挥着重要的作用。
煤矿井下近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸,并可进行多分支钻孔施工,具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点,现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径,并应用于地质构造探测和探放水等领域。
二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计煤矿井下定向钻孔是通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制,保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸。
(一)煤矿井下定向钻孔设计的一般原则1、充分掌握原始资料内容包括施工目的、技术要求等。
根据施工要求应尽量获取最全面的地质资料并及时更新主要信息,详细了解施工区域的地质情况和井下情况,便于合理设计施工方案,保障施工安全。
地质资料主要包括3项内容:地质报告(地质说明书)、采掘平面图、钻孔柱状图钻孔施工资料包括:瓦斯治理报告、瓦斯抽采数据、水文报告等2、可行性分析从技术、经济、效用等角度分析包括:煤层坚固性系数f、顶底板岩性、钻孔类型、钻孔长度(经济长度、能力长度)、供水供电情况、人员配置情况、工期要求(超前探工期紧张)3、尽量利用自然造斜规律4、考虑施工方便和安全钻进5、注重经济效益(二)定向钻孔设计的主要内容1、选择孔身剖面2、确定定向钻孔目标层位、靶区、靶点3、确定主孔和分支孔的施工方案,预留好分支点4、确定定向孔孔深轨迹参数参数包括:磁偏角、各孔段长度,起始点和终点的倾角、方位角,各孔段起点和终点的上下、左右位移,到达目标层位的倾角、方位角、上下和左右位移。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
深孔定向千米钻机
在x矿瓦斯治理方面的应用
编辑人:潘文龙
瓦斯抽放是矿井安全生产的重中之重,x集团近几年不断的加大投资力度,矿井瓦斯抽放取得了明显效果。
x引进了目前世界上先进的ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机,并专门成立了x公司。
x公司千米钻机队目前正使用x台ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机在x矿实施本煤层瓦斯预抽。
截止x年x月底,已完成钻孔x个,累计进尺xm,有效解决了生产中的瓦斯管理问题,从而保证了矿井的安全生产。
一、瓦斯抽放方法的选择
根据x矿的瓦斯来源分析,矿井瓦斯主要来源于开采层3号煤层的瓦斯涌出,部分来源于邻近层的瓦斯涌出和围岩的瓦斯涌出,抽放瓦斯方法选择以预抽本煤层瓦斯为主。
国内外抽放经验证明:由于预抽排放煤体瓦斯,使煤体发生了收缩变形,当煤体原占据的空间体积不变时,煤体收缩一方面引起了原有的裂隙加大,另一方面也可产生新的裂隙,最终使煤层的透气性增大。
因此,长时间的预抽可以取得更好的效果。
从保证采掘工作面的安全需要,结合矿井采掘计划安排,确定长壁综采面的抽放时间为2年;连采机巷道掘进抽放时间1年以上。
采掘工作面预抽的孔口负压为20~40kPa,采空区顶板抽放的孔口负压为5kPa。
钻孔开、扩孔直径φ153mm,采用φ108mmPVC管封孔,封孔材料为聚铵脂,封孔长度3m;在抽放过程中对钻孔的抽放负压、甲烷浓度、抽放量等参数进行监测,并根据监测结果对钻孔抽放状态进行调整,以达到最佳抽放状态。
二、抽放钻孔施工工艺
目前普通钻机没有导向系统,无法随着煤层的起伏情况做出相应的调整,从而在实际钻进过程中大多数钻孔的有效深度不能满足实际要求,而ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机以其特有的钻进机理从根本上解决了这一个问题。
深孔定向钻进技术在诸如美国、澳大利亚等主要产煤国家里,已作为一项很成熟的钻进技术广泛应用于煤矿瓦斯抽放、地质探测等领域,该技术的关键部位在于孔内马达驱动装置和配套的测量技术(图3)。
图3 孔内马达驱动装置
高压水通过钻杆输送至孔内马达,孔内马达内部的转子在高压水的冲击作用下转动,通过前端轴承带动钻头旋转,达到破煤的目的,在钻进过程中,钻杆本身不转,只作钻头的旋转运动,从而有效地降低了钻机的负载。
孔内马达的弯接头是一个关键部件,它和钻杆之间有一定的夹角,由于弯接头的作用,钻孔的轨迹将不再是传统钻机所形成的略带抛物的直线轨迹,而成为一条偏向弯接头方向的空间曲线。
当然,通过选择不同规格(它的规格通常为0.75、1、1.25、1.5、2度,这个度数指的是钻杆每前进3m所能变化的最小值)的弯接头可以改变钻孔曲率半径(即改变拐弯的快慢),并且在适当的位置还可以作分支钻孔钻进。
施工工艺流程:
(1)设计。
在每一个孔钻进以前,都需要由专门的设计人员根据钻孔布置要求,尽可能地收集所有的参考资料(地质、测量、地面钻孔、煤层钻孔等),做出欲施工钻孔的设计参数,包括垂直面和水平面的投影图,并通过任务交代,使钻工明确地清楚该钻孔的钻进意图。
(2)开孔。
首先用直径为96mm的开孔钻头开孔12m,退出开孔钻头后再用直径153mm的扩孔钻头扩孔3m。
然后用3m的封孔管进行封孔,最后将螺杆钻具放入孔内并连接直径73mm的通缆钻杆打钻。
(3)钻进。
正常钻进如同传统钻机的操作程序:启动水泵,待孔中返出水,确认返渣正常后方可开始给压钻进,其不同的程序是需要每6m进行一次测量操作,将钻孔的垂直和水平投影坐标相应的画在设计图上,并与设计轨迹进行对比,根据偏移情况决定如何调整弯头方向。
由于矿井地质资料不可能精确地表示出煤层的详细起伏变化情况,所以在实际钻进过程中,要求每间隔一定距离将弯头方向调整为垂直向上,使钻孔快速钻至顶板以确定出顶板所处的层位标高,然后后退到合适位置开分支继续钻进,如此反复,再将两探顶点连线的延长线作为下一段钻进时的参考顶板,从而保证钻孔始终在煤层中钻进。
(4)完孔参数。
当钻进结束后,将孔口监视器内的数据传输至计算机,通过处理后即可形成相应图表(图5、图6)。
图5 完孔垂直面轨迹图
图6 完孔水平面轨迹图
三、钻孔施工中需要遇到的问题及解决方案
(1)由于其特殊的钻进工艺,所以要求钻工必须首先在意识中形成一个钻孔的三维空间概念,以期对弯头方向做出更为准确有效的调整。
根据新景的地质状况,研究了一种容易掌握的适合新景矿的打钻方法,探顶回煤法。
(2)在打钻的过程中,我们经常遇到孔口周围煤帮破裂,孔内返水从煤帮裂口中流出导致孔口管中没有返水而被迫终孔的情况。
遇此
情况,我们结合普通钻机风压的打钻特点,采用风压开孔、风压扩孔的方法有效的解决了这一难题。
即节约了注浆所浪费的时间,又极大节省了人力、物力、财力,有效地节约了成本。
(3)由于煤层产状与地质构造的复杂性,在钻孔钻进时总是有设备抱钻的风险,所以要确保分支孔与主孔间留有一定的间距,以避免分支孔与主孔之间的相互作用影响和水力压裂的影响。
另外,要求在钻进过程中避免出现急弯现象而造成的钻孔阻力的增加,同时急弯现象也影响钻孔在事故情况下的打捞。
(4)在退钻过程中,要求每间隔30~50m进行一次洗孔操作,以确保退钻顺利和抽放通道的畅通。
四、设备打捞
由于煤层地质的不可预见性,钻孔发生抱钻、卡钻、掉钻的可能性时刻存在。
避免此类事故最行之有效的方法为:当遇到未知的地质情况时,及时撤钻!虽然如此,但发生此类事故的不确定因素又使得在实际操作中不可能绝对性的避免抱钻、卡钻、掉钻。
所以说,有效地实施设备打捞是深孔定向钻进中一个必不可少的关键程序,也是深孔钻进中的另一项关键工艺。
新景矿煤质较软,极易压钻。
据不完全统计,累计发生抱钻、卡钻20余次,其中掉钻一个,成功打捞一个。
总结历次打捞经验,可靠的专用工具是最基本的要求,如公锥、母锥、各种型号的打捞套管等;另一个打捞因素是在详细分析、研究相关钻进参数后,制定细致、可靠的打捞方案,这个方案必须考虑到各种可能发生的状况,而且要在实施过程中不断调整细节的打捞程
序;再一个关键的因素是现场实施人员的操作经验和准确的判断力。
只有充分做好这几个方面的工作,才可能最安全、有效地实施打捞。