摘要：为保障在煤矿井下施工钻孔抽放瓦斯作业时现场工人的生命安全,迫切需要一种反应及时、稳定有效的孔口瓦斯防喷装置。针对现有瓦斯防喷装置需要人工现场安装,且存在封堵延时的问题,设计一种无需人工现场安装,且具有自动封堵功能的瓦斯自动防控系统。在实现基本功能的基础上,以标准化和自动化为原则,设计各主要零部件及自动控制系统。制造样机并试验主要部件的性能,试验结果表明:钻杆密封组件的密封性能良好;孔口胶套承压能力达到4 MPa,满足设计要求。井下应用表明:瓦斯自动防控系统完成孔口封堵的平均反应时间为3 s,可极大提高瓦斯防喷装置的有效性。

摘要：针对地面井煤层气(瓦斯)参数测定因工程量大、周期长、成本高而难以大规模实施的难题,探索采用井下长距离密闭取样技术进行煤层气井抽采前后瓦斯含量测定。根据地面井抽采效果评价需要,在潘一东矿井下布置4个不同深度钻孔,采用井下密闭取样技术及装置,配套大功率定向钻探设备和便于密闭取样的泥浆脉冲测量系统进行取样测试。针对淮南矿区碎软煤层钻进遇水易发生喷孔、塌孔的现实,提出以压风代替压水用于钻孔排渣和冷却取样钻头的取样钻进工艺;设计加工防逆流型的内合金与外复合片组合取样钻头,提高碎软煤层煤心采取率和密闭取样装置密闭效果。密闭取样瓦斯含量测试结果显示,水平井段平距32~79 m范围的吨煤瓦斯含量降低量达到3.91~7.31 m^(3)/t,且地面井抽采影响区呈现距离水平井段越近瓦斯抽采效果越好的总体趋势。研究表明,通过密闭取样钻头、密闭式取样钻进和打压工艺等方面的改进与优化,井下长距离密闭式取样技术在碎软煤层中应用取得显著效果,试验成果为地面井煤层气井抽采效果考察提供了合格的煤层气含量等参数测试样品,也为地面煤层气井抽采效果井下长钻孔定点取样考察技术的开发奠定了基础。