煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术
煤矿瓦斯抽采安全技术措施

煤矿瓦斯抽采安全技术措施摘要:煤矿重特大安全事故的发生,不仅带来了较大的经济损失以及人员伤亡,而且对社会影响也非常大,全面治理煤矿安全工作一直我国重点关注的问题。
根据资料显示,产生煤矿事故的主要原因在于人们的超能力生产、煤矿企业的安全投入不走、缺少专业人才,导致违规作业等。
我国提出了“培训、装备、管理”三个原则,煤矿安全得到了有效提升。
煤矿矿井通风系统直接影响着矿井的安全性,必须使用安全的技术做好矿井通风工作。
另外,瓦斯是煤矿开采作业期间将会一直遇到的气体,若是处理不善则会引起瓦斯爆炸以及瓦斯突出等,应合理应用瓦斯。
关键词:瓦斯抽采;安全技术措施;抽采泵站;低浓度瓦斯引言要想实现煤矿开采高质量、高效率,煤矿企业需要时刻做好煤矿开采中的通风工作,结合安全技术为通风工作奠定安全的基础,保证矿井内部氧气含量充足的同时,为工作人员的人身安全提供充足的保障。
综合分析煤矿开采中存在的问题,有针对性的提出具体措施进行改进,促进煤矿开采效率得以提升,保证煤矿开采施工安全性能得到有效的增强。
1瓦斯的概念煤在形成过程中会产生一种气体,该气体被称为瓦斯,其自身的主要成分为甲烷,不溶于水而且具有可燃性。
煤在形成过程中会释放大量的瓦斯,但煤体中依旧会有一些残留。
这些瓦斯残留在煤体中会成为吸附状态以及游离状态两种。
在煤层进行开采时,瓦斯的储存条件被认为改变,因此这时的瓦斯会从巷道内逸出。
需要注意瓦斯从巷道内释放的速度会直接受媒体自身的透气性所影响。
另外,采空区内存在的被遗忘的煤体也会受微生物的影响成为瓦斯。
若是采空区的密封不够严实,则会导致瓦斯释放到工作面或者巷道中。
2井工煤矿通风安全的意义井工煤矿的通风工作,能够帮助施工开采人员进行矿井内部氧气的提供,避免因氧气不足造成人员窒息的事故发生,为施工人员提供一个安全、舒适的工作环境,在最大限度上保证施工人员的人身生命安全。
井工煤矿开采工作中,会在井道内部出现有毒气体的排出,以及开采中所产生的二氧化硫、沼气等有害粉尘都是健康安全的致命威胁,利用矿井内部的通风系统,能够让有毒气体、粉尘得以稀释并排出地面。
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术

分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术
井下瓦斯抽采钻孔施工技术是一种用于控制井下瓦斯的工程技术。
在煤矿、油田等朝
地下深处钻探开采过程中,地下瓦斯是一个常见的安全隐患,采取井下瓦斯抽采钻孔施工
技术可以有效地减少瓦斯危害,提高工作环境的安全性。
1. 钻孔前的准备工作:在进行钻孔施工之前,需要对地下瓦斯进行检测和分析,确
定瓦斯生成、分布和运移情况,以确定钻孔位置和深度。
还要进行井筒设计,确保钻孔施
工的安全性和有效性。
2. 钻孔施工:根据钻孔设计要求,选择合适的钻孔设备进行施工。
施工过程中要根
据地层情况选择合适的钻头、钻杆和钻进液,并根据需要进行钻孔液压平衡控制,以保证
钻孔的顺利进行。
在钻孔过程中,还需要对瓦斯进行连续监测,及时掌握瓦斯浓度和压力
变化情况。
3. 钻孔设施安装:完成钻孔后,需要在钻孔内安装抽采管道和设备。
抽采管道要与
钻孔保持良好的接触,以保证抽采效果。
在安装管道过程中,还需注意管道的排布和连接
方式,确保抽采工艺的畅通和灵活性。
4. 井下瓦斯抽采:完成钻孔设施安装后,可以开始进行井下瓦斯抽采。
根据瓦斯的
特性和管道条件,选择合适的抽采方法,如自然抽采、机械抽采等。
抽采过程中要根据瓦
斯浓度和压力的变化进行调整和控制,确保瓦斯能够有效地被抽采出来,并保证井下工作
环境的安全性。
5. 检测和监控:在井下瓦斯抽采钻孔施工完成后,还需定期进行瓦斯的检测和监控,以确保抽采效果和工作环境的安全性。
在检测和监控过程中,要关注瓦斯的浓度和压力变化,并及时采取相应的措施进行调整和处理。
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术

分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术
井下瓦斯抽采钻孔施工技术是指在煤矿或地下瓦斯爆炸危险区域进行井下钻孔,通过钻孔开采瓦斯,减少瓦斯积聚,降低爆炸事故的风险。
本文将从钻孔设计、钻孔方法、钻孔设备等方面进行分析。
钻孔设计:钻孔的设计应根据煤层的情况确定孔径、孔深、孔距及孔位。
孔径一般为45-85毫米,孔深根据需要而定,一般为1000米左右,孔距要根据煤层的走向和倾角进行合理布局。
孔位的选择和钻进方向有密切关系,要选择在煤层均匀分布、瓦斯丰度高的位置,同时要避免钻孔穿越断层、岩层等地质构造。
钻孔方法:钻孔方法有传统的机械压裂法、液压压裂法和瓦斯抽采法。
传统的机械压裂法是利用机械钻头分别进行进尺钻孔和装药钻孔,然后在装药孔内充填火药,最后对装药孔进行点火爆破,形成孔隙,使瓦斯可以顺利流通。
液压压裂法则是在机械钻孔的基础上增加了液体压裂剂的注入和液压压裂操作,以形成孔隙和裂缝。
瓦斯抽采法是在钻孔中装置吸瓦斯装置,通过瓦斯的压力差,将瓦斯抽出来。
钻孔设备:钻孔设备一般有机械钻机、液压钻机、液压压裂机及吸瓦斯装置等。
其中机械钻机主要适用于软煤层、液压钻机适用于中硬煤层,液压压裂机适用于硬煤层,吸瓦斯装置则是钻孔除瓦斯的关键装置。
综上所述,井下瓦斯抽采钻孔施工技术是一项重要的矿业安全技术,它的成功实施能够保证矿井生产的安全稳定,保护劳动者的生命财产安全。
在实际施工过程中,要充分考虑煤层的地质情况,合理设计钻孔孔径、孔深、孔距及孔位,选择合适的工艺方法和钻孔设备,同时加强现场管理,确保施工安全。
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
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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。
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。
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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。
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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。
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二、钻孔施工装备现状
3、配套钻头
工作面瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施汇总

瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施一、概况综合机械化采煤工作面位于井田的东南部,是我矿的第一个综采工作面。
沿煤层走向布置,设计走向长1800米,工作面长200米。
矿井瓦斯基础参数测定,10号煤层透气性系数为765m2/Mpa2d,符合抽采指标10〜0.1/Mpa2d,属于容易抽采的煤层。
根据《瓦斯抽采设计》采用本煤层抽采和采空区抽采相结合的方式进行综合抽采瓦斯。
为确保钻孔施工过程中安全、顺利的进行,特制定安全技术措施。
二、钻孔布置1、顺层布孔法为了提高本煤层瓦斯抽采率,从切眼外10米处开始到停采线结束,此范围布置一排垂直于顺槽采帮的平行钻孔,钻孔沿运输顺槽及回风顺槽两侧布置,钻孔间距3米,倾角与煤层倾角相同,孔向平行回采工作面,开孔位置距煤层底板1。
5米,钻孔深110米,两侧钻孔错距20米,采用聚胺脂封孔。
顺层布孔方法钻孔揭露煤层面积大,在煤体中打钻速度快、成本低,采用未卸压方法抽采厚煤层瓦斯时,一般优先考虑顺层布孔的方式,故本工作面布置顺层平行钻孔方式进行本煤层预抽,孔间距3m.其优点在于:既可保证瓦斯预抽的均衡性,还可充分利用工作面超前采动卸压效应,实行边采边抽提高本煤层瓦斯抽采率。
本煤层钻孔特征如下:钻孔间距:3m;钻孔直径:开孔094mm;终孔075mm;钻孔角度:与煤层倾角相同;钻孔夹角:沿煤层°;钻孔位置:布置在煤层中;钻孔长度:110m;孔口负压:18000Pa;封孔方式:采用囊袋式封孔封孔深度:8m。
采空区瓦斯抽采方法,在工作面回风顺槽内,沿空埋管进行抽采.可以避免因工作面上隅角因风流不畅引起瓦斯超限。
为了达到更加理想的瓦斯抽采效果,设计在回风巷顶板间隔30米布置一组高位钻孔。
2、高位钻孔回风巷施工,从开切眼外80m处开始,此范围内布置一组高位钻孔,沿回风巷单侧布置,钻孔间距为30m具体参数见下表。
钻孔特征表三、钻孔设备选用ZDY1200S全液压坑道钻机。
直径为50mm钻杆。
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术

分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术井下瓦斯抽采钻孔施工技术是一种用于煤矿瓦斯治理的关键技术之一,它是利用钻孔将井下的瓦斯抽出,以降低矿井内瓦斯浓度,保障矿工的安全。
本文将就井下瓦斯抽采钻孔施工技术进行分析,以期为相关工作者提供参考和借鉴。
一、施工前准备1.方案设计在进行井下瓦斯抽采钻孔施工前,需要根据矿井的实际情况制定详细的施工方案。
方案设计需要考虑到矿井的地质条件、瓦斯涌出量、瓦斯涌出位置等因素,以确定钻孔的位置、深度、施工方法等具体参数。
2.设备准备井下瓦斯抽采钻孔施工所需的设备主要包括钻机、钻具、管线、抽气设备等。
在施工前需要保证这些设备完好,确保能够正常使用。
3.安全措施瓦斯是一种极易燃易爆的气体,因此在进行井下瓦斯抽采钻孔施工时,安全问题尤为重要。
需要严格执行矿井的安全标准,采取相应的安全措施,确保矿工的安全。
二、施工流程1. 钻孔布置根据方案设计中确定的位置和深度,开始进行钻孔布置。
在布置过程中需要考虑到井下的地质情况和瓦斯涌出位置,以确保钻孔能够有效地抽采到瓦斯。
2. 钻孔施工在钻孔施工过程中,需要根据方案设计选择合适的钻孔方法。
常见的钻孔方法包括旋挖钻孔、液压钻孔等。
在施工过程中需要注意保持钻孔的直线度和垂直度,确保钻孔能够顺利地达到设计深度。
3. 管线安装当钻孔施工完成后,需要进行管线安装。
管线安装应该按照方案设计中的要求,确保管线连接紧密,不漏气,能够顺利地将抽出的瓦斯输送到地面。
4. 抽气设备安装抽气设备安装是井下瓦斯抽采钻孔施工的最后一步。
在安装抽气设备时需要保证其能够正常工作,并采取相应的安全措施,避免因为设备故障而引发安全事故。
三、施工注意事项1. 随时监测气体在进行井下瓦斯抽采钻孔施工过程中,需要随时监测井下的气体浓度,确保瓦斯抽采效果达到预期,并注意瓦斯抽采过程中是否会产生其他有害气体。
2. 注意保护地质环境在进行钻孔施工时,需要注意保护地下的地质环境,避免因为施工过程中的振动或者液压钻孔导致地质环境的破坏,进而影响矿井的安全。
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术井下瓦斯抽采钻孔施工技术是一种应用于煤矿开采工程中的技术,主要用于控制和抽采煤矿井下积聚的瓦斯,以确保矿井的安全运行。
本文将对井下瓦斯抽采钻孔施工技术进行分析,包括其原理、施工过程以及应用。
井下瓦斯抽采钻孔是指通过钻孔的方式将地表的瓦斯抽采到地面,以减少井下瓦斯积聚的压力,防止瓦斯爆炸等事故的发生。
其原理是通过钻孔将井下瓦斯管道直接与地表瓦斯抽采管道连接,在地表安装相应的瓦斯抽采设备,利用负压抽排的方式将井下瓦斯抽出来。
该技术具有简便、高效、经济等优点,可以大大提高矿井的安全性。
井下瓦斯抽采钻孔施工技术的施工过程主要包括以下几个步骤:首先是钻孔选址,需要根据矿井的地质条件和瓦斯积聚的情况确定钻孔的位置和数量。
一般来说,选择矿井最集中瓦斯积聚的地方作为钻孔点位,同时要考虑矿井运营的需要和瓦斯抽采管道的布置。
其次是进行钻孔,钻孔需要使用钻探设备进行操作,一般有地面钻探设备和井下钻探设备两种方式。
钻孔的深度和直径要根据瓦斯积聚的情况和抽采需求进行确定,通常直径为100毫米至300毫米,深度一般在500米以上。
然后是安装瓦斯抽采管道,该管道需要与钻孔的空心部分连接,将井下瓦斯输送到地表。
管道一般采用高强度的钢管,连接方式可以是焊接或者螺纹连接,同时需要进行密封处理,以防止瓦斯泄漏。
最后是安装瓦斯抽采设备,包括抽采风机、排气管道和防爆设备等。
抽采风机可以通过机械或者电动方式提供吸力,将井下瓦斯抽出到地表,并通过排气管道排放到安全区域。
同时需要安装防爆设备,以保证瓦斯在抽采过程中不会引发火灾和爆炸。
井下瓦斯抽采钻孔施工技术的应用非常广泛,不仅适用于煤矿开采工程,还可以用于金属矿山、隧道工程等地下施工项目中。
它能够有效控制和抽采井下瓦斯,提高矿井的安全性和工作效率,减少事故的发生。
该技术还可以回收利用抽采的瓦斯,用作能源供应,具有环保和经济效益。
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术
分析井下瓦斯抽采钻孔施工技术
井下瓦斯抽采钻孔施工技术是一种在煤矿等矿山环境中采用的抽采瓦斯的方法。
瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种有害气体,具有易燃、爆炸等危险性。
为了保证矿工的安全和矿区的安全生产,需要对瓦斯进行抽采处理。
1. 钻孔位置选择:钻孔位置的选择是井下瓦斯抽采的重要环节。
一般选择在煤层埋深较浅、瓦斯含量较高、瓦斯涌出量较大的地方进行钻孔。
钻孔位置的选择需要兼顾矿井的通风需求和瓦斯抽采的效果。
2. 钻孔钻进:钻孔钻进是指在地下进行钻孔作业的过程。
钻孔需要选择合适的钻具和钻头,并根据地质条件和钻孔要求进行钻孔作业。
钻孔要求钻孔的直径和孔深都要符合规定要求。
3. 钻孔井眼衬套:钻孔井眼衬套是井下瓦斯抽采钻孔中的一个重要环节。
井眼衬套是为了提高钻孔的完整性和稳定性,防止井眼塌陷等不良现象的发生。
常见的井眼衬套材料包括钢管衬套和水泥浆衬套。
4. 安装瓦斯抽采设备:完成钻孔后,需要安装瓦斯抽采设备进行瓦斯的抽采作业。
瓦斯抽采设备包括瓦斯抽采泵、管道系统等。
瓦斯抽采泵将井下的瓦斯通过管道输送到地面,然后通过处理设备进行净化处理。
5. 定期检测和维护:对于瓦斯抽采钻孔,需要进行定期的检测和维护工作。
定期检测瓦斯抽采钻孔的瓦斯含量和涌出量,确保瓦斯抽采效果达到要求。
对于瓦斯抽采设备的维护保养也是十分重要的,保证设备的正常运行。
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析(全文)
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析煤矿资源的地下开采,需要相关开采技术的不断创新和实践。
瓦斯是矿井煤层中含有的具有环境污染性质的气体,是当今煤矿开采过程中,严峻威胁矿采安全的重要隐患。
随着矿井开采深度的增加,高瓦斯矿井的增多导致煤矿安全生产形势严峻。
井下钻孔抽采瓦斯是可实现煤层瓦斯的环保开采和高效利用,是现代煤矿开采技术的新突破。
本文针对井下钻孔抽采瓦斯技术工艺进行了简要分析。
1.矿井煤层瓦斯特性分析煤层瓦斯是一种具有强烈温室效应和污染性能的气体,它是古代植物的有机质和纤维素在煤炭堆积形成过程中,于高温、高压环境下,经厌氧菌的作用分解或者由于物理和化学作用,而形成的一种无色、无味、无臭的可燃性气体,主要成分是烷烃,此外还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气以及微量惰性气体。
瓦斯在标准状态下难溶于水,没有助燃和维持呼吸等功能,瓦斯在煤体或围岩中是以吸着游离状态存在的,达到一定浓度时,能发生燃烧或爆炸。
瓦斯在矿内煤层和岩层中的来源主要包括瓦斯涌出、瓦斯喷出、瓦斯突出等形式。
瓦斯作为一种可燃性气体,具有较高的开发利用效能。
2.井下钻孔瓦斯抽采技术分析所谓井下钻孔抽采瓦斯技术,就是利用钻孔技术在井下瓦斯聚集区岩层结构中设置相应钻孔,针对瓦斯气体进行预抽采集,已达到降低煤层中的瓦斯浓度含量,确保煤炭回采时瓦斯不超限,从而达到煤矿安全开采的技术方法。
煤矿开采中,不同的地质结构,应采纳不同的钻孔技术工艺。
除了在煤矿地面表层进行瓦斯预抽的垂直钻孔外,针对井下瓦斯抽放的大量钻孔必须在煤矿井下进行施工。
煤矿井下瓦斯钻孔抽采时,根据钻孔的布置方式,井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括高位钻孔抽采、顺层钻孔抽采以及穿层钻孔抽采等常见形式。
实际施工过程中,我们应根据矿井地质条件、瓦斯含量、井下环境、设备能力等因素,综合考虑确定合理的瓦斯抽采钻孔形式。
3.井下钻孔瓦斯抽采技术要点我国煤层瓦斯资源丰富,但地质构造条件相对复杂,煤层分布特征存在很大的落差,根据不同的地质构造,井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括以下技术要点:3.1 高位瓦斯钻孔抽采技术高位钻孔抽采技术是根据煤层开采后形成的采空区空间变化以及煤岩覆存条件来确定和选择瓦斯抽采钻孔的层位布置,根据覆岩移动和瓦斯流动规律,裂隙带中下部裂隙发育充分,瓦斯含量高、浓度大,是高位瓦斯抽采钻孔布置的最佳层位。
煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术和装备突出煤层瓦斯抽采钻孔施工技术课件
5、引进国外定向长钻孔钻机的应用情况 ➢ 2019~2019年间,山西亚美大宁能源有限公司大
宁煤矿、晋城无烟煤矿业集团公司引进了4套美国 和澳大利亚生产的采用孔底马达定向钻进的千米 钻机,用于煤矿井下定向长钻孔抽采瓦斯。使用 情况很不错。 ➢ 大宁煤矿为高瓦斯矿井,预抽本煤层(3号煤层) 瓦斯为主,最大孔深达1002m。至2019年底已完成 钻孔数1980个,累计进尺803753m,抽混合瓦斯 9.05亿m3。 ➢ 据不完全统计,近几年国内已定购的澳大利亚 VLD1000定向长钻孔钻进设备多达50余套。
2024/7/31
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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
叶片、插接式螺旋钻杆
2024/7/31
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。
2024/7/31
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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。
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煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术
摘要:我国煤矿井下瓦斯抽采钻孔技术与设备虽经过多年的发展,已经有了很
大的进步并得到了大范围的推广,但仍在社会发展和科技进步的潮流中存在了一
些不可避免的问题,只有很好的及时处理,才会准确的不如理想的发展趋势,最
终取得更好的效果。
关键词:煤矿;井下;瓦斯;抽采钻孔;施工技术
1高位瓦斯抽采钻孔施工技术
1.1钻孔层位的选择
高位瓦斯抽采钻孔施工主要是在裂隙带、采空区以及受开采影响较大的邻近层,这样将
能够更大限度的减少煤矿开采工作中瓦斯的含量,避免了煤矿事故的发生。
裂隙带中下部的
裂隙发展的较为充分,是瓦斯的主要聚集区,该地区的瓦斯含量较高,最有利于瓦斯的抽采。
为了使得瓦斯抽采的效果更加显著就需要在钻孔的过程中选用稳定的岩层,这样就能够使得
瓦斯抽采的效果更加良好。
另外,要保证钻孔的抽放效果,首先应保证成孔和后期钻孔的完
整性,钻孔布置层位选择时,通过对有效区域内岩层性质和成孔性的分析,尽量使钻孔布置
在相对稳定的岩层中。
1.2钻孔参数的确定
为保证实际的瓦斯抽放效果和生产效率,大直径长钻孔,一般是我们所提倡的瓦斯抽采
钻孔方式。
但在实际的钻孔过程中,在对钻孔深度和钻孔直径的选择时,我们要结合地层条件、抽放要求、施工技术和设备能力综合的考虑具体的钻孔深度和钻 7L 直径。
在这几个影
响因素中决定钻孔参数的主要依据地层条件。
对钻孔深度的确定如果在地层条件具备打深孔
的条件下,为了使所钻的孔对整个工作面都能覆盖,以保证整个工作区域都能安全施工,可
适当的提高抽采要求和钻井技术,钻一些深孔。
若在比较复杂的地层上施工,钻孔成孔性差,无法钻长钻孔,那么要及时的根据实际情况调整钻孔参数,要因地制宜的综合考虑各种因素
确定更加合适的钻孔深度。
对钻孔直径的确定
.在对瓦斯钻孔直径的确定时,要对瓦斯含量、抽放周期、以及施工成本等问题加以综合考虑,选择最经济有效的钻孔直径。
1.3钻孔的布置形式
开采工作面上的钻孔的布置再抽采操作中起到的作用巨大,这关系到瓦斯抽效果。
因为
矿井通风以及大气压等等因素影响,使靠近回风侧钻孔的抽放效果高于进风侧钻孔,因此在
布置钻孔的过程中,钻孔要尽量布置在回风侧,在回风巷道中也应该设置钻窝,来保证瓦斯
的抽放容量。
此外在钻孔的过程中要尽量避免开采到松软泥岩层,以此确保瓦斯抽采的准确性。
2煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术
2.1顺层瓦斯抽采钻孔施工技术
在煤矿生产的时候,尤其是高突矿井,从利用和治理瓦斯的角度来考虑,经常要在煤层
中布置好钻孔来抽采和释放瓦斯,用来确保生产活动中的安全。
在钻孔中一般根据目的分为
两类,分别是:为煤层回采服务的预抽瓦斯顺层长钻孔和为巷道掘进服务的预抽瓦斯顺层长
钻孔。
前者一般沿采煤工作面上、下顺槽向工作面中间施工布置长钻孔,其间距一般为 3 ~
5m,巷道掘进边缘和钻孔的距离一般为工作面长度的一半以上。
后者一般沿掘进巷道两帮每
隔一定距离布置一个钻场,通过钻场向工作面前方及两帮一定范围内施作顺层长钻孔抽采瓦斯,钻孔为扇形布置,保证掘进工作面瓦斯含量安全达标。
想要不使钻孔施工中偏离掘进的
方向,确保掘进安全,应该采取可靠的测斜和纠偏措施。
在有突出危险的煤层中,为了确保掘进工作安全,防止煤和瓦斯突出的危险,经常会在
掘进工作面施工较浅深度防突钻孔,用来释放地层和瓦斯的压力,降低瓦斯的含量来保证施
工的安全。
而这类钻孔的深度一般在 10~30m,半径会小于 50mm,间距和排距都在 1m 左右,有些煤层的瓦斯含量特别高,有时候排放孔设在煤巷两侧,确保煤巷正常的掘进,这类防突
钻孔设备比较简单,而且钻孔深度还比较浅。
在少数情况下,为了提高掘进工作的防突、防喷,施工时常常采用直径大,深度超过 50m 的抽采孔。
实践证明,只要有条件合适的地层、配套的设备、正确的方法,这类钻孔可以起到良好的防突、防喷效果,有利的加快了掘进速度。
2.2
穿层瓦斯抽采钻孔施工技术
穿层钻孔是通过本煤层巷道向邻近煤层施作钻孔(或者在煤层顶板或者底板施作专用瓦
斯抽采巷道,通过在专用抽采巷道内钻场向煤层中施工瓦斯抽采钻孔)抽采煤层中的瓦斯,
除低煤层的突出危险性。
钻孔的长度根据抽采巷道距离煤层(被保护层)的距离确定。
在被
保护的煤层内钻孔呈网格式均匀布孔,间排距离根据瓦斯抽采半径确定,需进行现场实测。
所有抽放钻孔要在保护层开采前结束施工,在接入瓦斯抽放管路前封孔,并保证足够的抽采
时间。
穿层钻孔抽采邻近被保护层瓦斯时,待开采保护层以后,被保护层相应煤体由于膨胀
而变形,煤体卸压,形成了层间裂隙,瓦斯得到了活化,在矿井负压和煤层瓦斯压力的作用下卸压瓦斯得到抽放,由于煤层瓦斯含量降低,所以达到消突瓦斯的突出危险性的目的。
2.3煤矿井下钻孔机器人关键技术
(1)基于真三维动态地质模型的钻孔智能设计技术基于瓦斯赋存参数、地质构造、巷
道布置和采掘计划,建立可视化三维瓦斯地质模型,利用任意切片、空间检索、信息融合的方法智能判识煤层瓦斯抽采单元;构建典型瓦斯抽采单元钻孔设计数据库,基于抽采单元划分结论及采掘时空布置,提出区域瓦斯防治钻孔无人化智能设计方法;研究施工钻孔缺陷分
析评价模型,提出瓦斯防治钻孔无人化智能补偿设计方法;设计面向钻孔机器人的瓦斯防治钻孔信息数据库;开发钻孔无人化智能设计与分析系统;
(2)井下复杂受限环境中钻孔机器人精确定位及自主避障技术研究干扰环境下的无线
传感网络定位方法、基于里程测量与惯性元件的航迹推算与激光扫描融合的同步定位与地图
构建方法、基于多源信息融合的环境自适应鲁棒容错定位策略;研究全场景地形评估方法,
面向复杂工况的全局路径规划策略,基于多动态约束的局部避障和行为优化机制;研究钻孔机器人履带底盘建模与参数识别方法、纯追踪模型算法、误差原理及目标点位置精确控制策略;
(3)钻孔机器人系统智能感知与多机协作控制方法钻孔机器人与钻杆自动装卸系统通
过多机协作完成钻孔施工,钻杆自动装卸系统工作过程中需实时感知周围环境、与钻孔机器
人的相对位置关系,完成环境模型的建立与更新。
钻孔机器人钻进过程中需智能感知自身的
施工状态,确认钻杆装卸是否到位、机械手是否撤离到安全位置、是否存在故障等;
(4)基于钻进信息反馈及图像辨识的典型煤岩识别技术通过分析钻进参数随地层条件
变化规律,建立钻进参数与煤岩特性关系,获得典型煤岩识别准则,生成钻进参数适配库,
结合煤岩返渣图像分析,形成基于钻进参数反馈为主、煤岩返渣图像为辅的煤岩识别技术;
(5)基于差分进化算法的钻孔机器人自适应钻进控制技术建立机器人自学习与优化准则,通过实时采集钻进工作参数对钻孔机器人工作状态进行自动评估,通过差分优化算法对控制向量进行优化,使钻孔机器人自主运行在效率较高、钻孔故障较低的稳定工作区。
结束语
近年来,我国广大技术人员的不懈努力,使我国在瓦斯抽采方法方面和成孔工艺方面都取得了重大的成就,现在已经具备了施工中千米钻孔的能力,但是由于我国的煤矿地质条件比较复杂,在一些方面与实际需要还有很大差距。
随着科技的进步、钻具制作技术断改进、钻孔施工技术的不断优化,未来钻孔施工技术会取得更加突出的成就。
参考文献
[1]朱奇 . 煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术分析 [J]. 内蒙古煤炭经济.2018(12)
[2]尚群 . 煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术概述 [J]. 低碳世界 .2018(05)。