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

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二、钻孔施工装备现状
1、钻机 ➢我国煤矿坑道钻探作业的主导机型为全液
压动力头式坑道钻机。具有钻进效率高、 工艺适应性强、操作安全、解体性好、易 搬迁等特点。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。
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二、钻孔施工装备现状
➢ 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φ42，φ50，φ63·5， φ73，φ89 mm等，具体钻杆参数及配套 钻头见下表。
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二、钻孔施工装备现状
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二、钻孔施工装备现状
2、配套钻杆 ➢螺旋钻杆主要用于满足松软煤层钻进和本
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二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头
➢ 多级组合钻具：主要用于严重突出煤层。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 φ59 mm/φ75 mm /φ94 mm和φ75 mm/φ94 mm /φ113 mm两种组合形式。
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一、概 述
松软突出煤层（硬度系数f≤1）渗透性差、瓦斯 含量高。钻进过程中，容易产生垮孔、卡钻、喷 孔等现象。我国在松软突出煤层虽然有钻孔深度 超过150m甚至达到240m的记录，但大部分的钻孔 深度都在100m以下，且成孔率低，防突成本和瓦 斯抽放成本很高。我国松软煤层在所开采煤层中 所占比例较大，因此，松软突出煤层的钻进成孔 问题一直是个亟待解决的难题。
2020/4理与利用关键技术研发和装备研制项目” ➢ 松软突出煤层中风压空气钻进装备研制与配套工艺开发 ➢ 井下水平长钻孔钻机研制及配套工艺开发 ➢ 低透气性煤层瓦斯抽采增效技术开发 ➢ 低浓度瓦斯输送安全保障成套技术开发与装备研制 ➢ 防突远距离控制钻机研制及配套工艺开发 ➢ 松软突出煤层顺层钻孔螺旋钻进装备研制与配套工艺开发 ➢ 瓦斯抽采矿井的风流监测与智能控制关键技术研制 ➢ 地面瓦斯抽采的欠平衡车装钻机研制
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
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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。
实现松软煤层中打深孔，必须采取综合的办法来 解决，综合办法包括：钻孔设计、打钻设备和打 钻工艺等方面。
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一、概 述
2006年，国家发改委会同国家安监总局、 国家煤监局发文批复了煤矿瓦斯治理与利 用10个示范工程建设项目、8项关键技术研 发和装备研制项目。建立示范点、重点推 广先进适用技术。2009年7月9～17日，国 家能源局煤炭司会同煤矿安监局科技装备 司对这些项目进行了现场检查和总结验收 工作。
叶片、插接式螺旋钻杆
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晋城赵庄矿50 mm×1 000 mm的浅槽螺旋 钻杆
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二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头 ➢煤矿井下瓦斯抽放钻孔施工钻头一般以硬质
合金和金刚石复合片(PDC)钻头为主。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。
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一、概 述
2009年5月14日 国家安全监管总局局长骆琳签署 总局第19号令，颁布《防治煤与瓦斯突出规定》，
2009年8月1日起实施。原《防治煤与瓦斯突出细
则》同时废止。
➢《防突规定》提出了“区域防突措施先行、局 部防突措施补充”的理念，强调突出煤层必须 采取区域综合防突措施并达到规定标准后方可 进行采掘作业。区域防突工作应当做到多措并 举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。
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一、概 述
10个煤矿瓦斯治理与利用示范工程建设项目
根据各示范点的特点和条件，集成瓦斯治理与利 用的先进适用技术，并总结推广应用。
➢龙煤集团鹤岗分公司、沈阳煤业集团、抚顺矿 业集团
➢淮南矿业集团、淮北矿业集团 ➢郑州煤炭集团、焦作煤业集团 ➢阳泉煤业集团、晋城煤业集团 ➢松藻煤电公司
煤层大直径救援孔的排粉需要。螺旋钻杆 接头形式多采用插接方式。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:φ78，φ88，φ100，φ110，φ130 mm等。
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二、钻孔施工装备现状
2、配套钻杆
有叶片式螺旋钻杆、浅槽螺旋钻杆两种。
1、钻机 ➢根据驱动钻头回转的动力来源不同，煤矿坑
道钻机的主流产品可分成两大类：一类是常 规的孔口回转钻机（钻机通过钻杆柱驱动钻 头回转）。像浅孔钻机一般都是这一类；另 一类是孔底动力回钻钻机（钻进时钻杆柱不 回转，由孔底马达驱动钻头回转）。
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二、钻孔施工装备现状
1、钻机 孔内马达驱动装置 ：
ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD型履带式全液压坑道钻机
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二、钻孔施工装备现状
ZYR-1900/ ZYR-1200型松软突出煤层全液压钻机。 钻进深度：250/150m。
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二、钻孔施工装备现状
2、配套钻杆 目前煤矿井下所用的钻杆种类主要有外平
钻杆、螺旋钻杆两种。
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一、概 述
示范工程建设取得阶段性效果： ➢推广了一批瓦斯治理、瓦斯抽采、瓦斯利用的 先进适用技术和装备。 ➢提高了矿井顺煤层抽采钻孔施工深度和能力， 研发了强突出松软煤层中风压钻进技术、松软 突出煤层螺旋钻进技术和装备、千米钻机长钻 孔成孔工艺技术等。
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二、钻孔施工装备现状