摘要：水力压裂技术在煤矿坚硬、完整顶板岩层弱化及高应力巷道卸压方面得到越来越广泛的应用。以陕西曹家滩煤矿特厚煤层综放开采工作面、特厚稳定顶板岩层为工程背景,开展了顶板岩层地质力学测试、可压性试验,水力裂缝扩展理论分析及三维数值模拟,提出井下工作面定向钻孔区域水力压裂顶板层位、压裂钻孔布置与参数确定方法及压裂工艺。在井下进行了工业性试验和系统的地面微震实时监测,获得了顶板水力压裂裂缝空间展布特征。同时,进行了液压支架工作阻力,工作面周期来压步距及持续距离,来压动载系数及顶板岩层破断能量监测与分析,综合评价了水力压裂效果。初步建立了集压裂层位确定与参数设计,井下定向钻孔压裂工艺与装备,水力裂缝空间展布监测与压裂效果综合评价为一体的煤矿井下定向钻孔水力压裂成套技术。井下试验结果表明:在曹家滩煤矿井下地应力状态下(最小主应力为垂直应力),水力裂缝以水平裂缝为主,沿钻孔两侧扩展平均距离为80 m左右,有效弱化了工作面范围内上覆坚硬、完整顶板,实现了区域顶板改造。压裂区域工作面强矿压显现显著减弱,确保了工作面安全生产。最后,分析了水力压裂存在的问题,展望了技术发展方向。

摘要：阐述了设计三维定向钻孔轨迹的新方法。该方法利用了倾斜平面倾斜角这一概念把空间三维设计转化为平面上的二维设计。据此建立了计算孔身轨迹的数学模式，提出了控制孔身轨迹的措施，并且与其他两种设计方法进行了对比。

摘要：针对目前碎软煤层干式定向钻孔产尘量大、粉尘扩散严重的问题,提出一种钻孔孔口非接触式控尘技术方案,设计并研制出集尘罩样机。对集尘罩与钻杆间隙宽度、密封装置气缝宽度、控尘气幕压力等影响控尘效果的工艺参数进行了试验研究,得到了最佳控尘效果的工艺参数。研究结果表明,当钻杆与集尘罩间隙宽度为2.0 mm、气缝宽度为0.2 mm、排渣气体压力为0.3 MPa、控尘气幕压力为0.5 MPa时,粉尘质量浓度由540 mg/m^(3)降低到15 mg/m^(3),控尘效率达97.2%。现场应用结果表明,使用集尘罩后控尘效率达到98.3%,取得了较好的控尘效果。

摘要：我国煤矿普遍采用人工"尝试逼近"的方法进行瓦斯抽采定向长钻孔设计,其效率低、精度差、设计人员工作量大,不利于矿井的安全、高产、高效。针对该技术问题,研究了兼容顺层、穿层、高位等钻孔布置方式的定向钻孔设计方法,并基于SuperMap *** 6R平台开发了定向钻孔智能设计系统,实现了定向瓦斯抽采钻孔轨迹参数的自动计算和成图,为煤矿技术人员进行定向瓦斯抽采钻孔设计提供了自动化手段。在寺河矿的现场应用表明,该系统的定向钻孔单孔设计时间不超过10 min,极大地提高了定向钻孔的设计效率。

摘要：结合煤矿井下定向钻孔工艺技术特点,阐述了定向钻孔轨迹设计原则、定向钻孔轨迹设计参数中钻孔深度、钻孔方位角和钻孔倾角的确定原则。基于对煤矿井下定向钻孔轨迹计算数学原理的研究,总结了绘图和计算2种钻孔轨迹设计和计算方法,并在我国27个矿区进行推广应用,推广应用期间完成最深定向钻孔深度为1 212 m。

摘要：针对常规钻孔注浆加固-改造技术固有的局限性,提出采用定向钻孔进行底板水害防治的方法,对钻孔设计、钻孔施工和钻孔注浆技术进行了研究。在河南焦作赵固一矿进行了现场应用,结果表明:钻孔设计合理,钻进施工顺利,注浆加固-改造效果显著,有利保障了工作面安全回采,定向钻孔注浆加固-改造方法能够实现矿井底板水害超前区域防治,可为相似条件矿区底板水害防治提供借鉴作用。

摘要：深部资源的勘探与开发离不开定向钻探,定向钻孔轨迹设计往往是成功实施的关键。定向钻孔设计首先必须科学研究定向钻孔轨迹变化规律。依据客观条件,合理选择模型,建立起函数关系,揭示出钻孔轨迹变化内在规律,提出了包含设计和检验于一体的动态跟踪设计方法。

摘要：针对煤矿井下防治水定向钻孔采用普通孔口法兰注浆工艺存在浆液易沉淀、注浆量小、全孔段被注实,造成注浆效果不理想和大量重复进尺的问题,在煤矿注浆用止浆塞分段注浆和煤矿井下水力分段压力技术的基础上,结合井下施工特点,设计了一种MX-100型裸眼封隔器,具有单通道双流向结构、长胶筒设计和易脱开保护套设计等特点。通过室内试验验证了封隔器的工作性能,同时对煤矿井下封隔器定点注浆技术进行了研究,形成了一套封隔器注浆工艺方法。该技术在新安矿15150工作面下部底板巷底板灰岩定向钻孔1号孔施工中进行了试验,出水点孔深为391 m、出水量为44 m^(3)/h,封隔器设置在孔深280 m处并成功进行了坐封,坐封压力为10 MPa,最终注浆压力达到设计的8 MPa,总注浆干料达514 t。相较于同类型定向钻孔采用孔口注浆工艺注浆时,明显提高了注浆量,同时也减少了280 m定向钻孔的重复进尺。试验结果表明,该封隔器能够在裸眼钻孔中坐封牢固,能够实现近水平定向钻孔孔内分段定点注浆,同时也减少了不必要的重复进尺,为煤矿井下防治水工程实现降本增效提供了更好的技术支撑。

摘要：本文对井下定向钻孔工艺做了全面的介绍，并对该项技术用于抽放瓦斯的可行性进行了研究设计和分析。

摘要：随着套铣技术在煤矿井下近水平定向钻孔卡/埋钻事故中的应用越来越多,套铣钻具发生二次卡/埋钻事故概率增加,针对该问题,在常规水力式机械内切割器的基础上,设计了一种用于煤矿井下近水平定向钻孔套铣钻具的棘轮式二级定位小口径内切割器;通过建立推送装置与切削刀的几何模型得到了二者的位移关系,并确定了棘轮式二级定位小口径内切割器的技术参数;现场应用中成功将φ114 mm套铣钻杆在446.5 m处割断。结果表明:活塞与节流针配合起到了切割报信功能;采用的具有定位功能的棘轮机构,降低了对连续水压的依赖,操作难度要求降低;利用弹簧蓄能为切削刀刀具旋转提供柔性推力,推力连续稳定,消除了水压波动对刀尖的冲击。