摘要：针对联络巷与定向长钻孔网络复杂,治理采空区困难等现状,以平舒煤矿为背景,采用大直径钻孔穿越保护煤柱抽采采空区瓦斯,解决上隅角瓦斯体积分数超限问题。依托Fluent数值模拟软件建立大直径钻孔抽采采空区瓦斯模型,探究钻孔间距、钻孔数量、距离上隅角位置、抽采排量等参数对瓦斯抽采效果的影响,通过分析采空区瓦斯分布与回风巷中心线位置,沿工作面走向距离瓦斯体积分数分布曲线,对采空区瓦斯抽采效果进行评判。结果表明:合理抽采参数为钻孔间距L=30 m,钻孔数量n=4个,钻孔距离上隅角位置d=15 m,抽采排量Q=20 m^(3)/min.经15号煤层工作面60 d工程监测表明,采用大直径钻孔抽采瓦斯可以使上隅角瓦斯体积分数由0.6%~1.1%稳定至0.6%,验证了治理技术在平舒煤矿应用的可靠性。

摘要：针对低渗煤层瓦斯抽采存在预抽难度大的问题,提出大直径钻孔预抽能够降低低渗煤层瓦斯含量的方法。但由于低渗煤层对气固耦合效应影响敏感,抽采中渗透率变化过程不明确,导致大直径钻孔抽采参数设计依据不足。首先分析了低渗煤体渗透率演化的主控因素,建立了煤层瓦斯运移理论模型,模拟研究了大直径钻孔不同工况下对低渗煤体的瓦斯抽采效果,对比分析不同孔径、负压、孔间距下煤层瓦斯渗流规律。结果表明钻孔孔径越大造成的煤体卸压区越大,瓦斯抽采量越高,瓦斯残余含量也越小,但抽采效果增加幅度逐渐降低。负压越大瓦斯抽采量越大,但差别较小,因此负压对提升抽采效率影响较小。受渗透率演化的影响,不同钻孔间距下瓦斯抽采总量差别较大,在间距为3 m时,40~120 d阶段内抽采量最高,后期抽采量缓慢下降。间距5 m时抽采总量最高,抽采范围内的瓦斯残余含量降低较多。现场优化抽采后的瓦斯抽采纯量与模拟结果一致,表明了研究结论可靠。该研究结果可为煤矿井下大直径钻孔瓦斯抽采参数设计提供理论依据与应用参考。

摘要：针对大直径钻孔成孔存在需多次提钻、钻孔轨迹难以控制、施工效率低的问题,设计了一种可开闭的φ300/153 mm连杆式回拉扩孔钻头,通过调节泥浆泵流量使刀翼在正常钻进过程中处于闭合状态,至目的地层张开实现提钻作业与回扩作业同时进行。详细介绍了连杆式回拉扩孔钻头结构及原理,分析了回拉扩孔钻头开闭机构的力学特性,得到了刀翼所受力矩与切削刀翼张角、曲柄长度、连杆长度和偏心距等因素有关;确定了偏心距及活塞行程,通过理论分析方法得到了使钻头开闭机构具有最佳传力性能的连杆及曲柄尺寸组合以及刀翼所受的推动力矩变化规律;基于自由水射流模型,提出了水流对活塞的推力计算方法,得到了泥浆泵达到最大流量时水流对活塞的推力,并给出了影响切削刀翼张开和复位的关键部件复位弹簧的设计计算。研制的钻头在煤矿井下进行了试验,现场结果表明:φ300/153 mm连杆式回拉扩孔钻头能够实现正常钻进保持φ153 mm钻孔钻进,回拉扩孔时实现φ300 mm钻孔回扩;钻进过程中切削刀翼开闭灵活,钻头钻进稳定、可靠性高,验证了连杆式回拉扩孔钻头结构设计及适用于`普通非联络巷大直径钻孔成孔施工工艺的可行性。

摘要：大直径定向钻进成孔技术的发展,为"以孔代巷"技术抽采采空区上隅角瓦斯提供了技术支持。受限于井下设备条件,常规大直径钻孔主要采用逐级扩孔工艺。然而,逐级扩孔钻进需要多次提钻、下钻,辅助时间长、工人劳动强度大。为提高煤层顶板大直径钻孔成孔效率,开发了双级双速钻进工艺,该工艺采用螺杆马达与钻机分别驱动一级、二级钻头进行单次双级扩孔钻进,可大大提高成孔效率。通过分析双级双速钻进工艺特点、拟钻地层岩性等,从剖面形状、切削齿排布、水路设计以及导向器设计等方面设计了双级双速钻头,该钻头采用球头螺旋形导向器,更容易沿既有钻孔轨迹钻进;采用等切削布齿,提高破岩效率、降低切削齿不均匀磨损,进而提高钻头寿命与钻进效率。设计的双级双速钻头进行了现场试验,试验表明双级双速钻头能够沿先导孔钻进,较常规逐级扩孔钻头综合效率提高25%以上,使用后钻头磨损均匀,满足了双级双速工艺要求,大大提高了煤层顶板大直径钻孔施工效率。

摘要：根据井下巷道的布设情况,以及地面大直径钻孔与巷道的不同连通方式,提出2种孔身结构设计方法。在此基础上,为提高成孔效率,结合煤矿区地面大直径钻孔主要成孔工序,采用理论分析及工程总结的方法,分别对导向孔钻进、扩孔钻进、下套管及固井等成孔关键技术进行论述,并介绍了典型施工案例,总结了配套装备技术现状,重点分析了集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺及配套机具,提出了大直径钻孔成孔技术与装备发展趋势。实践表明:空气潜孔锤钻进工艺和下导管钻进工艺能够提高导向孔钻进效率,气举反循环钻进工艺及集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺可提高扩孔钻速,提吊浮力法下套管及内插法固井工艺能够满足套管安全下放及固井质量要求;上述成孔关键技术及配套装备可为煤矿区地面大直径钻孔快速成孔提供技术支持。随着工艺技术的持续改进和配套装备的不断完善,在国家重点研发计划的支持下,集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺有望成为煤矿区地面大直径钻孔核心钻进技术,最终发展成为应对矿山应急抢险救援的可靠技术体系。

摘要：为满足地面电缆孔和矿山地面救援孔等大直径深孔钻进的施工需要,对现有MDY-60型车载钻机结构进行分析研究,针对大直径深孔钻进对车载钻机的功能性要求,设计了大转矩回转器总成、大转矩卸扣装置和大开口孔口装置,最终形成了MDY-60A新型钻机及配套装置,并完成了性能测试及工业性试验。试验结果表明,改型后的钻机转矩大,上、卸扣效率高,孔口大直径钻具通过性好,可适用于空气潜孔锤钻进、气举反循环钻进和定向钻进等多种钻探工艺,为高效安全钻孔施工提供了设备保障。

摘要：结合大直径钻孔在李子垭南二井的实践应用,对大直径钻孔的防突效果进行了考察分析,针对性地提出了科学、合理、有效的大直径钻孔设计和施工方案,可为类似条件下煤巷掘进防突提供一定的参考。

摘要：大直径钻孔是防治冲击地压的主要手段之一,掌握其卸压效果检验技术有助于对施工参数进行设计和优化。从煤体应力、能量和冲击倾向等角度出发,分析了大直径钻孔的卸压原理;从施工角度考虑,分析了大直径钻孔卸压效果的主要影响因素;提出了以电磁波CT探测为技术手段对大直径钻孔卸压效果进行区域检验。研究及探测结果表明,大直径钻孔通过调节压力、耗散能量和降低冲击属性达到卸压目的;煤层强度、钻孔直径和间距是卸压效果的主要影响因素;通过确定煤体中电磁波吸收系数能够良好地反映出钻孔区域的卸压效果,是一种有效的检验技术手段。

摘要：青山矿1954年兴建,1958年进行改扩建,设计生产能力为年产45万t.现生产水平为四水平,五水平正在开拓延深.到目前为止,五水平延深工程中,四至五水平主斜井已施工完,现已开始进行五水平中央石门大巷及副巷的掘进.

摘要：针对王坡煤矿横川埋管工程量大和周期长、回采期间横川密闭墙维护成本高以及上隅角瓦斯超限严重等问题,提出了施工煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,研究了钻孔参数设计、钻进、下管、封孔、管路连接、抽采等工艺流程,并在3310工作面进行了试验。结果表明:回采期间上隅角瓦斯控制在0.19%~0.61%,钻孔抽采浓度提高1.2倍,抽采支管平均浓度6.85%,抽采纯量达10.27m^(3)/min,工期减少23.53%,用工数减少30.57%,煤层大直径钻孔瓦斯治理技术,工艺简单,成孔速度快、效率高,有效解决了上隅角瓦斯超限问题,对回采期间工作面瓦斯综合治理具有借鉴意义。