下向穿层钻孔施工工艺研究
《基于层理效应的穿层钻孔煤层瓦斯渗流特性实验研究》范文
《基于层理效应的穿层钻孔煤层瓦斯渗流特性实验研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采利用，煤层瓦斯问题逐渐凸显，特别是在煤矿安全及环境保护方面，煤层瓦斯的渗流特性研究显得尤为重要。
煤层瓦斯渗流受多种因素影响，其中层理效应对瓦斯渗流具有显著影响。
本文旨在通过实验研究，探讨基于层理效应的穿层钻孔煤层瓦斯渗流特性，以期为煤矿安全生产及瓦斯治理提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所用煤样取自某煤矿，具有明显的层理结构。
实验前对煤样进行加工、筛选，确保实验煤样的均匀性和代表性。
2. 实验方法（1）穿层钻孔制备：在煤样中制备穿层钻孔，模拟实际矿井中的瓦斯渗流通道。
（2）层理效应模拟：通过改变钻孔方向、角度和深度等参数，模拟不同层理效应下的瓦斯渗流情况。
（3）瓦斯渗流实验：采用高压瓦斯渗流装置，对不同条件下的煤样进行瓦斯渗流实验，记录瓦斯流量、压力等数据。
三、实验结果与分析1. 层理效应对瓦斯渗流的影响实验结果表明，煤层的层理效应对瓦斯渗流具有显著影响。
当钻孔方向与煤层层理方向一致时，瓦斯渗流速度较快，渗流量较大；而当钻孔方向与煤层层理方向垂直时，瓦斯渗流速度较慢，渗流量较小。
这表明煤层的层理结构对瓦斯的运移具有导向作用。
2. 穿层钻孔参数对瓦斯渗流的影响穿层钻孔的参数如钻孔直径、深度、间距等也会影响瓦斯的渗流特性。
随着钻孔直径的增大和深度的增加，瓦斯渗流量呈现增大的趋势。
而合理的钻孔间距可以有效地连通煤层中的瓦斯通道，提高瓦斯的采收率。
3. 瓦斯渗流特性分析根据实验数据，可以得出煤层瓦斯的渗流特性曲线。
曲线显示，在一定的压力范围内，瓦斯渗流量随压力的增大而增大；当压力超过一定值时，瓦斯渗流量趋于稳定，达到饱和状态。
这表明煤层瓦斯的渗流具有非线性特性。
四、讨论与展望本文通过实验研究了基于层理效应的穿层钻孔煤层瓦斯渗流特性，得出了层理效应、钻孔参数及瓦斯压力对瓦斯渗流的影响规律。
然而，实际煤矿中的瓦斯渗流受到多种因素的影响，如地应力、温度、湿度等。
关于穿层钻孔施工方案
关于副斜井车场段瓦斯抽放钻孔施工方案我矿副斜井井底车场底板上（实际为9#煤层顶板上）有多处裂隙瓦斯涌出比较大，工作面瓦斯浓度能达到0.2%，回风流瓦斯浓度能达到0.4%—0.5%，瓦斯涌出量为3.6—4.5 m³/min. 2014年5月26管理中心瓦斯实验室测定9#煤层瓦斯含量为10.2m³/t。
介于上述情况，为了确保下组煤项目工程安全有序顺利施工，防止发生瓦斯超限现象，主动有效治理瓦斯。
经矿委会研究决定，由项目部施工队负责对副斜井车场段进行铺设管路及打钻工作。
为了确保瓦斯抽放打钻工作安全顺利进行，特制定此瓦斯抽放钻孔施工方案，望施工队组及相关人员认真学习并贯彻落实。
一、人员组织及职责分工1、成立领导组组长：张治文常务副组长：高保平副组长：张建荣张存全张东斌成员：郭玉璋刘玉生李志峰张利平高明耀宋天全白泽峰2、职责分工（1）组长：全面协调、积极推动此项工作顺利进展。
（2）常务副组长：对钻孔施工工作进行技术指导，并负责方案的审批工作。
（3）副组长：对钻孔施工工作全面负责，监督落实钻孔实施方案。
（4）成员：1）调度指挥中心负责设备的调度和项目部施工队的协调工作。
2）安全管理中心派安监员现场监督，确保安全施工。
3）项目部派一名技术员现场技术指导施工队的钻孔工程，保证按设计进行打钻，钻孔误差不得超过规定值；钻孔施工完毕后，及时测量各种瓦斯抽放数据，并记录和填写牌板，做到“三对口”，发现问题及时汇报。
4）瓦斯队派一名专职瓦斯员负责作业地点的瓦斯检查工作，作业地点瓦斯浓度不得高于0.4%，且风量充足风流稳定，确保施工过程中无瓦斯超限事故。
5）监控中心负责对作业地点的甲烷传感器进行标校，确保传感器灵敏可靠。
6）项目部施工队对施工现场的工作直接负责（如：清理淤泥、积水、环境卫生等），对施工完毕的钻孔进行封孔、连接、抽放、放水、观测等工作全面负责；如遇突发情况及时与组长或副组长汇报并进行处理；保证打钻工作安全、顺利进行。
浅谈穿层钻孔封孔工艺对抽采效果的影响研究
浅谈穿层钻孔封孔工艺对抽采效果的影响研究发布时间：2022-12-19T01:44:12.673Z 来源：《科学与技术》2022年16期作者：徐保磊孔路路苏野[导读] 为了提高为了提高煤矿穿层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率，基于合理封孔深度的重要性,根据某矿现有测定条件,采用测定瓦斯抽采参数法研究不同封孔工艺下的抽采效果徐保磊孔路路苏野新疆焦煤（集团）一八九〇煤矿有限公司新疆乌鲁木齐 830025摘要：为了提高为了提高煤矿穿层钻孔瓦斯抽采浓度及抽采效率，基于合理封孔深度的重要性,根据某矿现有测定条件,采用测定瓦斯抽采参数法研究不同封孔工艺下的抽采效果，最后确定某矿穿层钻孔合理封孔深度为9m，始封深度为2m,大幅度提高了瓦斯的抽采浓度，延长了抽放衰减周期，为穿层钻孔瓦斯长时间预抽提供了技术支撑，实现了矿井高浓度瓦斯的稳定利用，增加了安全保障，创造了经济效益。
关键词：穿层钻孔;瓦斯抽采;封孔工艺；封孔深度;引言穿层钻孔预抽条带煤层瓦斯作为区域预抽方式之一，有效治理了突出矿井掘进巷道瓦斯治理难题。
王兆丰[1]等研究了我国瓦斯抽采存在的问题和对策，程志恒[2-6]等认为合理封孔深度和封孔质量是决定预抽瓦斯效果的重要因素。
王松[7]等通过巷帮“三带”理论分析，确定穿层钻孔的合理封孔长度。
某矿在实际穿层钻孔抽采效果跟踪过程中，发现底抽巷穿层施钻钻孔受底抽巷顶帮破碎影响，存在封孔段漏气现象，单孔浓度衰减较快，抽采效果不明显。
为解决上述难题，本文通过不同封孔工艺对比分析，研究合理的穿层钻孔封孔方式和始封深度，以期为确定穿层钻孔封孔工艺促进瓦斯抽采效果提供借鉴。
1基本情况某矿位于沁水县胡底乡，2021年3月15日正式投产转为生产矿井， 2012年被直接认定为煤与瓦斯突出矿井，2021年投入生产，核定生产能力240万吨/年，水文地质属中等类型，批准开采3#煤层属Ⅲ类不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险性。
2煤层基本瓦斯参数《某矿3号煤层瓦斯可抽采评价参数与抽采半径测试》研究报告，对3#煤层参数进行测定，瓦斯含量15.43-18.68m3/t，瓦斯压力1.50-1.65MPa，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.042-0.046d-1，煤层透气性系数为0.134-0.26m2/MPa2·d，属可以抽放煤层。
穿层钻孔施工措施
穿层钻孔施工措施1. 引言穿层钻孔是现代建筑施工中常用的技术手段之一。
它通过使用特殊的钻头和钻具在已有建筑物中开设通道，实现在楼层之间穿行的目的。
本文将介绍穿层钻孔的施工过程和相关措施。
2. 施工准备在进行穿层钻孔前，需要做好充分的施工准备工作。
以下是一些施工准备的措施：•完善施工方案：根据具体情况，制定详细的施工方案，包括施工时间、施工区域确定等。
•安全防护措施：确保施工区域的安全，设置警示标志，限制非相关人员进入施工区域。
•通风处理：在施工区域内进行通风处理，确保施工人员的安全和健康。
•设备准备：准备好所需的钻孔设备、工具和相关材料。
•检查设施：对施工区域周边的设施进行检查，确保不会对周边的建筑物和设施造成损害。
3. 施工步骤穿层钻孔施工包括以下主要步骤：3.1 钻孔定位在施工区域确定好钻孔位置，通常需要进行测量和标记。
钻孔位置的准确性对于后续施工的顺利进行非常重要。
3.2 预处理•清理施工区域：清理施工区域的废弃物和杂物，确保施工区域的整洁。
•防护措施：对施工区域周边的建筑物、设施进行防护，以防止施工过程中对其造成损害。
•前期准备：准备好所需要的材料和设备，并进行检查和测试，确保其正常工作。
3.3 钻孔操作•钻孔工具选择：根据具体需求，选择合适的钻孔工具和钻头。
•钻孔设备调试：对钻孔设备进行调试和测试，确保其正常工作。
•钻孔操作：按照施工方案进行钻孔操作，注意操作规范和安全要求。
•持续监测：在钻孔过程中，需要进行持续监测，以确保钻孔的准确性和稳定性。
3.4 后处理钻孔完成后，需要进行相应的后处理工作：•清理施工残留物：清理施工区域的残留物和杂物，恢复施工现场的整洁。
•检查钻孔质量：对钻孔进行检查和评估，确保钻孔的质量达到要求。
•填补材料：根据具体需要，对钻孔进行填补处理，以保证其结构和功能完整性。
•工具收拾：将使用过的工具和设备进行整理和收拾，准备下一次的使用。
4. 安全注意事项穿层钻孔施工过程中，需要注意以下安全事项：•工人安全：施工人员应佩戴符合安全要求的个人防护设备，严格按照操作规程进行作业。
浅析下行穿层钻孔水力增透与瓦斯抽采的关键技术
2017年第42卷第6期V ol.42 No.6能源技术与管理Energy Technology and Management19doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2017.06.006浅析下行穿层钻孔水力增透与瓦斯抽采的关键技术张少科S王岳栩2(1.郑州煤炭工业集团公司通风管理部，河南郑州450006;2.郑州煤炭集团公司白坪煤矿，河南郑州452400)[摘要]穿层钻孔水力增透后再进行抽放瓦斯的技术，已成为豫西煤矿“三软”煤层瓦斯治 理工作的主流方法，该方法主要是通过钻孔的水力增透泄压增加煤层透气性，进而提高瓦斯抽采效率，实现工作面的安全与高效生产。
针对下行钻孔执行水力增透后孔内积存大量水煤、严重影响水力增透与瓦斯抽采效果的问题，通过实例叙述了几项关键技术，具有一定的安全价值与社会效益。
[关键词]下行钻孔;水力增透；瓦斯抽采;关键技术[中图分类号]TD712+.62 [文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2017)06蛳0019蛳021背景介绍郑州华辕煤业公司为郑煤集团和华润电力集团共同出资组建，由郑煤集团控股的合资公司。
矿井位于新郑、长葛、尉氏三地交界处，属豫西新密煤田的东南部。
矿井设计生产能力2.4 M t/a，服务年限51 a，主采煤层为二i煤层，平均厚度为4.88 m，二！煤层瓦斯含量0〜16.33 m3/t，平均2.48 m3/t，该矿井属于煤与瓦斯突出矿井。
矿井基建期间施工的西翼轨胶联巷掘进至45 m处时，巷道底板距二1煤层法向距离7 m，预计再向前掘进45 m将揭露二1煤层。
巷道与煤层位置关系如图1所示。
位置揭煤41巷道掘进方向45上肇场图1巷道与煤层位置关系探测显示，揭煤区域内煤炭地质储量8 820 t，测定原始瓦斯含量为6.69~10.64 m3/t,平均8.5m3/t，经预算，揭煤区域内煤层瓦斯储量为7.5万m3。
按 照瓦斯抽采达标规定，至少需抽放瓦斯2.2万m3。
穿层钻孔抽采消突技术研究与应用
（ 一 ２ ８ ０ —． ３ ５ ５ ｍ标高） Ｆ １ 断层 Ｅ 盘南部区。南北走向长约 １ ６ ０ ０ ｍ， 平均１ 顷 斜宽约 １ ４ ４ ｍ， １ ７ — １ 煤层平均厚度 ６ 米、 １ ７ — ２煤层平均厚度 ５ 米， 本 区煤 炭储量为 ３ ５ ５ 万吨。该煤层上覆 １ １ 号煤层三水平均已采完， 层间距］ 匕 小 南大， 约８ ０ ２ ０ ０ ｍ 。该煤层下伏 １ ８ 号煤层， 尚未开采， 层间距南小北大， 约３ ０ ～ ６ ０ ｍ 。经测算 １ ７ 层煤层瓦斯含量为 ｌ ｆ １ ２ ｍ ， 四水平南 １ ７ 层一 四区一段地 睹量 １ ６ ０ 万吨， 本区瓦斯锗量为 １ ６ １ ９万 ｍ 。四水平南 １ ７ 层一四区一段标高（ 一 ２ ８ ０ — ３ ５ ５ ） 位于兴安矿始突一３ ｌ Ｏ ｍ标高以下 ， 具有 突出危险陛。 兴安矿突出危险日 捌 则 主要是 ０ 定煤层压力。 经测定， 三水 平南二石门以北至南一石门 ５ ８ ０ 米范围内四水平 １ ７ 层一段煤层具有突 图 １ 出危险ｆ 生 兴安矿突出危险陛预测主要是测定煤层压力， 经测定 ， 三水平南 二石门以北至南一石门５ ８ ０ 米范围内四水平 １ ７ 层一段煤层具有突出危 ｌ ｏ ｅ一 ｒ １ ５ ｍ布置～个预测钻孔 ，孑 Ｌ 深根据工作面条件选定 ，一般为 ５ 险性， 兴安矿突出危险性预测主要是测定煤层压力经 测定， 三水平南二石 ｍ— ｌ Ｏ ｍ 。当预测为无突出危险工作面时 ，每预测循环应留 ２ ｍ预测超前 门以北至南—石 门 ５ ８ ０米范围内四水平 １ ７ 层— 层具有 突出危险Ｉ 生。 距。 ２区域消突方案和作法 ３ ３工作面防突措施。 采用超前排放 占 孑 Ｌ 和浅孔抽放瓦玮 作 为采堞工 在四水平南 １ ７ 层１ － ４区一段 总机道内由设计停采线向设计切眼方 作面的防突措施时， 钻孔直径一般为 ７ ５ ～ １ ２ ０ ｍ ｍ， 钻孔在控制范围内应 向向四水平南 １ ７ 层Ｉ 一 ４ 区一段 道两倾 施 工预抽穿层钻孔 ， Ｉ 共施工抽 均匀布置 ， 在煤层的软分层中可适当增加钻孔数； 超前排放钻孔和预抽钻 放钻场 １ ３ 个， 预抽钻孔 ４ ６ ２ 个， 钻孔落点控制在一段机道上帮轮廓线以 孔的孑 【 ． 数、 孑 间距等直根据钻孔的有效抽放或 定。 外２ ０ ｍ， 下帮轮廓线以外 ５ － ７ ５ ｍ， 钻孔长度 ４ ０ 一 ｔ ２ ０ ｍ ， ￣ ｋ 角度 ８ —３ ８ 度。 ３ ４采煤工作面防突效果检验。 采煤工 条带中空白区域未覆盖钻孔的， 因其测试瓦斯初始压力时均低于 ０ ． ５ Ｍｐ ａ ， 工作面突出危险陛预测的方法和指标实施。沿采煤工作面每隔 １ ０ ～ １ ５ ｍ 所以没有进行瓦斯抽放， 直离 茳＾区域效果验证。 预抽范围见 ． 整体分布详 布置—个检验钻孔 ， 深度小于或等于防突措施 占 孑 Ｌ 。 如果采煤工作面检验 细图如图 １ 。 在机道、 切服和轨道施工完毕后， 施 咧 钻孔沿回采工作面 指标均 小于指橱 界值 ， 且 未发现其它异 常 隋况 ， 则措施有效 ； 否则 ， 判定 机道由设汁切眼向设汁睁果 向平行切眼布置。 钻孔间距 ｌ Ｏ ｍ， 钻孔水 为措施无效。 平落 勒道往下 ２ ０ ｍ。 钻孔长度 ８ ０ 蝴 Ｌ 角度 ３ ５ 度。 预抽瓦斯钻孔及抽 ３ ５安全防护措施。 井巷揭穿 １ ７ 煤层或在煤层中进行采掘作业时， 都 放瓦斯工程量：施工钻孔量： ４ ６ ７ ６ ４ 米／ ４ ６ ２ 个， ２ ０ ０ ７ 年７ 月至 ２ ０ １ ０ 年８ 必须采取安全防护措施。安全防护措施包括远距离爆破 、 反向风门、 避难 月三年累｛ 寸 抽放瓦斯 ４ ０ ９ ． ２ 万米 ３ ， 预抽放瓦斯 占本区瓦斯总量的 ２ ５ ２ ％， 峒室、 压风自 救系统和隔离式 自 救器等安全防护措施。 达到了预抽煤层瓦斯实现消突效果。 ４区域消突检验及 区域 验证 ３局部 消突和石门安全揭煤 消突检 验 ： 在 四水平南 １ ７ 层一段总 机道向机道 施工穿层钻孔进 行效 ３ ． １石门揭煤工作面。 （ １ ） 石门概况 ： 本区设计走向长度 ８ ４ ０ 米， 开拓布 果检验， 共布置六组 ２ １ 个钻孔 ， 每隔５ ０ ｍ布置—个检验孔。 钻孔呈扇形布 置方式采取 南部边界上 山 、 中部轨道 匕 山、 一 段总轨道 、 — 段总机道 岩巷 ， 置， 钻孔落点控制在一段机道上帮轮廓线、 下帮轮廓线以外各 １ ５ ｍ范围以 其中 道布置 ４ 个胡道石门走向反上， 石门间距 １ ７ ０ — ２ ５ ０ 米、 营 勃道布 内， 钻孔长度 ３ ０ ～ ６ ０ ｍ， 钻孔角度 ｌ ５ —３ ８ 度。 顺层钻孔在谤 剐期道 内， 由设 置３ 个轨道石门走向反上， 石门间距 ３ ０ ０ 米。 （ ２ ） 石门揭煤工作面突出危险 计切眼向设计停采线方向沿走向每隔 ５ ０ ｍ范围内施工一个检验孔 ， 钻孔 性预测：石门揭煤工作面的突出危险 ０ 选用综合指标法和钻屑瓦斯 平行切眼布置， 钻孔落 中， 钻孔长度 ２ ０ — ６ ０ ｍ， 钻孔角度 ３ ５ 度。 区域 解吸指标法。在机道石门施工 ３ ０ 米停工施工抽放硐室 ， 倾斜反上在石门 验证：在工作商 羞人 该区域时， 进行至少两次区域验证；工作面每推进 钻场 平行方向打钻施工拐 钻孔 ，若＿ 是 走向反— 匕 则在石 门钻场按 ５ ０ ｍ至 ！ ｆ 钢 次区域验证； 在构造破朔滞 连续谜彳 亍 区蚓 佥 证； 钻孔每施 煤层走向方向施］ 钻孔 ，作为测定煤层原始瓦斯压力和措施效果检 工 １ ． ０ 米测定 Ｌ 咕屑量撸际Ｓ —次，每间隔 ２ ０米即 ２ ０ 米、 ４ ０ 米、 ６ ． ０ 米、 ８ Ｄ 验孔。（ ３ 肪 突措施 ： 每个石门布置施工至少 ３ ３ 个钻孔 ， 钻孔呈扇形布置， 米 渡 样本。当连续进行两次突出危险陛验证， 各指标者 、 于临 同一方位布置 ３ 个钻孔（ 上、 中、 下） ， 钻孔间距 ０ ５ ｍ， 钻孔落点煤层顶板 ， 界 值ｌ ￣ Ｐ Ａｈ ２ ＜２ Ｏ Ｏ Ｐ ａ ， Ｓ ＜６ ｋ ｇ ／ ｍ时 ， 工 作面预测为无突 出危险工作面 。 正常 钻孔 平间距 ５ ｍ， 终孔孔 底水 平间距 １ ５ ｍ， 钻孔长度 ５ ５ — ２ ０ ０ ｍ 。 钻 孔 采掘作业 时 ， 每掘进 ２ ５ ｍ进行 两次 突出危 险 ｝ 验 证（ 验征 去 如上 ） 。 施工完毕后全湘 己 孑 Ｌ 抽放 ，抽放直到测压ｆ Ｌ 压力表窝牧 小于突出危险 ｌ 生 ５结论 临界值 ０ ． ７ ４ Ｍｐ ａ 方可采取局部防突措施安全揭煤 ， 预抽瓦斯在揭穿煤层 对－ －２ ９ ０ 标高以下机道石门揭煤 ， 进行局部消突措施后， 实现安全揭 之前应当保持抽采状态。 （ ４ ） 工作面防突揩泡 目 检验： 石门防治突出措施 煤 ； 通过打澳 ０ 压钻孔， 对煤层残余瓦斯压力测定， 压力均小于 ０ ． ７ ４ Ｍ ｐ ａ 以 执行后， 采取钻屑指标方法检验措施效果 ， 即测定钻屑瓦斯解吸指标Ｇｈ ２ 下； 采取钻屑解吸指标法进行突出危险Ｉ 生 ｉ 则 定， 本区域实现消突。综上述 或残余 爹 班功 Ｐ 。检验孔数为 ５ 个， 分别位于石门的上部 、 中部 、 下部和 兴安矿四水平 １ ７ 层一四区—段实现区域和局部消突。 两侧，终孔位置直位于措施控制范围的边缘线上。经措施效果检验有效 参考文献 后， 方可采取安全措施施工。 ｆ １ １ 张振普． 煤矿安全生产管理与技术 呻 北京 ：中国矿业大学出版社， ３ ２采煤工作面突出危险性预测。 采煤工作面突出危险性预测使用煤 ２ ０ ０８ ， ５ ． 巷掘进工作面 的煤钻 屑解吸指标突 出预测方法 ，沿采煤工作面每隔 ［ ２ １ 赵铁锤 防治煤 与瓦斯 突出规定 北京 ： 煤炭工业 出版社２ ０ ０
下向穿层钻孔施工工艺研究
钻 场 施 工 下 向钻 孔 １ １ 个， 钻孔倾角为一 ８ ～１ ３ 。 ， 钻孔 深 １ ８ ３ ６ ｍ； １ ３ 浅 钻 场 施 工下 向钻 孑 Ｌ ７ 个， 钻孑 Ｌ 倾角为一 ６ ～２ ０ ｏ ， 钻孔深 ２ ８ ～ ７ ６ ｍ， 在 此 钻 场施 工 了大倾 角下 向试 验 钻 孔 ， 钻 孔 倾 角一 ２ ０ ｏ ， 孔 深达 ７ ６ ． ９ ６ ｍ， 穿煤 １ ． ９ ｍ； １ ２ ＃ 浅 钻 场施 工 下 向钻 孑 Ｌ ８ 个， 钻孑 Ｌ 倾 角 为一 ６ —２ ０ ｏ ， 钻孔 深２ ８ — ５ ９ ｍ。为 防止 下 向钻 孑 Ｌ 积水 ， 在施 工 时 将 钻 场积 水 清 理 干 净 ， 且 每 个钻 孑 Ｌ 施 工完 成 均 立 即用 马 丽 散进 行 封堵 。 ４试 验 结果 分 析 通过该巷道向煤层掘进巷道周围煤体 中施工穿层抽采钻孑 Ｌ ， 经过一 ４ ． １下 向钻 孑 Ｌ 钻进 效 果 分析 定 时间的预抽 ， 降低直至消除掘进工作面前方 的煤与瓦斯突 出危险 下向钻孔钻进速度采用硬质合金钻头钻进普通岩石时速度在 性， 形成岩巷掩护煤巷掘进 的安全防突格 局。随着西南某煤矿进入 ５ － １ ０ ｍ ｉ ｎ ／ 根 ，采 用胎体复合片钻头钻进时硬 岩时速度在 １ ５ ２ ０ ｍ ｉ ｒ ｄ 深部水平开采，原有部分运输巷钻场 Ｋ 煤层穿层孔由于孑 Ｌ 深超过 根 ，钻 进 速 度 与施 工 煤 层 穿层 正 向孔 时相 差不 大 ，通 过试 验 表 １ ０ ０ ｍ， 运 输 巷 施工 穿 煤 困难 ， 为 此在 该 矿 保 护 层 工 作 面 回风 巷 钻 场 明 ， 钻孔倾角一 ２ ０ 。 时， 可达到钻进钻孔深 ７ ７ ｍ左右 ， 且每个 下向孔均 进行 Ｋ ３ ｂ 煤 层 穿 层 下 向孔 现场 试 验 ，有 效 的提 高 了钻场 钻 孔 穿 煤效 能 穿 煤 层 ｌ ｍ左右 ， 钻孑 Ｌ 成孔 率达 １ ０ ０ ％， 能够 满 足 该 煤 矿 Ｋ ３ ｂ 果 和 减 少 了钻 孑 Ｌ 施 工 时 间。 煤层 瓦斯 抽采 钻 孔 施 工 的需 要 。 １实验 区概 况 ４ ． ２下 向钻 孔施 工 的 优点 煤 层 穿 层 下 向钻 孔 试 验 地 点 选 择 在 ２ ２ ２ ４ — ２ 采 面 回风 巷 钻 ４ ． ２ ． １ 由于 运 输 巷 钻 场 第 １ ～ ２排 反 向孔 孔 深 均 在 ８ ０ ｍ左 右 ， 而 场， ２ ２ ２ ４ — ２采 面 位 于 ＋ ｌ ｏｍ水 平二 采 区北 翼＋ １ ７ ５ ｍ～ ＋ ２ ４ ０ ｍ 阶 段 将运 输 巷 这 ２排反 向孔 控 制 范 围移 至 回风 巷 钻 场 施工 ， 孔深在 ３ Ｏ ～ Ｎ ６ ＃ ～ Ｎ ４ ＃石 门之 间 ，北 为矿 井 井 田边 界 ，南 为 ２ ２ ２ ４ — １ 采面 （ 未 布 ５ ０ ｍ 左右 ， 在控制 Ｋ ３ ｂ 煤 层范 围和 抽采 半 径 不 变 的情 况 下 ， 可 有 效 地 置） ， 东为 ２ ２ ２ ２ — ２采 面 （ 正在 回 采 ） ， 西为 ２ ２ ２ ６ — ２采 面 （ 未 布置 ） ， 工 减少 工 作 面 Ｋ 煤层 穿 层 孑 Ｌ 钻孔 进 尺 。 作 面走 向长 ６ ６ ４ ｍ，倾斜长 １ ０ ０ ～ １ １ ｌ ｍ，煤层厚 度 ０ ． ６ ７ ～ ０ ． ８ Ｉ ｎ ，平 均 ４ ． ２ ． ２ 由于 运 输 巷 钻场 第 ｌ ～ ２ 排 反 向孑 Ｌ 孔深均在 ８ ０ ｍ左 右 ， 钻 ０ ． ７ ２ ｍ， 煤层倾角 ３ ３ — ３ ５ 。 。 孔倾 角在 ６ Ｏ 。 以下 ， 钻孔穿煤交角在 １ ６ 。 以下 ， 造成钻孑 Ｌ 在进入 Ｋ ３ ｂ ２现 有 钻 孔布 置 方 式存 在 的 问题 煤层 底 板 粘 土 泥 岩 后 ， 沿着煤层底板钻进 ， 钻 孔 无 法 进入 Ｋ 煤 层 ， 保 护层 工 作 面抽 采 Ｋ ３ ｂ 煤 层 瓦 斯 的抽 采 钻 孔 布置 在 工 作 面 运 、 钻孑 Ｌ 穿 煤 困难 。而 采 用 回风 巷 施 工 下 向孔 后 ， 由于钻 孑 Ｌ 孑 Ｌ 深在 ５ ０ ｍ 回风 巷 钻场 ， 目前 钻 孑 Ｌ 布 孔 方 式 为在 工 作 面 运输 巷 施 工 反 向 孔 和正 以下 ， 钻孔穿煤交角在 ２ Ｏ 。 以上 ， 能够保证钻孔穿煤效果 。 向孔 ， 控制工作面回风巷高程 以下至运输巷卸压 范围 ， 在工作面 回 ４ ． ３ 下 向 钻孔 施 工 的缺 点 风巷施工正 向孔和反 向孔 ， 控制工作面 回风巷 高程 以上至回风巷卸 ４ ． ３ ． １ 由于 采 用下 向钻 孔 ， 在 该 矿 目前 施 钻 条 件 下 ， 只 能 采用 压 压范围 ， 图１ 为 保 护层 工 作 面运 输 巷 钻 场 反 向孑 Ｌ 与 回风 巷钻 场下 向 风排 粉 ， 钻 孔 施 工 过 程 中钻 头 温度 较 高 ， 容易损坏钻头 ， 且 粉 尘 较 孔 对 比图 。 大， 不 利 于 员 工劳 动 保 护 ； ４ ． ３ ＿ ２下 向钻 孔 在施 工 过 程 中不得 有 水 进 入 ，否 则 影 响 钻孑 Ｌ 抽 采效果 ， 故 对 钻 场要 求 不 得 积 水 ， 且 如果 遇 地 质 变 化 钻 孔 内 出现 水 时钻 孑 Ｌ 无 法 保 证抽 采 效 果 。
煤矿穿层钻孔施工工艺流程
煤矿穿层钻孔施工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②现场准备：施工前清理作业面，设置好钻机位置，确保稳固并符合安全规程，安装好钻孔设备及配套设施。
③钻孔定位：使用测量仪器精准定位钻孔位置，确保钻孔按设计轨迹施工，避免偏离目标煤层。
④钻机安装：按照钻孔设计角度安装钻机，校准钻孔方向，确保垂直或倾斜角度正确。
⑤钻进作业：启动钻机，采用适宜钻进技术（如湿式钻孔、干式钻孔等），控制钻进速度，实时监测钻孔参数，如钻压、转速、冲洗液流量等。
⑥轨迹控制：利用导向系统（如MWD/LWD）实时监测钻孔轨迹，必要时调整钻进参数，确保钻孔沿预定路径前进。
⑦见煤确认：钻至预计煤层时，记录见煤深度，与设计对比，如有偏差需分析原因并调整。
⑧钻孔质量检查：钻孔完成后，进行孔径、孔深及轨迹的检查，必要时进行孔内摄像或测斜。
⑨封孔与抽采：对钻孔进行有效封孔，采用适宜材料和技术，确保密封性，然后连接抽采管路，启动瓦斯抽采系统。
⑩监控与维护：抽采过程中持续监控瓦斯浓度、流量等，定期检查钻孔及抽采系统的运行状态，必要时进行维护与调整。
寺家庄矿下向穿层钻孔有效抽放半径研究
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行 ，准确可靠 ，易 于现场 测定 ，不失 为一 种测 定钻 孔 瓦斯
抽放有效半径 的新方法 。 本文采用钻孔测 试法 中 的压降测 试法 ，通 过始 突深 度
ห้องสมุดไป่ตู้
１ 瓦 斯抽 放钻 孔有 效抽 放半 径测 试方 法
煤矿井下穿层钻孔水力压裂的现场应用研究
［ 收稿 日期］２ ０ １ ２ － １ ２ － ２ ０
孔 ，压裂 目 标煤层所在地层为龙潭组 ，煤系地层主
要 有砂岩 类 、泥质 岩类及 煤组 成 。
产出。碎粒煤与糜棱煤均属于塑性煤的范畴。因此
对 于碎 粒煤 与糜棱 煤 在压裂 过程 中无 法产 生有效 裂
缝 ，不 适 于水力 压裂 。
ｍ ｄ 数量级上 ，瓦斯抽放 困难 ，严重威胁煤矿 的生 产安 全 ¨ 。因此 煤储层 的低渗 特 征 是煤 矿 瓦 斯抽
采 的瓶颈 ，提 高 煤 储 层 的渗 透 性 是解 决 问 题 的关 键 。在煤 矿井 下进行 水 力压裂 时 ，除具 有增 透作用 以外 ，在 顶板 处理 、防突 、防冲 、降尘 、防 自燃 等
在煤层 压裂 效果 很差 的情况 下 ，可 以把排 气通 道 放 在煤层 的顶板 或 底板 （ 虚拟 储 层 ） ，来改 善 煤
层气的开采效果 ，从而达到提高煤层气的采出率的
目的 。其基 本方 法是 对煤层 及其 围岩 同 时进行 压裂 改造 ，由于 围岩 的可 压裂性 强 ，压裂 后 围岩 中裂 隙 在横 向和纵 向上延伸 更远更 深 ，煤储 层 中 的气 体 除 了钻 孔周 围 的气 体 可 以通 过压 裂 的煤 层 进入 钻 孔 ， 远离 钻孑 Ｌ 的煤层 气 主要通 过煤层 与 围岩 的接触 面处
煤矿 井 下 穿层钻 孔 水力 压 裂 的现场 应 用研 究
谢 长虹
（ 松藻煤电有限责任公 司 渝 阳煤矿 ，重庆 ４ ０ １ ４ ４ ８ ）
［ 摘
要］ 为解决煤层透气性低、瓦斯抽采效率低 而严 重制约采煤作 业的技术难 题 ，针对渝 阳
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下向穿层钻孔施工工艺研究
作者：王京生贾泉敏张安周波刘丰韬
来源：《科技创新与应用》2013年第10期
摘要：文章以某煤矿保护层工作面钻场施工K3b煤层穿层钻孔为研究背景，研究了保护层工作面钻场施工K3b煤层穿层下向钻孔的施工工艺，并在钻场施工了下向穿层钻孔，有效地提高了钻场钻孔穿煤效果和减少了钻孔施工时间，该施工工艺具有良好的实用性和广阔的推广前景。
关键词：采矿工程；下向钻孔；施工工艺
煤炭是我国主导能源，随着矿井开采深度增加和开采强度增大，煤层瓦斯含量和地应力增大，突出危险程度更为严重，伴随有灾害强度大，防治困难和灾害损失严重等特点[1-5]。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》，瓦斯抽采是解决煤与瓦斯突出等动力灾害事故的根本措施，对于降低瓦斯压力、消除煤与瓦斯突出等动力灾害有着十分重要的作用，穿层钻孔瓦斯抽采技术是通过在距离煤层顶板或底板一定距离的稳定岩层中，超前煤层掘进巷道施工一条岩层巷道，并通过该巷道向煤层掘进巷道周围煤体中施工穿层抽采钻孔，经过一定时间的预抽，降低直至消除掘进工作面前方的煤与瓦斯突出危险性，形成岩巷掩护煤巷掘进的安全防突格局。
随着西南某煤矿进入深部水平开采，原有部分运输巷钻场K3b煤层穿层孔由于孔深超过100m，运输巷施工穿煤困难，为此在该矿保护层工作面回风巷钻场进行K3b煤层穿层下向孔现场试验，有效的提高了钻场钻孔穿煤效果和减少了钻孔施工时间。
1 实验区概况
K3b煤层穿层下向钻孔试验地点选择在2224-2采面回风巷钻场，2224-2采面位于+100m 水平二采区北翼+175m～+240m阶段N6#～N4#石门之间，北为矿井井田边界，南为2224-1采面（未布置），东为2222-2采面（正在回采），西为2226-2采面（未布置），工作面走向长664m，倾斜长100～111m，煤层厚度0.67～0.8m，平均0.72m，煤层倾角33～35°。
2 现有钻孔布置方式存在的问题
保护层工作面抽采K3b煤层瓦斯的抽采钻孔布置在工作面运、回风巷钻场，目前钻孔布孔方式为在工作面运输巷施工反向孔和正向孔，控制工作面回风巷高程以下至运输巷卸压范围，在工作面回风巷施工正向孔和反向孔，控制工作面回风巷高程以上至回风巷卸压范围，图1为保护层工作面运输巷钻场反向孔与回风巷钻场下向孔对比图。
由图1可以看出，现有钻场钻孔布孔方式主要存在以下问题：
（1）在工作面运输巷钻场施工反向孔控制工作面回风巷高程以下25m范围，钻孔与K3b 煤层交角在16°以下，根据钻孔施工情况，钻孔与煤层交角小于18°钻孔穿煤困难，多数钻孔在穿煤前便沿煤层底板粘土泥岩钻进，无法穿过煤层底板进入K3b煤层。
（2）工作面运输巷钻场控制工作面回风巷高程以下25m范围的反向孔，钻孔深度在70m 以上，最深达100m左右，由于钻孔需过硬岩，钻孔施工困难，如在2222-1运输巷钻场施工深度在90m左右的反向孔，施工时间过长，严重制约钻场施工。
而在工作面回风巷钻场施工下向孔，钻孔深度在50m以内，钻孔与煤层交角大于20°，可有效地解决以上两个问题。
3 下向穿层钻孔试验施工情况
试验在2224-2采面回风巷14#高位钻场和12#、13#浅钻场进行，共计施工26个下向穿层钻孔，钻孔进尺938.36m。
其中14#高位钻场施工下向钻孔11个，钻孔倾角为-8～-13°，钻孔深18～36m；13#浅钻场施工下向钻孔7个，钻孔倾角为-6～-20°，钻孔深28～76m，在此钻场施工了大倾角下向试验钻孔，钻孔倾角-20°，孔深达76.96m，穿煤1.9m；12#浅钻场施工下向钻孔8个，钻孔倾角为-6～-20°，钻孔深28～59m。
为防止下向钻孔积水，在施工时将钻场积水清理干净，且每个钻孔施工完成均立即用马丽散进行封堵。
4 试验结果分析
4.1 下向钻孔钻进效果分析
下向钻孔钻进速度采用硬质合金钻头钻进普通岩石时速度在5～10min/根，采用胎体复合片钻头钻进时硬岩时速度在15～20min/根，钻进速度与施工K3b煤层穿层正向孔时相差不大，通过试验表明，钻孔倾角-20°时，可达到钻进钻孔深77m左右，且每个下向孔均能穿K3b 煤层1m左右，钻孔成孔率达100%，能够满足该煤矿K3b煤层瓦斯抽采钻孔施工的需要。
4.2 下向钻孔施工的优点
4.2.1 由于运输巷钻场第1～2排反向孔孔深均在80m左右，而将运输巷这2排反向孔控制范围移至回风巷钻场施工，孔深在30～50m左右，在控制K3b煤层范围和抽采半径不变的情况下，可有效地减少工作面K3b煤层穿层孔钻孔进尺。
4.2.2 由于运输巷钻场第1～2排反向孔孔深均在80m左右，钻孔倾角在60°以下，钻孔穿煤交角在16°以下，造成钻孔在进入K3b煤层底板粘土泥岩后，沿着煤层底板钻进，钻孔无法进入K3b煤层，钻孔穿煤困难。
而采用回风巷施工下向孔后，由于钻孔孔深在50m以下，钻孔穿煤交角在20°以上，能够保证钻孔穿煤效果。
4.3 下向钻孔施工的缺点
4.3.1 由于采用下向钻孔，在该矿目前施钻条件下，只能采用压风排粉，钻孔施工过程中钻头温度较高，容易损坏钻头，且粉尘较大，不利于员工劳动保护；
4.3.2 下向钻孔在施工过程中不得有水进入，否则影响钻孔抽采效果，故对钻场要求不得积水，且如果遇地质变化钻孔内出现水时钻孔无法保证抽采效果。
5 结论和建议
5.1 通过下向穿层钻孔试验表明，采用现有ZYG150C型钻机和钻具的条件下，使用压风排粉可施工倾角在-20°左右，孔深75m左右的下向孔，且钻进时间与施工正向孔相差不大。
5.2 在倾斜煤层保护层工作面回风巷施工K3b煤层穿层下向钻孔，可提高钻孔穿煤效果，减少运输巷钻场施工反向深孔，在控制K3b煤层抽采范围和抽采半径不变的条件下，有效地减少了工作面钻孔进尺，可在该煤矿+100m水平二采区和-300m水平各采区保护层工作面钻场抽采钻孔设计时推广应用。
参考文献
[1]林柏泉，崔恒信.矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998.
[2]柏发松.煤巷掘进瓦斯治理技术探讨[J].矿业安全与环保，2000，27（S）：42-44.
[3]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2006.
[4]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京：煤炭工业出版社，2009.
[5]庞才龙.高瓦斯煤层中掘进瓦斯治理技术[J].煤炭技术，2011，30（3）：116-118.
作者简介：王京生（1986-），男，山东人，副主任工程师，主要从事采矿工程方面的工作。