资源描述：
煤矿现代化2020 年第 2 期总第 155 期 1矿井瓦斯地质概况 1.19 煤层地质情况 9 号煤层位于龙潭组上段下部， 上距 8 号煤层底 板平均 5m左右， 下距标三 （石灰岩 ） 平均 3.8m。全区 见煤点共 42 个， 煤层厚 1.36～4.66m， 平均 2.41m， 全 区可采， 属较稳定偏稳定型煤层。煤芯呈柱状或碎块 状。结构较简单， 含夹矸 0- 2 层， 一般 0- 1 层， 夹矸为 泥岩、 炭质泥岩， 厚度 0.05～0.37m。 煤层顶板多为泥质 粉砂岩， 局部为泥岩， 个别点为粉砂岩； 底板为泥岩， 富含植物根部化石。 1.2煤层瓦斯赋存情况 表 1新田煤矿 9 煤层实测瓦斯压力等参数表 根据中煤科工集团重庆研究院和沈阳研究院提 供的 新田煤矿 4、 9 煤层瓦斯基本参数测定及煤层 突出危险性鉴定报告 （局部 5、 6、 7、 8 可采煤层未进 行突出危险性鉴定， 委托华北科技学院进行了突出危 险性评估，在报告圈定的范围内 5 煤评估为突出煤 层， 6、 7、 8 煤评估为非突出煤层 ） ， 结果得知 9 煤层 具有煤与瓦斯突出危险性， 矿井属于煤与瓦斯突出矿 井， 9 煤层测试最大瓦斯压力为 2.94MPa。其测定的 煤层参数详见表 1。 1.3钻遇地层情况 根据矿井接替需要，本次施工的目标层位是 9 煤层， 钻场布设在 1901 运顺迎头， 开孔位置位于 9 煤层中部， 主要考察 9 煤层顶底板地层情况。 根据现场勘察的地质资料， 9 煤层顶底板岩性 情况如图 1 所示。 图 19 煤层顶底板地层情况 2定向钻进技术简介 定向钻进是指利用钻孔自然弯曲规律或采用人 工造斜工具使钻孔按设计要求进行延伸钻到预定目 标的一种钻进方法。 其内涵本质是定向钻进有预定目 标， 根据设计要求， 该目标可以是地下某一点， 也可以 千米定向钻机在新田煤矿的应用 陈 祖 国 （贵州豫能投资有限公司特种工程中心 ，贵州 毕节 551700 ） 摘要 为解决制约新田煤矿发展的瓦斯问题， 做到高效提前预抽煤层瓦斯， 实现长距离大范围瓦斯 抽采、 消突达标。 从而加快煤巷掘进速度， 避免矿井接替失调。 因此， 新田煤矿从西安煤科院引进了千 米定向钻机， 施工顺煤层长距离大直径抽采钻孔， 既探明了前方煤层变化情况， 又提前预抽了瓦斯， 取 得了一定效果。 关键词 瓦斯 ； 定向钻机 ； 预抽 中图分类号 TD745文献标识码 A文章编号 1009- 0797 （2020 ） 02- 0007- 02 Application of kilometer directional drilling rig in Xintian Coal Mine CHEN Zuguo （Special EngineeringCenter ofGuizhou YuenengInvestment Co., Ltd. , Bijie 551700 , China ） Abstract In order to solve the gas problem that restricts the development of Xintian Coal Mine, it is possible to efficiently pre- pump coal seam gas in advance, and realize long- distance large- scale gas drainage and elimination of the standard. Thereby speeding up the excavation speed of coal roadway and avoiding the failure of mine replacement. Therefore, Xintian Coal Mine introduced a kilometer directional drilling rig from Xian Coal Research Institute to construct long- distance large- diameter drilling holes in the coal seam. It not only proved the change ofcoal seamin front, but alsopre- extracted gas in advance, and achieved certain results. Key words gas ; directional drillingmachine ; pre- pumping 煤层 坚固性 系数 煤的破坏 类型 瓦斯含量 m3/t 瓦斯压力 MPa 透气性系数 m2/MPa2.d 瓦斯流量衰 减系数d～1 90.42IV24.562.949.0120.786 7 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 2 期总第 155 期 是孔眼轴线或特定方向和角度， 采用一些人为可以控 制的技术方法与机具有目的地将钻孔轴线由弯变直 或由直变弯， 使之钻进达到目标要求。根据施钻地层 状况、 设计要求和目的等不同， 施工顺序可分为 “前进 式” 和 “后退式” 两种。根据新田煤矿井下调研和矿井 地质资料， 结合矿方对于钻机性能和钻孔施工的具体 要求， 选用中煤科工集团西安研究院有限公司生产的 ZDY6000LD （B ） 定向钻机。可随钻测量钻孔倾角、 方 位、 工具面等主要参数， 同时可实现钻孔参数、 轨迹的 即时孔口显示，便于施钻人员随时了解钻孔施工情 况， 并及时调整工具面方向和工艺参数， 使钻孔尽可 能的按照设计的轨迹延伸。 3钻孔施工设计方案及钻孔钻进情况 3.1施工设计方案 目前千米钻机在 1901 运顺里程 349m 处，共设 计 8 个钻孔。控制前方 300m， 巷帮 15m。在主孔施工 过程中， 根据打钻情况再布置分支孔， 预抽煤层瓦斯， 掩护巷道掘进。 孔身采用二级结构，包括一级套管一级裸孔， 裸 孔采用 96mm直径， 一级开孔采用 250mm孔径， 下入 159mm套管 （15m ） ， 施工96mm定向钻孔。 3.2钻孔施工情况 该钻场于 2019 年 1 月 7 日开钻，截止 3 月 6 日 早班， 施工完成主孔 6 个钻孔， 最大孔深 459m。完成 定向钻孔总进尺 2463m，完成 φ153mm 扩孔 122m， φ230mm扩孔 122m。具体施工情况见表 2。 表 2钻孔施工统计表 图 21901 运输巷迎头千米定向钻机成孔图 4工程效果 4.1定向钻孔瓦斯抽采情况 为详细观察定向钻孔施工完毕后的瓦斯抽采浓 度情况， 检验其抽采效果， 瓦斯参数测定数据见表 3。 表 3千米定向钻孔瓦斯抽采数据测定表 从表 3 可以看出， 定向钻孔施工完毕后， 瓦斯抽 采浓度和瓦斯抽采纯量均较高，持续时间也较长， 抽 采效果较为明显。 4.2定向钻孔瓦斯抽采情况 为了摸清前方煤层及地质情况，钻孔施工完毕 后，及时绘制钻孔剖面图见图 3。从图 3 分析得知， 1901 运输巷煤层变化平缓， 煤层倾角 3～6。前方 虽然小型地质构造较多， 但无大的断层， 对煤巷掘进 无较大影响。 图 3钻孔剖面图 5结语 通过施工千米定向钻孔， 实现了顺层条带钻孔长 距离大范围预抽， 保证了预抽期， 为掘进连续评价提 供了保障。但在后续的钻孔施工过程中， 如何解决钻 孔施工过程中塌孔、 憋孔， 增大钻孔深度； 还有如何提 高钻孔施工过程中的煤段长度，减少岩石孔等问题， 还需进一步和西安煤科院合作， 摸索适合新田煤矿的 经验， 从而让千米定向钻机真正起到效果。 参考文献 [1]陆军，熊克剑等. 近水平千米定向钻机在矿井瓦斯抽采 中的应用 [J].煤炭科学技术,2011. [2] 王志豪、张利军等. 千米定向钻机在余吾煤业瓦斯抽采 中的应用[J].煤炭技术,2014. 作者简介 陈祖国1986- ,男， 汉族， 湖北荆门人， 工程师， 贵州豫能 特种工程中心， 总工程师， 工程硕士， 河南理工大学， 安全工 程专业。（收稿日期 2019- 5- 21） 孔号起止日期 天数 （d ） 钻遇 煤率 （ ） 孔深 （m ） 进尺 （m ） 153mm 扩孔 230mm 扩孔 备注 11.23-1.264723513932121 21.7-1.14880.84805342727 31.15-1.195765015432121 41.20-1.2231001441862121 52.23-3.1769.94084401616 63.1-3.65783453671616 73.7-3.12670.94147201616 83.13-3.15374.52733781616 合计4177.7629163561154154 8 ChaoXing
展开阅读全文
