俞启香教授-煤矿瓦斯抽采新技术

1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型）
2#钻孔施工简介：开孔倾角上仰5.3°，方位右偏 415运顺3°。终孔孔深865m（孔深 0~712m段， 孔径为φ153mm；孔深 712~865m段，孔径为 φ113mm）。钻进施工时，先后通过煤层、炭质泥 岩。用造斜组合钻具钻进至337m时，经测斜仪对 钻孔进行倾角测量，最大倾角为-1°，最小倾角为 -1.5°，钻孔下斜。根据矿上提供的地质资料，为 使钻孔轨迹保持在煤层中，换用保直组合钻具钻进， 钻进至855m时，进入炭质泥岩，继续钻进10m， （其中855m在煤层中钻进）。
6000~1600 60~210
75 73/89
ZDY8000S
8000~2100 45~160 190/250 1000 -10~10 0~0.25 0~0.05 28 21 90 280 89 5600
2.66X1.43X1.92
ZDY10000S (MK-7)
10000~2600 35~130
煤矿瓦斯抽采新技术
(教授、博导、国家安全生产专家） 国家煤矿瓦斯治理工程研究中心
主要内容
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术 2、松软煤层抽放钻孔关键技术 3、立体交叉钻孔布孔增透技术 4、高压水射流扩孔 5、水力导喷增流提透技术 6、深孔预裂控制爆破增流提透技术 7、V锥流量计
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型） 二、结构特点：
1.采用全液压动力头结构，由主机、泵站、操纵台三大部分组成， 解体性强。主机设有步履行走机构和转向机构，使搬迁更方便， 钻场布置更加灵活；
2.双泵液压系统，使回转与给进工艺参数可以独立调节。变量油泵 和变量马达的有机组合使转速和扭矩调整范围扩大并实现无级调 速，提高了钻机对不同钻进工艺的适应能力；
1）简介 （1）长钻孔是实施“先抽后采、抽放达标”
的重要前提。近年来，西安院、重庆院等， 研制成功了施工长500-1000m钻孔系列装备。 （2）定向钻进工艺和稳定组合钻具 也是实现 长钻孔施工成功的关键。
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
2）钻机 （1）近水平深孔500～1000m全液压坑道钻机
煤层情况简介 钻孔在4#–2煤层中施工，该煤层含数层 夹矸，夹矸多为泥岩或炭质泥岩。施工区段地质构造主 要以褶皱构造为主，属高瓦斯地区，煤的平均厚度为 10m，煤层倾角5~7°。
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型）
1#钻孔施工简介：开孔倾角上仰6°，方位平行于 415运顺，孔深802.5m （其中孔深0~420m段，孔 径为φ193mm；孔深420~500m段，孔径为 φ153mm；孔深500~802.5m段，孔径为 φ113mm）。在钻进过程中，先后穿越煤层及泥岩 （其中前380m在煤层中钻进，测斜仪对钻孔倾角 进行测量，钻孔倾角最大为6.5°，最小为6°，与 开孔倾角大致相同）。孔深380m以后先是换用 φ113mm四翼刮刀钻头，钻头后跟3个稳定器。钻 孔轨迹一直保持在泥岩中钻进至802.5m终孔。
稳定性和可靠性。
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型） 三、应用实例
情况简介 2002年12月8~19日，在陕西铜川矿务局陈家 山煤矿415区段附近施工。试验历时11天，纯钻进时间约 138小时，累计进尺1667.5m，平均时效为12.13m/h， 采用一次成孔的钻进工艺，先后完成了钻机能力孔和试 验孔两个钻孔。该钻孔用于抽放瓦斯，平均瓦斯抽放量 达到14m3/min，抽放瓦斯浓度为80%。其中一个钻孔孔 深865m，最高时效达到28m/h，开孔直径Φ300mm，终 孔孔径Φ150mm，是当时我国煤矿井下施工成孔最长、 孔径最大的近水平定向全煤钻孔。
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型）
钻具应用情况简介 在此次施工中采用煤科总院西安研 究院研制的8类金刚石复合片钻头：φ75mm的内凹三翼 金刚石复合片钻头；φ113mm内凹三翼金刚石复合片钻 头；φ113mm四翼刮刀金刚石复合片钻头；φ94金刚石 复合片组合扩孔钻头；φ113mm金刚石复合片组合扩孔 钻头；φ153mm金刚石复合片导向扩孔钻头；φ193mm 金刚石复合片导向扩孔钻头和φ300mm金刚石复合片导 向扩孔钻头，8类钻头经使用，效果良好，特别是对于 坚固性系数f=0.8~2.5煤岩互层地层有很好的适应性和钻 进性能。在煤层中钻进时，平均时效可达18m/h以上。
1、煤矿井下定向长钻孔施工关键技术
ZDY8000S/ZDY10000S全液压钻机（MK-7型） 一．适应范围：
ZDY8000S/ZDY10000S型钻机是目前国内煤矿 巷道钻进能力最大的全液压近水平孔钻机。它具 有大扭矩、给进/起拔力强等特点。 适用于煤矿井下瓦斯抽放大直径 （φ=150~200mm）近水平长钻孔的施工。
型号
额定扭矩/N.m
额定转速/r.min-1
最大起拔/给进力/kN
给进/起拔行程/mm
主轴倾角/o
给进/起拔速度 /m.S-1
主副泵合流给进 副泵给进
液压系统额定压 力/MPa
主油泵 副油泵
电机功率/kw
油箱有效容积/L
配套钻杆直径/mm
总质量/kg
主机外形尺寸（长X宽X高）mXmXm
ZDY6000S (MK-6)
3.液压自动拧卸钻具，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率； 4.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ油缸给进/起拔钻具，使给进/起拔能力增大，提高了处理孔内
事故的能力； 5.通孔式的回转器结构设计，通过更换不同尺寸的卡瓦组可适用不
同直径的外平钻杆，钻杆长度也不受钻机结构尺寸的限制； 6.用支撑油缸调整机身的倾角既方便省力又安全可靠； 7.操纵台集中操纵，使操纵人员可远离孔口，确保了人身安全； 8.完备的液压保护装置和通用性强的液压元件，提高了钻机运行的