摘要：地面大直径钻孔可作为井下被困人员的逃生通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的应急救援方案之一。而常规大直径工程孔以泥浆正循环、多级扩孔工艺为主成孔,无法满足救援要求。着眼于大直径孔救援逃生目的,阐明包括精准透巷、优化孔身结构、高效成孔和安全透巷等四项成孔工艺设计原则;以此为指导,针对覆盖层钻进、二开基岩层钻进、下套管及固井具体施工情况,分析了全套管钻进、导向孔下导管钻进及集束式潜孔锤扩孔钻进、浮力法下套管及内插法固井等技术;借用巷道围岩松动圈及塑性区成熟理论,视透巷钻进所破坏的塑性区岩体为潜在垮落体,进行顶板稳定校核,提出了安全透巷距离及位置等关键参数设计选取方法,为地面大直径应急救援钻孔施工提供技术支持。

摘要：为解决煤矿井下大直径定向长钻孔扩孔时钻杆易发生接头断裂的问题,通过改进接头结构,优选螺纹牙型,试验新材料及其热处理工艺,研制出Ф89 mm高强高韧钻杆。介绍了钻杆设计和关键加工技术,在顾桥矿进行现场试验,共施工7个钻孔,Ф153 mm孔径扩孔总进尺2 309.5 m,最大单孔扩孔深度530 m;Ф220 mm孔径扩孔总进尺651 m,最大单孔扩孔深度506 m;Ф248 mm孔径扩孔总进尺208 m,最大单孔扩孔深度158 m。试验结果表明,该钻杆在煤层顶板高位大直径定向长钻孔施工时具有较好的推广应用价值。最后,针对现场施工时存在的问题给出了相应建议。

摘要：针对马堡煤矿8204综采工作面邻近层瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯频繁超限的问题,实测分析了8204综采面瓦斯涌出特征,针对性的提出顶板大直径走向长钻孔瓦斯抽采技术。采用FLAC3D数值模拟分析了工作面开采时上覆岩层裂隙演化规律,设计合理的抽采参数。现场应用结果表明:采用顶板大直径走向长钻孔抽采技术能对邻近层瓦斯进行有效拦截,解决上隅角瓦斯浓度超限问题,保障工作面安全高效生产。

摘要：针对煤矿井下大直径定向长钻孔施工时常规钻杆频繁发生断裂及粘扣等问题,分析了钻杆失效原因,通过优选接头材质并借鉴石油管接头的设计经验,开发出双顶结构接头及W-038R螺纹牙型,并利用有限元分析软件、室内试验及现场试验的方式依次对设计开发的W-038R螺纹接头和常规V-040螺纹接头进行对比,结果表明,工况加载条件下W-038R螺纹接头应力分布要明显优于V-040螺纹接头,前者可以满足使用要求,而后者会发生联接失效;室内静扭试验表明,设计的W-038R螺纹接头静扭能力可达22 000 Nm,是V-040螺纹接头1.5倍;现场试验表明,同等施工条件下,W-038R螺纹接头钻杆千米扩孔进尺钻具事故率约为V-040螺纹接头常规外平钻杆的18%。

摘要：为解决马兰矿大直径瓦斯抽采钻孔抽采瓦斯浓度衰减迅速的问题,提出采用袋装聚氨酯+非凝固膏体封孔技术,模拟研究确定非凝固膏体材料最佳黏度为0.01~0.03 Pa·s,最佳注浆压力1.2 MPa。通过现场实测实体煤帮破碎区发育深度,设计封孔长度为13.0 m。袋装聚氨酯+非凝固膏体材料封孔技术能够有效解决封孔效果快速衰减的问题,瓦斯抽采浓度稳定在50%以上,能够满足矿井瓦斯抽采的要求。

摘要：针对某矿工作面采空区原采用联巷埋管抽采的瓦斯治理技术,存在瓦斯治理效果差,施工成本大等问题。设计以采用低负压、大流量的大直径钻孔抽采替换原联巷埋管抽采技术,首先通过分源预测法计算得到下邻近层的瓦斯涌出量最大,属于重点治理范畴;并通过钻孔和上隅角瓦斯浓度变化规律,确定大直径钻孔孔径650 mm,间距30 m时,能够实现对瓦斯的有效治理。

摘要：2015年5月在山西晋煤集团坪上矿使用空气反循环钻进工艺施工大直径救援钻孔,车载钻机顶驱动力头主轴内通孔及冲管总成经常发生堵塞现象,在简要介绍空气反循环钻进工艺过程的基础上剖析并定位堵塞原因,进而提出设计?140 mm大直径可更换冲管总成。设计过程中重点突破冲管总成下盘根盒内4组盘根与冲管旋转密封,并在鹅颈管处设计了可更换易损模块,大幅降低使用成本。工程应用结果表明,?140 mm大直径可更换冲管总成及排渣管线的应用使得该集束式潜孔锤空气反循环钻进过程中排渣顺畅,钻进效率提高,工人劳动强度大幅降低。

摘要：煤层大直径钻孔卸压是一种常用的冲击地压局部解危的技术方法。目前防冲专用钻机普遍存在的输出转矩偏小、一次成孔直径小、自动化程度低等问题,影响了大直径卸压钻孔的高效、安全施工。通过提高钻孔成孔直径,扩大钻孔在煤层中的卸压影响区域,提高局部防冲效果,因此研制了针对冲击地压煤巷一次成孔300 mm直径钻孔的专用钻机与配套钻具。钻机最大输出转矩达到20000 N·m、并具有煤矿井下远程交互、自动上卸钻杆、输出参数调节范围大等特点,从而提高了钻机自动化程度、降低工人劳动强度、提高了大直径钻孔成孔效率。通过试验证明,钻机各项参数达到了设计指标。

摘要：为解决宽沟煤矿西翼I010203工作面进风巷受到下方采空区侧向应力影响造成的应力集中现象,采用现场煤体应力计监测数据对比分析和数据无量纲化处理相结合的手段,分别对进风巷上帮围岩应力和煤柱侧围岩应力分布情况进行了研究,研究结果表明:进风巷上帮煤体应力分布与巷道下帮侧煤体应力分布不同,巷道上帮侧煤体应力浅部应力高于深部应力且与至工作面距离呈正相关,孔深4.5 m煤体应力集中程度最高,采动应力集中分布在超前工作面50~110.6 m,显著影响范围为超前工作面50 m内;巷道下帮侧煤体应力深部高于浅部且与至工作面距离呈正相关,煤体应力集中位于9 m以上的深部位置,采动应力集中分布在超前工作面50~80 m,显著影响范围为超前工作面60 m内;确定了进风巷上帮煤体预卸压范围为50~120 m,巷道下帮煤体的预卸压范围为60~80 m。参考经验数据以及理论计算,确定了进风巷上帮煤体爆破卸压工程和下帮煤体大直钻孔卸压工程的相关参数,结合PASAT探测和围岩应力数据对比分析结果,设计的煤体爆破卸压工程能有效降低区段煤柱围岩应力集中现象,但大直径钻孔应确保一定的工程量,形成连续卸压面才能达到预期卸压效果。

摘要：煤矿井下大直径钻孔扩孔施工时存在钻进效率低、排渣困难、钻具匹配性不佳等问题,而采用集束式潜孔锤反循环钻进技术可较好地解决该问题,为此研制了空气反循环钻进用双壁钻具,重点介绍了双壁钻杆和双通道气水龙头的结构、关键技术参数及性能特点,并进行了现场试验。结果表明,该套钻具结构设计合理,能够满足集束式潜孔锤反循环钻进工艺要求,为后续在煤矿井下推广应用提供了实验依据。