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题名井下碎软煤层双管双动空气定向钻进工艺研究
被引量：7
- 1
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作者
王力
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机构
煤炭科学研究总院
中煤科工集团西安研究院有限公司
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期166-172,共7页
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基金
国家科技重大专项任务(2016ZX05045-003-002)
中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2021XAYKF09)。
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文摘
碎软煤层钻进过程中易发生喷孔、塌孔,造成钻孔深度浅、成孔率低,严重制约碎软煤层瓦斯高效治理。随着“以孔代巷”、递进式抽采等瓦斯治理模式的兴起,煤矿对碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔提出了更高的要求,为了进一步提高碎软煤层钻孔深度、钻孔精度和成孔率,以满足煤矿安全、高效、精准瓦斯治理的需要,提出煤矿井下碎软煤层双管双动空气定向钻进工艺方法。针对该钻进方法涉及的关键钻具和钻进工艺,根据煤矿井下空气螺杆钻具规格和通过性试验,分析确定外管套管、内管螺杆钻具、领眼钻头以及扩眼器等钻具级配;通过理论分析螺旋钻进煤粉颗粒运动速度,优化套管螺旋叶片螺距、头数等参数;根据钻进排粉需求、空气螺杆钻具用风要求,计算双管钻进用风量、风压;采用数值模拟方法,研究排粉规律和最佳钻进工艺参数,最后通过现场钻进试验,验证双管双动钻具级配和钻进工艺的合理性。结果表明:增加风量比增加转速提高排粉效果更明显;钻进时套管转速40 r/min时,对应风量应最小达到500 m^(3)/h,内管钻具滑动定向造斜完成后,应尽快复合钻进排粉,当风量低于400 m^(3)/h时,应当充分回转扫孔排渣;采用ø90 mm领眼钻头+ø120 mm扩眼器+ø73 mm空气螺杆钻具+ø73/35 mm宽叶片螺旋钻杆的内管钻具+ø140 mm套管钻头+ø120/96 mm反螺旋套管的外管钻具组合,采用风量1000 m^(3)/h、风压1.25 MPa以上的风源、转速40~120 r/min的工艺参数,钻孔深度达到350 m以上、套管护孔深度168 m以上,钻孔轨迹可控制在煤层内,有效提高了钻孔深度和精度,为碎软煤层随钻护孔精确钻进提供新工艺方法。
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关键词
双管双动钻进
空气定向钻进
以孔代巷
碎软煤层
煤矿井下
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Keywords
double-pipe drilling
air directional drilling
replacing roadway with borehole
broken and soft coal sean
un-derground coal mine
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分类号
TD41
[矿业工程—矿山机电]
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题名煤矿井下碎软煤层空气复合定向钻进技术与装备
被引量：66
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作者
方俊
刘飞
李泉新
褚志伟
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机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期224-229,共6页
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基金
国家科技重大专项资助项目(2016ZX05045-003)
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文摘
针对碎软煤层瓦斯高效抽采与治理已成为制约煤矿安全高效生产的关键技术瓶颈问题,在分析碎软煤层顺层钻孔钻进关键技术难题的基础上,提出采用空气复合定向钻进技术与装备进行碎软煤层钻孔施工的技术方案,介绍了其技术原理与技术优势,开发了复合定向钻进技术、顺煤层长距离成孔技术和复合强排渣技术,选配了矿用空压机和孔口除尘器,研制了空气螺杆马达、空气流量与压力监控系统、配套钻具等钻进装备。在贵州省青龙煤矿开展了现场试验,在普氏系数为0.37的碎软突出煤层中,完成5个定向钻孔和2个定向主分支孔施工,最大孔深385 m,总进尺3 014 m,最大单孔瓦斯抽采纯量超过1 500 m^3/d,取得了碎软煤层定向钻孔成孔深度和瓦斯抽采效果的重大突破。空气复合定向钻进技术与装备可在工作面圈闭之前对碎软煤层瓦斯进行超前区域递进式抽采治理,掩护巷道掘进和工作面回采,具有钻孔施工周期短、成本低、瓦斯抽采效果好等显著优势,可对革新井下碎软煤层瓦斯治理模式、助力煤矿企业降本增效提供技术参考。
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关键词
碎软煤层
瓦斯抽采
空气复合定向钻进
钻进装备
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Keywords
soft-fragmentized coal seam
gas extraction
air compound directionel drilling
drilling equipment
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分类号
TD421
[矿业工程—矿山机电]
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题名青龙煤矿碎软煤层顺层定向钻孔钻进试验研究
被引量：23
- 3
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作者
李泉新
方俊
褚志伟
刘飞
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机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2018年第11期1-6,共6页
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基金
"十三五"国家科技重大专项资助项目(2016ZX05067-001-003)
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文摘
针对青龙煤矿碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔深度浅、轨迹控制精度低及瓦斯抽采效果差等问题,在分析矿井瓦斯地质情况与预抽采方式现状基础上,介绍了采用空气复合定向钻进技术进行顺层定向钻孔施工的原理和关键技术,制定了钻场与钻孔设计、钻进装备和钻具组合选套、钻进技术要求总结的整体试验方案,并在21608轨道巷迎头钻场进行了顺层钻孔空气复合定向钻进试验。试验结果表明,采用空气复合定向钻进技术可实现碎软煤层内顺层定向钻孔施工,完成7个主孔和2个主分支孔,总进尺为3 929m,最大孔深达406m,300m以上钻孔成孔率达88.9%;试验钻孔瓦斯抽采体积分数均超过68%,平均单孔瓦斯抽采纯量超过1m^3/min,最大单孔瓦斯抽采纯量超过2.55m^3/min,抽采纯量是常规钻孔的10倍以上,瓦斯抽采体积分数提高了50%左右,钻孔成孔与瓦斯抽采效果显著。
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关键词
煤矿安全
瓦斯抽采
碎软煤层
顺层定向钻孔
空气复合定向钻进
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Keywords
coal mine safety
gas drainage
soft-fragmentized coal seam
bedding directional drilling
air compound drilling technology
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分类号
TD712
[矿业工程—矿井通风与安全]
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题名矿用电磁波随钻测斜仪在松软煤层钻进中的应用研究
被引量：1
- 4
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作者
田小超
王博
李渊
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机构
中国煤炭科工集团西安研究院有限公司
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出处
《中国煤炭》
2020年第8期53-56,共4页
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基金
中国煤炭科工集团西安研究院有限公司科技创新基金面上项目(2019XAYMS06)。
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文摘
在松软煤层钻进中,因煤层起伏变化,容易出现采用常规回转钻进顶板或底板钻孔施工不到位和采用基于水力驱动的随钻测量系统易造成塌孔和埋钻等问题,基于此,提出了矿用电磁波随钻测斜仪配套空气动力螺杆马达进行松软煤层顺层钻进的新思路,开发了基于无线电磁波传输的随钻测量系统及基于空气驱动的螺杆马达等关键技术与装备,并在淮河能源集团潘三煤矿开展了可行性试验应用。应用结果表明,矿用电磁波随钻测斜仪能够满足在松软煤层顺层定向钻进的实际生产需求,指导钻具沿煤层钻进,降低无效进尺,有效提高见煤率及瓦斯抽采量。
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关键词
矿用电磁波随钻测斜仪
松软煤层
空气动力定向钻进
瓦斯抽采
瓦斯治理
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Keywords
mine electromagnetic wave inclinometer
soft coal seam
air-driven directional drilling
gas drainage
gas control
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分类号
TD712.6
[矿业工程—矿井通风与安全]
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