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复杂顶板高位定向长钻孔钻完孔技术

煤矿安全 2023年第10期54卷 201-205页

作者：景长宝张宝第褚志伟孙文亮王飞陕西长武亭南煤业有限责任公司陕西长武731602 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

针对亭南煤矿顶板高位定向钻孔施工存在的开孔段地层破碎、定向孔段泥岩缩颈、两级扩孔效率低和瓦斯抽采通道易堵塞等问题,提出了复杂顶板高位定向长钻孔钻完孔技术;集成了大直径套管护孔、缩颈地层扩孔、双级双速一次扩孔和钢筛管完孔... 详细信息

针对亭南煤矿顶板高位定向钻孔施工存在的开孔段地层破碎、定向孔段泥岩缩颈、两级扩孔效率低和瓦斯抽采通道易堵塞等问题,提出了复杂顶板高位定向长钻孔钻完孔技术;集成了大直径套管护孔、缩颈地层扩孔、双级双速一次扩孔和钢筛管完孔等关键技术,配套了大功率定向钻机、泥浆泵车、随钻测量装置、液动螺杆钻具和双级双速扩孔螺杆钻具等钻进装备。在亭南煤矿3410工作面钻场进行了现场应用,顺利施工了2个顶板高位定向钻孔,成孔深度分别为511、610 m,孔径ϕ200 mm,单班扩孔进尺在60 m以上,全孔下入ϕ89 mm护孔钢筛管,钻进过程安全高效,为复杂顶板高位定向钻孔施工提供了一种新的技术途径。

关键词：复杂顶板高位钻孔套管护孔一次扩孔筛管完孔

王坡煤矿复杂顶板双级双速扩孔技术研究与应用

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煤矿安全 2022年第8期53卷 69-73页

作者：赵凯凯杨冬冬张亚洲褚志伟山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048021 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

针对王坡煤矿复杂顶板高位大直径定向钻孔成孔难的问题,进行了双级双速扩孔技术研究;分析了复杂顶板大直径定向钻孔扩孔施工存在的技术难点,并针对性开发了基于孔口钻机机械能及孔底冲洗液压力能多动力联合的双级双速扩孔技术,并搭配三... 详细信息

针对王坡煤矿复杂顶板高位大直径定向钻孔成孔难的问题,进行了双级双速扩孔技术研究;分析了复杂顶板大直径定向钻孔扩孔施工存在的技术难点,并针对性开发了基于孔口钻机机械能及孔底冲洗液压力能多动力联合的双级双速扩孔技术,并搭配三棱螺旋钻杆实现机械水力强排渣。煤矿井下实钻试验表明:双级双速扩孔技术装备搭配三棱螺旋钻杆能够在复杂顶板实现孔径120 mm到200 mm一次钻扩成孔,在复杂顶板砂岩层中平均机械效率可达20 m/h左右,大幅降低了常规扩孔施工的工作量,有效避免了局部孔壁坍塌引起憋压、卡钻等情况的出现。

关键词：复杂顶板双级双速扩孔技术顶板大直径钻孔扩孔效率

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采空区复杂顶板的三维分形特性及曲面模拟

中南大学学报（自然科学版） 2018年第2期49卷 431-438页

作者：付建新宋卫东谭玉叶北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

以石人沟铁矿采空区探测为工程背景,首先基于分形理论,对采空区复杂顶板的三维分形特性进行定量研究,得到对应的分维值。针对采空区顶板具有自相似性的特点,应用参数方程分形插值迭代函数系统,对采空区顶板进行模拟分析。在现场有限的... 详细信息

以石人沟铁矿采空区探测为工程背景,首先基于分形理论,对采空区复杂顶板的三维分形特性进行定量研究,得到对应的分维值。针对采空区顶板具有自相似性的特点,应用参数方程分形插值迭代函数系统,对采空区顶板进行模拟分析。在现场有限的已知点的基础上,对采空区顶板曲面进行模拟重构。研究结果表明:采空区顶板具有明显的分形特性,顶板的三维分维值综合反映了边界线的复杂程度、暴露面积及垂直方向上起伏的剧烈程度,定量地表征了顶板的非线性程度;最终模拟重构的精度与参数ci密切相关,ci越小模拟精度越大,越接近实际情况。采空区的分形特性从本质上反映了采空区边界的非线性特征。

关键词：采空区复杂顶板分形理论分形插值曲面模拟

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复杂顶板条件下切顶留巷关键技术研究

煤炭科学技术 2019年第8期47卷 70-77页

作者：苏夏收魏红印苏毅霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司山西吕梁033100 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

针对店坪矿切顶留巷初期挡矸,锚索和单体液压支柱等支护体失效导致的巷道报废的问题,采取了全巷道顶板岩性探测的方法,分析了试验巷道的复杂顶板条件下切顶留巷的关键问题。通过建立留巷围岩稳定结构及其受力模型,分析了切缝高度及岩石... 详细信息

针对店坪矿切顶留巷初期挡矸,锚索和单体液压支柱等支护体失效导致的巷道报废的问题,采取了全巷道顶板岩性探测的方法,分析了试验巷道的复杂顶板条件下切顶留巷的关键问题。通过建立留巷围岩稳定结构及其受力模型,分析了切缝高度及岩石碎胀性对基本顶运动的影响规律、恒阻锚索对顶板的支护原理以及液压支柱对切缝侧顶板的剪切作用,指出留巷的顶板运动,从时间和空间上可分为直接顶垮落期、基本顶断裂下沉期和压实稳定期3个时期,恒阻锚索支护和留巷动压期支护的参数设计要以顶板运动最剧烈期为基础进行计算。给出了留巷的预裂切缝、恒阻支护和动压期临时支护等关键技术参数的理论公式,并结合巷道各段围岩特性,将试验巷道划分7个区间段,并分段优化了留巷的关键技术参数。通过对现场留巷门架压力数据分析,滞后工作面0~60 m为直接顶垮落和基本顶周期性断裂阶段,顶板运动剧烈;滞后工作面60~160 m为垮落矸石逐渐压实阶段,顶板运动缓慢;滞后工作面160 m以后,留巷围岩变形逐渐趋于稳定。现场应用表明:分段优化前留巷顶底板和两帮累计变形量分别为1 200 mm和1 420 mm,巷道回缩率54%;采取分段优化后,两处变形分别控制在420 mm和435 mm以下,巷道回缩率在18%以下,留巷围岩变形控制效果良好。

关键词：复杂顶板切顶留巷分段优化围岩控制

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复杂顶板条件下巷道合理支护参数研究

中国煤炭 2016年第5期42卷 62-65页

作者：张成文吕坤贺瑞彬田向阳武飞岐中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京市海淀区100083

葛泉矿1192工作面巷道顶板包含8~#和9~#两层煤及夹矸,顶板条件复杂多变,巷道支护参数的设计和稳定性存在难题。通过FLAC3D数值模拟软件分析了薄顶煤型和厚顶煤型两类顶板结构巷道围岩塑性区分布特征,当顶板由薄顶煤型变为厚顶煤型时,顶... 详细信息

葛泉矿1192工作面巷道顶板包含8~#和9~#两层煤及夹矸,顶板条件复杂多变,巷道支护参数的设计和稳定性存在难题。通过FLAC3D数值模拟软件分析了薄顶煤型和厚顶煤型两类顶板结构巷道围岩塑性区分布特征,当顶板由薄顶煤型变为厚顶煤型时,顶板围岩破坏深度随之增大,两帮和底板的破坏深度不变,顶板破坏深度最大值2.5 m,帮破坏深度最大值2 m。结合塑性区特征和悬吊理论提出合理支护参数,结果表明煤帮松动圈范围0.6~0.7 m,顶板和两帮位移量60~80 mm,巷道变形量小,基本能够维持稳定。

关键词：复杂顶板数值模拟围岩塑性区支护参数

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复杂顶板条件大断面综采切眼支护与回收降耗

煤矿开采 2010年第4期15卷 78-79页

作者：朱振环淮北矿业集团海孜煤电公司安徽淮北235147

根据锚架支护原理,通过分析,成功将锚架支护技术应用于复杂顶板条件下大断面综采切眼支护中,介绍了施工工艺及采取的措施,取得较好的技术经济效益。

关键词：复杂顶板大断面切眼回收降耗锚架

淮南矿区复杂顶板高位定向孔复合排渣钻进技术

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煤炭科学技术 2020年第S1期48卷 140-143页

作者：童碧许超王鲜姜磊淮南矿业集团有限责任公司安徽淮南232001 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

针对有线测量系统配套中心通缆式钻杆在淮南复杂顶板高位定向钻孔施工中,存在的钻孔进入目标层后钻遇复杂地层时憋压、卡钻、难以有效成孔的问题,分析了造成此类问题的原因,提出采用泥浆脉冲无线随钻测量系统配合整体式螺旋钻杆进行复... 详细信息

针对有线测量系统配套中心通缆式钻杆在淮南复杂顶板高位定向钻孔施工中,存在的钻孔进入目标层后钻遇复杂地层时憋压、卡钻、难以有效成孔的问题,分析了造成此类问题的原因,提出采用泥浆脉冲无线随钻测量系统配合整体式螺旋钻杆进行复杂顶板高位定向钻孔施工的技术方案。开发了基于整体式螺旋钻杆的复合排渣工艺技术,研制和选型了适用的钻进装备系统,形成了成套技术与装备,在淮南矿业集团潘三矿17102(3)工作面进行现场试验,完成顶板高位定向钻孔10个,孔深501m,钻孔总进尺5010 m。试验表明:该套技术与装备具有排渣效果好、钻进安全性高、复杂地层中成孔率高等优点,显著提升了复杂顶板中高位定向钻孔施工效果。

关键词：复杂顶板泥浆脉冲随钻测量复合定向钻进复合排渣技术

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崩落法开采时复杂顶板的崩落过程分析

金属矿山 2007年第4期36卷 23-25,48页

作者：季翔伍佑伦李江武中国地质大学中南大学河南金源黄金矿业有限责任公司

在分析崩落法开采中顶板围岩崩落的基本条件后,从岩体工程质量、初始地应环境、空区的形态与充填状态等方面分析了顶板崩落的影响因素。结合程潮铁矿顶板崩落过程的监测结果,分析了顶板岩体的崩落过程,得出了完整的顶板空区发展过程图... 详细信息

在分析崩落法开采中顶板围岩崩落的基本条件后,从岩体工程质量、初始地应环境、空区的形态与充填状态等方面分析了顶板崩落的影响因素。结合程潮铁矿顶板崩落过程的监测结果,分析了顶板岩体的崩落过程,得出了完整的顶板空区发展过程图。研究结果表明,软硬岩体交错分布,软弱不连续面的存在是引起顶板崩落呈间歇性、突发性地发展的原因。与层状顶板崩落过程类似,在组成复杂顶板的岩体中,存在稳定性好的关键结构体,顶板的崩落过程受关键结构体控制。

关键词：崩落法开采复杂顶板崩落过程关键结构体

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深部复杂顶板条件下回采巷道锚网索支护技术

中国煤炭 2013年第8期39卷 56-59页

作者：牛多龙华心祝陈登红淮南矿业(集团)有限责任公司潘一煤矿安徽省淮南市232001 安徽理工大学安徽省淮南市232001

以淮南矿区潘一东井1252(1)首采面为工程背景,针对不同地段顶板的不同赋存特征,提出分段进行支护参数设计的锚网索支护方案。通过FLAC3D数值模拟分析了不同支护方案下掘进、回采阶段巷道围岩的变形情况,模拟结果表明:分段支护下的回采... 详细信息

以淮南矿区潘一东井1252(1)首采面为工程背景,针对不同地段顶板的不同赋存特征,提出分段进行支护参数设计的锚网索支护方案。通过FLAC3D数值模拟分析了不同支护方案下掘进、回采阶段巷道围岩的变形情况,模拟结果表明:分段支护下的回采巷道围岩变形量小,最大变形为砂质泥岩顶板段的两帮移近量,收缩断面率仅为12.6%,分段支护技术保证了巷道围岩稳定,满足经济安全回采要求。方案实施后,进行了表面位移矿压观测,实测结果与数值模拟计算结果较吻合。

关键词：深部回采巷道复杂顶板巷道支护锚网索支护 FLAC3D模拟