淮南矿区新集二矿1煤地面排水钻孔的设计施工

新集二矿的主采煤层位于山西组的底部,受到下伏太原组岩溶裂隙含水层的威胁。为缓解井下的防治水压力．采用了在地面施工排水孔的防治水思路。根据钻孔的位置及地层情况,采用了泥浆循环钻进与空气潜孔锤钻进相结合的方法。由于在钻孔施工过程中,发生了泥浆向巷道渗漏的情况,为保证钻孔施工安全及井下生产安全而对钻孔设计深度进行了调整,从而顺利的完成了该孔的钻探施工任务。此孔的成功,可为类似地区施工矿井防治水钻探工程提供借鉴。     

钻探物探一体化方法在矿井水害精细探测中的应用

针对物探技术在矿井水害探测中利用钻孔效率不高的问题,提出钻探物探一体化方法,即在钻探成孔时采用钻柱振动录井技术,在成孔后再利用孔中物探技术对井孔地质情况进行判定。钻探时的振动录井技术可以直观、可靠的定位钻孔中岩性变化和构造变化的位置,成孔后的孔中电磁法技术和地震超前探测技术可以定位孔中岩性变化和异常反射位置,进而准确的定位孔中的地质异常。实例表明:该方法可以准确查明孔中及钻孔周围存在的富水区和导水通道,有效的达到对矿井水害的精细探测。     

望峰岗矿井一副井井筒地面注浆堵水实践

通过对望峰岗矿井一副井井筒地层、井壁出水特点分析，给出设计依据；对造孔施工中特殊情况给出处理办法，对注浆堵水质量提出了评价方法。     

矿井涌水注浆治理技术探究

为解决矿井三采区变电所区域开采10#煤层时出水点相对分散、涌水通道复杂、涌水量大的问题,分析了采区的地质及水文地质条件,并依据井下瞬变电磁勘探成果,认为充水水源主要来自直接顶板K_2石灰岩含水层,奥陶系石灰岩含水层是间接充水水源。K_2石灰岩含水层的充水方式是采掘直接揭露,奥陶系石灰岩含水层突水的途径主要是导水陷落柱,其次为断层。出水点治理时,钻孔设计原则是封堵推-X-348陷落柱中奥陶系石灰水的导水通道;钻孔施工顺序是先探查陷落柱位置(探查孔)→封闭陷落柱上部渗水通道(封闭孔)→注浆封堵陷落柱通道(注浆孔)。封堵后,涌水量由200m~3/h减少至40m~3/h,效果明显。     

冲击地压煤层大直径卸压孔快速成孔关键技术

为了提高冲击地压矿井大直径卸压钻孔的成孔率和施工效率，通过对冲击地压矿井煤岩体应力特征、卸压孔孔壁扰动动力失稳特性及施工特点的分析，探讨了大直径卸压孔快速施工的关键点在于高效排渣、快速成孔提钻。采用具有1.25 m行程轨道、大通孔动力头的ZDY4000LR型钻机，优化了大直径卸压钻孔施工操作流程，形成了水介质螺旋宽翼片双动力排渣高效成孔工艺方法，并在河南义马矿区和陕西彬长矿区进行了现场试验。结果表明:该工艺技术能够安全、高效地施工大直径卸压钻孔，施工效率较大螺旋钻进技术提高了48.9%，成孔率可达到100%。研究成果对类似冲击地压矿区施工煤层卸压孔提供借鉴。      

关于提高封孔质量问题

关于提高封孔质量问题孙立华（东煤公司地质局１０４队赤峰０２４０７６）关键词钻孔；封孔；质量管理中国目书资料分类法分类号Ｐ６３４．８钻孔终孔之后，凡设计要求封闭的钻孔，必须予以封闭，这道工序称为封孔。它是防止地表水或地下水通过钻孔进入矿井，保证矿井正常...     

大同煤田岩溶地下水的水文地质特征分析

根据大同煤田岩溶地下水化学特征资料、钻孔揭露岩溶发育的资料、以及矿井出水资料，结合岩溶地下水区域水文地质条件、岩溶地下水的水温与同位素特征，对大同煤田岩溶地下水的富水层位与找水方向作了进一步的探讨与分析。     

随钻测量定向钻进技术在矿井顶板水患治理中的应用研究

西北侏罗系顶板裂隙水害是我国煤矿水害主要类型之一,严重影响了矿井的正常生产,并构成了安全隐患。提出采用随钻测量定向钻进技术施工定向长钻孔进行顶板水探放的治理方案,并对钻进成孔工艺和钻探装备进行了选配。选择红柳煤层3121工作面进行了现场应用,施工的定向长钻孔终孔平均出水量是相邻工作面常规钻孔的269倍,相同疏放周期时放水量是常规钻孔的415倍,成功对2个顶板含水层进行探放并达到安全开采要求,起到超前长距离区域探放顶板水的效果,同时可节约78%工期。现场应用情况表明,随钻测量定向钻进技术在顶板水害防治中具有广阔的应用前景,可为类似矿井提供参考。     

基于GIS的煤层顶板含水层富水性评价

为减少单一赋权法在评价含水层富水性方面的不足,以韩家湾煤矿为例,在综合分析矿井地质、水文地质条件的基础上,选取含水层的厚度、岩心采取率、砂岩粒度指数、砂地比以及砂泥交互层数作为影响富水性的主控因素,分别利用模糊层次分析法、CRITIC法获得各主控因素的主、客观权重,通过博弈集合理论得到综合权重,进而基于GIS平台对含水层的富水性进行分区评价。结合钻孔单位涌水量、矿井出水点的分布结果对含水层的富水性分区结果进行验证。结果表明:研究区富水性整体呈现由中部向两侧逐渐减弱的趋势,该模型的评价结果与实际情况相吻合。     

孙家庄铁矿初级定向钻进及防斜措施

介绍了山西省原平市孙家庄铁矿矿区的地层概况和矿体特征,收集汇总了该矿区的前期钻孔数据资料和存在的孔斜问题,对该矿区的钻孔孔斜情况及原因进行了分析,总结了该矿区的钻孔孔斜变化规律及特点,对钻探施工中的钻孔结构、钻具级配、套管选用、初级定向钻进方法及防斜措施进行了详细的介绍,并用钻探施工效果证明了采用的初级定向钻进方法和采取的防斜措施是可行和合理的。     

基于地下水流场数值模型的矿井突水量预算

矿井发生特大突水后,第一时间掌握突水水源,并预测突水量的大小,可以为制定水害治理方案提供有力支持。利用前期通过放水试验获取的水文地质参数及建立的井田奥陶系灰岩含水层数值模型,对峰峰矿区九龙煤矿的突水水源及突水量进行了分析计算。结果发现：突水初期与突水点相距2 350m的奥灰观测孔的水位下降趋势与前期奥灰放水试验的基本一致,因此,判断突水水源为煤系地层基底奥陶系灰岩含水层水。实测瞬时突水量为2 778m3/h;利用比拟法得到的Q-S方程预算突水量为2 879m3/h;通过数值模型预算的突水稳定涌水量为2 280m3/h,三者相差不大,以此说明数值模拟在矿井突水量预算中具有一定的实用价值。     

神府矿区活鸡兔矿井烧变岩水害防治工程研究

活鸡免矿井是神木北部矿区首批建设的现代化煤矿之一，于2000年12月投产，生产原煤800万t/a。由于该矿井范围内煤层上部（垂距21-30m）赋存有10.97km^2烧变岩裂隙含水层，其静储量高达130万m^3，单孔涌水量可达2000m^3/d，对煤矿的安全开采构成了巨大威胁。同时，烧变岩裂隙水双是可供矿区开发利用的宝贵水资源，为消除水害隐患及合理利用地下水资源，采用了钻孔泄水方式将烧变岩裂隙水引入矿区供水系统，既保证了矿井的安全生产，又取得了巨大的经济效益与环境效益。     

冲洪积扇含水层地下水可开采量数值模拟——以文峪河冲洪积扇为例

依据钻孔岩性,水文地质资料,将文峪河冲洪积扇平原分为上游单一潜水区和中下游承压水区,中下游垂向划分为上部弱水含水层和下部较强承压水含水层,对上游潜水和中下游承压水用二维侧向流数学模型,对中下游弱潜水用一维垂向流数学模型,在计算了现状开采条件下的水资源基础上,进一步计算出,在扇上游集中采水时,按工业开采和农业开采,以地下水多年总补排均衡,水位长期稳定的约束条件地下水可开采量。     

模糊评判方法在矿山防治水中应用

以淮南1某矿不同含水层水及采空区水数据为例,采用模糊评判方法对突水水源进行判别分析。结果表明：在原有Na＋＋K＋,Ca2＋,Mg2＋,Cl-,SO42-,HCO3-六个评判因子基础上,增加总硬度、碱度、PH值和矿化度等作为新的评判因子,其准确率由80％提高至100％。由此表明：判别准确性与样本个数没有直接关系,仅与选取样本代表性有关,选择合适评判因子是提高模糊评判可靠性。     

采用空气潜孔锤钻进技术在井筒内施工泄水孔实践

袁店一井煤矿风井井筒基岩段施工中遇工作面大量涌水,排水能力无法满足掘砌需要。为保证井筒掘砌施工安全,提出施工钻孔直达风巷的方法进行快速泄水,但已无法进行传统泥浆钻进。通过采用长距离悬空钻杆结合空气潜孔锤钻进技术以及孔口管的安装等施工工艺和措施,有效解决了岩粉上返、水压过大、钻杆摆动等施工技术难题,快速地完成了泄水孔的施工,成功将井筒基岩段涌水排入井下水仓,从而确保了井筒的安全和快速施工。     

RD20Ⅱ型钻机及空气潜孔锤钻进施工中若干问题探讨

采用RD20Ⅱ型钻机及空气潜孔锤钻进工艺,有效地解决了大口径煤层气孔、矿井通风孔、电缆孔及水源井等钻探施工中硬岩钻进效率低,干旱缺水地区钻探成本高,地层遇水易坍塌、缩径等问题。在介绍了RD20Ⅱ型钻机和QL系列潜孔锤结构特点的基础上,总结了在空气潜孔锤钻进中的一些问题及解决思路和措施。     

钻孔多参量指标预测冲击地压危险性的试验研究

为准确预测预报冲击地压危险性,提出一种通过监测钻孔过程中钻杆推力、钻杆扭矩与钻屑量等钻孔多参量指标变化规律来预测冲击危险性的方法。利用自主研制的钻孔多参量一体化测试装置,在实验环境下对不同煤体应力状态下的多参量指标进行测试分析,发现钻杆扭矩与钻屑量均随着煤体应力的增大而增大,钻杆推力随着钻进时间的增加呈现先增大再减小,并出现波谷随后增大最后减小的规律。在相同钻机及钻具条件下,进行井下原位钻孔试验,结果表明:随着钻进深度增大,钻杆扭矩与钻屑量变化规律呈现较好一致性,在5 m深度前均先增大随后减小;钻杆推力在1~4 m内呈上升趋势,在5 m处下降至波谷位置,随后推力值再次上升,最后呈稳定趋势。对此区域应力分布带情况进行划分,可确定应力峰值点大致在孔深5 m处,并利用SPSS数据分析软件初步确定此试验点钻杆推力临界指标为7.5 kN,钻杆扭矩临界指标为50.0 N·m。研究结果可为冲击地压等煤矿动力灾害危险性的预测预报提供理论基础与工程指导。      

松软煤层螺旋钻杆钻进中的吸钻卡钻力学机理

针对在突出松软煤层钻进过程中常出现的吸钻卡钻现象,以水平钻孔为例,通过分析螺旋钻杆钻进过程中钻粉在螺旋叶片间的运动规律,确定了当钻进产生煤粉量大于钻杆排出能力时,易因煤粉大量积压产生吸钻卡钻现象的力学机理。从控制钻进速度,减少钻粉生产量的角度提出了防止钻进过程中吸钻卡钻方法。计算出直径Φ42 mm和Φ75 mm两种钻孔施工时为防止吸钻卡钻的临界钻进速度。经过在鹤壁六矿2123上顺槽、2143下顺槽试验,取得了很好的效果,表明在突出松软煤层螺旋钻进成孔过程中控制钻进速度是可行的。      

郑州煤矿区井下水文观测孔施工技术

郑州地区煤矿水文观测孔以前均在地面施工,由于施工和维护成本较高,近年来逐渐推广在井下施工。2013年国家煤矿安全监察局将《高压水探放技术与装备》列入《水害防治关键技术与装备研究课题》。随着井下钻探技术和装备日趋成熟,特别是井下专用探放水钻机、孔口防喷装置、松软破碎地层跟管钻进技术、硬岩层高效定向钻进技术等方面的难题相继被攻克,煤矿井下钻探已实现了安全型作业。针对井下钻探施工的特殊性,主要从水文观测孔施工难点和解决方法进行了详细阐述,包括设备选型、钻孔定位、破碎地层潜孔锤跟管钻进、固井和井控防喷以及成孔后酸化洗井等方面。     

穿层爆破在南桐矿瓦斯抽放中的应用与数值模拟

穿层抽放是一些高突矿井常用的瓦斯治理手段,在穿层抽放时采用爆破技术已被证明具有良好的抽放效果。以重庆市南桐矿穿层爆破为背景,建立了穿层深孔爆破数学模型;利用数值计算和现场实测抽放数据相结合的方法,分别研究了各爆破孔、控制孔动应力的变化以及爆破应力场强度与抽放效果的关系。研究结果表明,穿层抽放的特点决定了爆破孔与抽放孔的布孔方式。由于炮孔斜穿煤层,煤层各断面动应力场分布极不均匀,药包中心控制孔所受动应力为控制孔中最大。在南桐矿薄煤层试验条件下,药包长度为3.2 m的爆破孔平均破坏半径为0.57 m,较其他两排炮孔大20%以上。炮孔中药包长度是影响瓦斯抽放量的重要因素。爆破孔的平均单孔抽放量较控制孔高55%,爆破钻场较非爆破钻场平均单孔流量大49%。