抽采钻孔

摘要： 为了解决低渗透煤层瓦斯抽排难的问题,本文以杜家沟矿2104工作面为研究背景,利用数值模拟与现场实践相结合的方法对低渗透煤层水力压裂增透技术进行研究,发现随着水力压裂注液压力的增加,岩石裂缝扩展速度越快且扩展的长度越长,随着岩石弹性模量的增加,在注液压力一定时,岩石压裂裂缝的扩展长度越短。同时通过现场实践验证发现,经过水力压裂后低渗透煤层的瓦斯抽排效果明显较佳,验证了水力压裂对低渗透煤层增透技术的可行性,为矿井低渗透煤层瓦斯抽采提供参考与借鉴。

摘要： 对某矿2603综采工作面本煤层瓦斯抽采钻孔、高位裂隙瓦斯抽采钻孔现场应用过程中存在的制约瓦斯抽采效果的因素进行分析,并针对性提出优化措施。现场应用后,本煤层钻孔瓦斯抽采纯量平均提升17.5%、高位钻场瓦斯抽采纯量平均提升50%;同时采面回风巷、回风隅角瓦斯浓度分别被控制在0.6%、0.5%以内,回采期间未出现瓦斯超限事故,优化效果显著。

摘要： 煤与瓦斯突出矿井在瓦斯抽采过程中,个别钻孔封孔质量差和钻孔漏气点多,抽放浓度低,流量衰减快,通过推广“两堵两注”+通管直连抽放工艺,有效充填巷道掘进后发育的岩石裂隙和减少漏气点,提高了穿层钻孔的抽放效果。

摘要： 由于我国大部分煤矿存在煤层松软、高地应力等问题,因塌孔导致的钻孔失效对煤矿瓦斯高效治理十分不利。为解决这一问题,基于当前钻孔抽采研究成果,首先进行抽采钻孔失效原因分析,建立包括塌孔、串孔、封孔失效在内的失效原因库;其次理论分析确定塌孔程度的判定指标为抽采负压、流量;最后建立完整孔、局部堵孔、塌孔的对应分级标准,借鉴钻孔内漏气检测方法,设计塌孔钻孔的逐步排查及修复流程。试验判定准确率较高,且修复后钻孔抽采有效期明显延长,具有良好技术经济效益。

摘要： 针对采用单一顺层普通钻孔或定向钻孔预抽煤巷条带瓦斯时存在普通钻机施工长钻孔易偏离轨迹、定向钻机施工成本较高等问题,以青龙煤矿21601掘进工作面为研究背景,提出了采用普通钻孔和定向钻孔联合预抽煤巷条带瓦斯.数值模拟结果表明:单钻孔预抽瓦斯时,抽采初期钻孔终孔位置处钻孔轴向瓦斯压力等值线呈"V"形分布,随着抽采时间延长,瓦斯压力"V"形分布逐渐平滑;钻孔径向瓦斯压力以钻孔为中心呈环状依次向外递增;预抽93 d时的有效抽采半径达3.80 m;普通钻孔和定向钻孔可分别有效控制煤巷两帮15 m和煤巷掘进工作面前方200 m范围内瓦斯.现场应用结果表明:普通钻孔和定向钻孔联合预抽时,瓦斯抽采总量平均值为19.86×103 m3,瓦斯抽采体积分数平均值为53.5％,瓦斯抽采纯流量平均值为1.97 m3/min,瓦斯抽采混合流量平均值为3.68 m3/min,残余瓦斯含量小于8 m3/t,瓦斯抽采效果良好.

摘要： 深部开采煤层具备“三高一低”特性,抽采钻孔在深部煤层施工时及抽采过程中极易发生喷孔、塌孔等现象。采用数值模拟分析了不同部位抽采钻孔的变形失稳情况,确定了易发生变形失稳区域;根据弹塑性软化理论模型,研究了巷道围岩裂隙区和塑性区半径的变化规律,确定了钻孔位于巷道围岩内9.28 m左右区域容易发生失稳坍塌;现场实际钻孔变形失稳影响因素众多,钻孔失稳坍塌的部位亦有所不同。研究成果对钻孔失稳坍塌区域的准确防护、进而解决深部开采煤层抽采钻孔失稳坍塌问题有着重要的现场指导意义。

摘要： 瓦斯抽采是治理煤层瓦斯最基本的措施,瓦斯抽采量的多少与抽采钻孔的封孔质量紧密相关.目前,抽采钻孔封孔效果差、抽采浓度低是煤层瓦斯抽采的共性问题.郑煤集团告成煤矿二1煤层属于三软煤层,钻孔孔壁易破坏、裂隙发育,封孔条件差,加剧了瓦斯抽采难度.为提高瓦斯抽采效果,提出了一种新型的封孔材料,即高膨胀应力胶凝剂,结合封孔管柱,从而实现"两堵一注"带压封孔.该方法在告成煤矿25041工作面第3单元进行了现场应用,对比性试验结果表明:高膨胀应力凝胶剂具有渗透性强、抗压性能好特点;采用高膨胀应力凝胶剂封孔,瓦斯抽采浓度可维持在40％以上且浓度波动幅度小;与传统水泥浆封孔相比,高膨胀应力凝胶剂封孔可使瓦斯抽采纯量提高4倍左右,平均瓦斯抽采纯量随时间呈负指数衰减.该封孔技术为解决三软低透气性煤层瓦斯抽采浓度低、衰减快等问题提供了一种新的方法.

摘要： 为了提高顺层钻孔抽采浓度,系统分析了钻孔密封段围岩漏气分布规律,提出了利用浆液封堵孔周裂隙通道的浅孔注浆堵漏提浓工艺,并在古城煤矿进行了试验.研究结果表明:钻孔周围煤层裂隙形成的贯穿通道,是导致抽采钻孔漏气的主要原因;通过浅孔注浆对钻孔周围煤层中的裂隙进行封堵,能阻断煤层中的贯穿性裂隙通道,有效提升钻孔瓦斯抽采浓度.

摘要： 为探究松软煤层瓦斯抽采钻孔破坏过程的变形特征,对含钻孔试样进行单轴压缩试验,并采用数字散斑相关测量方法(DSCM)观测裂隙的萌生、扩展和贯通全过程的时空演化过程,提取应变场特征点的变形参数,通过坐标转换公式,分析裂隙尖端的空间位置、起裂时间和扩展规律.结果表明:孔周上下端在第372s产生张拉微裂纹,第420s孔周左右侧处发生切向位移分离,几乎同时远端处产生拉伸破坏;继续加载,远端裂纹与左右侧裂纹连接贯通,形成宏观破坏裂纹;根据裂隙的时空演化特征,将其破坏过程划分为5个阶段,钻孔孔周上(下)端与远场左右端均发生拉伸裂隙,孔周左右侧产生剪切裂纹,其余部位裂隙均由拉伸应力与剪切应力共同作用;含钻孔试样破坏过程的变形特征与抽采钻孔增压区易发生纵向和环向裂隙密切相关,揭示了瓦斯抽采钻孔离层及复杂裂隙的本质,为研究瓦斯钻孔孔周裂纹扩展规律提供一定参考.

摘要： 瓦斯抽采钻孔在采动影响下所处的应力状态比较复杂,随着工作面的推进,经历复杂的加载和卸载共同作用,易导致抽采钻孔失稳破坏.为深入研究采动影响下煤体钻孔的变形破坏特征,通过开展单调加载及分级循环加卸载试验,分析不同加载路径下试样的强度特征,并结合数字散斑技术(XTDIC)分析试样单轴压缩过程中裂纹扩展及孔周位移演化规律,通过布置"虚拟引伸计"分析试样局部化带位移演化特征.结果表明:与单调加载路径相比,分级循环加卸载路径下试样的抗压强度减小,减小幅度为4.59％;分级循环加卸载路径下,含钻孔试样的最终破坏是由远场裂纹与钻孔两侧的剪切裂纹贯通形成宏观破裂带导致的,不同加载路径下试样破坏模式均为拉剪复合破坏,破坏形态呈"X"状;试样加载顶点与卸载低点的张拉、错动位移随着循环次数增加逐渐增大,呈波动上升趋势,并且在时间上滞后于应力变化;孔周位移测点层位越高,试样加载至相同时刻的位移越大;分级循环加卸载路径下,试样卸载阶段的测点位移有轻微恢复现象,最大恢复量为0.149 mm,位移随时间增长表现为"台阶式"递增现象.

摘要： 通过对含瓦斯煤体微观结构以及瓦斯在煤体内部运移规律进行分析,阐述了煤层抽采钻孔瓦斯衰减原因,提出了煤层瓦斯抽采钻孔优化布置和抽采钻孔封孔应注意的事项及改进方法.

摘要： 为了研究煤渗透率及其应力敏感性的各向异性特征,在神东矿区某矿取大块煤样,再分别沿煤层走向、倾向和竖直方向套取煤样,利用自主搭建的煤岩瓦斯渗透率测试系统测定了不同方向煤样渗透率随围压的变化情况.分析研究结果表明:本文所取煤样渗透率具有显著的各向异性,表现为沿煤层走向渗透率最大,沿煤层倾向次之,沿竖直方向渗透率最小;煤渗透率应力敏感性系数具有横观各向同性,即沿煤层走向和倾向煤样渗透率的应力敏感性系数接近各向同性,低于沿竖直方向煤样渗透率的应力敏感性系数;煤渗透率应力敏感性系数具有各向异性的原因是杨氏模量和孔隙率具有各向异性.本文的研究结论对优化本煤层瓦斯抽采钻孔的布置方式具有一定的指导意义.

摘要： 本发明公开了一种抽采管、抽采系统及下向钻孔抽采方法，其中：抽采管包括护壁套管和通气管，两者并排固定设置；所述通气管一端的侧壁上开设有第一开孔，所述护壁套管的对应位置设置有第二开孔，所述第一开孔和第二开孔连通。本发明提供的抽采管、抽采系统及下向钻孔抽采方法，其抽采管的通气管和护壁套管通过第一开孔连通，而其他地方两个管子并不连通，在抽采过程中，通气管和护壁套管构成连通器，这样，护壁套管中沉积的水分就极易被抽采出来，水分被抽采之后，煤层中的瓦斯可以经由护壁套管上的通孔进入到护壁套管中，从而提高了瓦斯的抽采浓度。

摘要： 本发明公开了一种抽采管、抽采系统及下向钻孔抽采方法，其中：抽采管包括护壁套管和通气管，两者并排固定设置；所述通气管一端的侧壁上开设有第一开孔，所述护壁套管的对应位置设置有第二开孔，所述第一开孔和第二开孔连通。本发明提供的抽采管、抽采系统及下向钻孔抽采方法，其抽采管的通气管和护壁套管通过第一开孔连通，而其他地方两个管子并不连通，在抽采过程中，通气管和护壁套管构成连通器，这样，护壁套管中沉积的水分就极易被抽采出来，水分被抽采之后，煤层中的瓦斯可以经由护壁套管上的通孔进入到护壁套管中，从而提高了瓦斯的抽采浓度。

摘要： 本发明公开了一种定向长钻孔注氮强化抽采装置，属于瓦斯抽采设备技术领域，包括定位板以及固定于定位板表面的密封罩，所述定位板的表面对称开设有两个通孔，且定位板表面的通孔内固定连接有注液管，所述密封罩内固定连接有抽采管，所述抽采管的外壁设有密封圈，所述密封罩的表面对称开设有两个固定孔，且密封罩表面的固定孔内固定连接有固定套筒，所述定位板的底部开设有密封腔，且定位板的表面对称开设有两个加注口，所述定位板表面的加注口内固定连接有加注管。该定向长钻孔注氮强化抽采装置，在瓦斯抽采的过程中，能够对抽采管周边位置进行密封，降低了瓦斯泄漏隐患。

摘要： 本发明公开穿层钻孔抽采式钻具及防喷孔随钻瓦斯抽采方法，抽采式钻具包括多根抽采式钻杆、抽采式高低压转换阀、筛孔进气装置、开闭式钻头、抽采式水辫；抽采式钻杆由外管和内管组成，抽采式高低压转换阀由阀外管、阀内管和高低压转换组件组成，筛孔进气装置由凸筋形外管、凸筋形内管和进气筛孔板组成，不同名称的内管相互密封衔接共同构成钻具的瓦斯抽采通道，相同名称的内管与相同名称的外管之间的轴向空间为钻具的供流通道，钻具的外表与钻孔壁之间的空间为排渣通道，抽采式钻具在孔口配套安装有控喷式引流箱，本专利中防喷孔随钻瓦斯抽采方法针对前进式割缝及冲孔，退钻时需要下放护孔筛管。

摘要： 本发明公开了一种通过辅助钻孔提高抽采钻孔瓦斯抽采浓度的方法，包括以下步骤：第一步、采用小直径钻杆的钻机在巷道煤层上并排施工多个抽采钻孔，在利用大直径钻杆的钻机在上述钻孔基础上进行扩孔；第二步、对钻孔进行有效封堵后，利用瓦斯抽采管对钻孔内瓦斯进行初步抽采；当瓦斯抽采浓度低于50％时，对抽采钻孔进一步封堵并在封孔段内注满半流体浆液；第三步、当瓦斯浓度低于30％时，用小直径钻杆的钻机在并排抽采钻孔的四周施工若干辅助钻孔，并对辅助钻孔进行封堵注浆。本发明可以提高钻孔抽采利用率以及瓦斯抽采浓度，缩短有效抽采周期，环节采掘接替紧张的现象，且操作简单，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种基于抽采管路阀门控制的顺煤层钻孔瓦斯抽采方法，1)从抽采工艺过程中的抽采钻孔布置的角度上对顺煤层瓦斯均匀抽采，从停采线的位置开始掘进进风巷道和回风巷道，随着巷道的向前掘进，在进风巷侧依次布置抽采钻孔，当掘进推进到开切眼的位置时，抽采钻孔布置结束，将临近停采线位置的抽采阀门调小，将临近开切眼位置的抽采阀门调大，使更多的负压分配到临近开切眼处的抽采钻孔中，增加临近开切眼位置的抽采钻孔中的抽采流量；2)从矿上压力分布规律和煤层透气性系数的角度上对顺煤层瓦斯高效抽采，关闭卸压区临近工作面区域的阀门和增压区的阀门，全力开启卸压区临近增压区区域的阀门，实现瓦斯高效抽采的目的。

摘要： 本发明公开了一种通过辅助钻孔提高抽采钻孔瓦斯抽采浓度的方法，包括以下步骤：第一步、采用小直径钻杆的钻机在巷道煤层上并排施工多个抽采钻孔，在利用大直径钻杆的钻机在上述钻孔基础上进行扩孔；第二步、对钻孔进行有效封堵后，利用瓦斯抽采管对钻孔内瓦斯进行初步抽采；当瓦斯抽采浓度低于50％时，对抽采钻孔进一步封堵并在封孔段内注满半流体浆液；第三步、当瓦斯浓度低于30％时，用小直径钻杆的钻机在并排抽采钻孔的四周施工若干辅助钻孔，并对辅助钻孔进行封堵注浆。本发明可以提高钻孔抽采利用率以及瓦斯抽采浓度，缩短有效抽采周期，环节采掘接替紧张的现象，且操作简单，成本低廉。

摘要： 本发明公开了一种保护煤矿井下瓦斯抽采钻孔提高钻孔瓦斯抽采效果的方法，包括以下步骤：设计钻孔，确定钻孔参数，实现钻孔施工；钻孔后进行扩孔；然后在钻进至设计孔深后，停止钻进并通过钻杆内通孔将连接好的筛管和悬挂装置人工输送到孔底，提出扩孔钻头时，筛管和悬挂装置留在孔内，起到护孔作用。因而，本发明通过改变传统的下筛管工艺，成孔后不提钻，通过钻杆内通孔下入PVC筛管，作为护孔管和瓦斯抽采通道，既解决了塌孔问题，又不影响瓦斯逸出，对于钻孔高效利用、瓦斯高效抽采以及安全生产都具有重要的现实意义。

摘要： 本发明涉及一种瓦斯抽采钻孔坍塌修复与互联的一体化抽采方法，属于煤矿安全技术领域，本发明针对松软煤层内瓦斯抽采钻孔易变形、易发生坍塌，而导致的矿井瓦斯抽采效率低的难题，采用特有的万向结连接钻杆与疏通钻头的方式，通过钻机驱动钻杆与疏通钻头旋转进而对坍塌处煤体进行切削，从而恢复瓦斯抽采钻孔的功能属性；进一步，还通过特有的互联钻头与筛孔管相配合的方法，将发生坍塌的瓦斯抽采钻孔与相邻的瓦斯抽采钻孔进行互联，并在互联钻孔内留置筛孔管，提高了瓦斯抽采钻孔影响范围内煤体的渗透特性，增加了煤体内瓦斯运移的路径，有利于提高矿井瓦斯抽采效率。

摘要： 本发明涉及一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔自动封孔装置及抽采方法，包括从后到前依次进行连接的后端套管、中间套管和前端套管，其中每根套管内形成相互隔离的双通道，每个套管的内通道是相互串联连通的，每个套管的外通道也是相互串联连通的，内通道为瓦斯抽采通道，外通道为注浆通道，后端套管和前端套管的外通道外侧还分别设置有能够膨胀的胶囊，胶囊膨胀后分别将后端套管和前端套管与钻孔之间的缝隙进行封堵，后端套管和前端套管的外通道与胶囊的空间内通过单向阀连通，后端套管的外通道上开有与钻孔连通的单向阀，每根套管外管尺寸与钻杆尺寸匹配，利用自动钻机依次连接前端套管、中间套管和后端套管，并将套管依次送入钻孔内。