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3353m顺煤层超长定向孔钻进关键技术装备与实践

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煤炭科学技术 2021年

作者：李泉新王鲜许超姜磊刘智刘飞中煤科工集团西安研究院有限公司

针对现有煤矿井下定向钻进技术与装备钻进3 000 m以上顺煤层超长定向孔存在的不足，提出采用ZDY15 000LD大功率定向钻机和BLY460高压泥浆泵车提高装备钻进能力、通过优化钻进系统冲洗液管路和研制大通孔钻具降低冲洗液水路压耗、合理设... 详细信息

针对现有煤矿井下定向钻进技术与装备钻进3 000 m以上顺煤层超长定向孔存在的不足，提出采用ZDY15 000LD大功率定向钻机和BLY460高压泥浆泵车提高装备钻进能力、通过优化钻进系统冲洗液管路和研制大通孔钻具降低冲洗液水路压耗、合理设置泥浆脉冲无线随钻测量系统运行参数提高超长孔工况下信号传输稳定性、利用井下冲洗液净化循环系统实现定向钻进冲洗液循环利用。同时，创新开发了滑动钻进减阻技术、复合钻进倾角控制技术和复合钻进侧钻分支技术等超长定向孔钻进关键技术。结合神东煤炭集团保德煤矿大盘区煤层瓦斯大区域超前治理需要开展了3 000 m以上顺煤层超长定向钻孔工程实践，创造了主孔深度3 353 m的顺煤层超长贯通定向钻孔深度记录，实践结果表明：研究形成的超长定向孔钻进装备系统有效提高了煤矿井下深孔钻进能力，降低了钻进过程中泥浆泵压力，实现了超长孔工况下测量信号稳定传输，减少了定向钻进时清水用量和污水排放量；开发的超长定向孔钻进关键技术降低了滑动定向钻进阻力，提高了滑动定向钻进深度、钻进效率和复合钻进应用比例，解决了超长孔内侧钻分支孔的难题。研究成果能够满足3 000 m以上顺煤层超长定向孔钻进需要，为大区域煤层瓦斯超前治理提供了可靠的技术与装备保障。

关键词：顺煤层超长定向孔泥浆脉冲冲洗液净化循环系统减阻技术复合钻进

定向钻进技术在高瓦斯矿井大区域瓦斯抽采中应用效果

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矿产勘查 2023年第6期14卷 982-988页

作者：金鑫中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

为满足煤矿井下大区域深部瓦斯抽采的需要,本文介绍了区域瓦斯治理的类型、钻探装备,分析了远端水平对接钻进技术、扇形多分支定向钻进技术和超长定向钻进技术对实际煤炭开采的影响,计算了运用超长定向钻进技术开采的井下瓦斯含量。生... 详细信息

为满足煤矿井下大区域深部瓦斯抽采的需要,本文介绍了区域瓦斯治理的类型、钻探装备,分析了远端水平对接钻进技术、扇形多分支定向钻进技术和超长定向钻进技术对实际煤炭开采的影响,计算了运用超长定向钻进技术开采的井下瓦斯含量。生产实践表明:超长定向钻孔技术可以覆盖整个待采工作面,使得它比传统常规钻孔技术和扇形、半扇形钻孔技术治理煤矿井下大区域瓦斯效果更好。该技术对煤矿大区域瓦斯超前治理和矿井安全回采具有重要意义。

关键词：瓦斯抽采超长定向孔大区域瓦斯治理定向钻进

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准格尔矿区井下水害区域超前探查防治技术

煤炭工程 2021年第8期53卷 70-74页

作者：刘明军王钢崔岩波中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

针对准格尔矿区西部6号煤层受底板奥灰水和顶板砂岩水双重威胁,水害事故频发,严重制约着煤炭安全高效开采等问题,提出采用井下超长水平定向钻孔技术,对煤层顶板砂岩水进行预疏放,对煤层底板岩溶陷落柱及裂隙进行探查与封堵。分别从目的... 详细信息

针对准格尔矿区西部6号煤层受底板奥灰水和顶板砂岩水双重威胁,水害事故频发,严重制约着煤炭安全高效开采等问题,提出采用井下超长水平定向钻孔技术,对煤层顶板砂岩水进行预疏放,对煤层底板岩溶陷落柱及裂隙进行探查与封堵。分别从目的层位优选、钻孔轨迹控制、钻孔注浆工艺、钻孔施工等方面对井下水害区域超前探查防治技术进行了研究。并在准格尔煤田龙王沟煤矿61605工作面进行现场应用,钻孔孔深普遍大于1100m,岩层最大孔深达1227m,钻进过程中局部裂隙发育,裂隙注浆量460.42t,未发现大的导水通道及强富水区,为煤炭安全可持续开采提供了重要的地质依据。

关键词：井下水害超前探查带压开采超长定向孔

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高瓦斯矿井井下大区域瓦斯超前治理技术

高瓦斯矿井井下大区域瓦斯超前治理技术

煤矿井下3000 m顺煤层定向钻孔钻进关键技术

2020年煤炭安全高效绿色智能开采地质保障学术论坛

作者：杨俊哲陈殿赋罗伙根王洋李健威神华神东煤炭集团有限责任公司

保德煤矿根据煤层区域瓦斯治理需要,结合多年区域瓦斯超前治理经验,并伴随钻进技术的进步而逐渐形成了目前较为规范的"从小区域到超大区域"的区域瓦斯治理技术,对高瓦斯矿井井下大区域瓦斯超前治理技术进行持续研究。近年来,保德煤矿先... 详细信息

保德煤矿根据煤层区域瓦斯治理需要,结合多年区域瓦斯超前治理经验,并伴随钻进技术的进步而逐渐形成了目前较为规范的"从小区域到超大区域"的区域瓦斯治理技术,对高瓦斯矿井井下大区域瓦斯超前治理技术进行持续研究。近年来,保德煤矿先后完成长度2311m、2570m、3353m孔深的工程实践,并提出了"大区域瓦斯治理"的理念,超长深度钻孔、超长预抽时间、超大区域瓦斯治理成为煤矿瓦斯治理的新途径。为进一步提高超长钻孔的抽采效果,充分利用超长预抽时间抽采更多瓦斯,降低煤层瓦斯含量,提高瓦斯抽采利用效果,实现高瓦斯矿井在低瓦斯状态下回采的效果,保德煤矿开展技术攻关,进行本煤层定向长钻孔分段水力压裂增透技术研究,地面U型井井下正压排采技术研究。研究成果对以盘区以瓦斯治理为单元的大区域瓦斯治理新模式、煤矿瓦斯超前治理及高瓦斯矿井安全回采等技术进步具有重要意义。

关键词：瓦斯抽采超长定向孔井下大区域瓦斯治理正压排采分段压裂瓦斯发电

来源： cnki会议评论

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煤田地质与勘探 2019年第6期47卷 1-7页

作者：石智军董书宁杨俊哲许超郝世俊李泉新陈殿赋姚克刘建林田东庄中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 神华神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3000m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤... 详细信息

保德煤矿大盘区工作面采前瓦斯超前治理模式要求井下定向长钻孔能够沿煤层钻进3000m以上,针对现有技术装备在超长定向钻孔施工中存在滑动钻进困难、进水水路压耗大、有线随钻测量信号传输距离受限、冲洗液无法循环利用等问题,开发了煤矿井下基于螺杆马达水力加压和超长钻具正反扭转给进的滑动钻进减阻工艺、基于回转钻进倾角控制和侧钻分支的复合钻进轨迹控制技术,设计了低压耗进水水路系统、泥浆脉冲无线随钻测量系统和冲洗液净化循环系统,结合保德煤矿生产需要,完成了主孔深度3353 m、孔径120 mm的顺煤层超长贯通定向孔。钻进效果表明:滑动钻进减阻工艺有效降低了给进力,显著提高了深孔滑动定向钻进能力;基于复合钻进的轨迹控制技术,保证了钻孔轨迹沿煤层定向延伸,并提高了钻进能力和钻进效率;泥浆脉冲无线随钻测量信号长距离传输稳定可靠,克服了有线随钻测量信号传输的局限性;井下冲洗液净化循环系统净化效果良好,实现了井下定向钻进冲洗液循环利用。研究成果对支撑煤矿大区域瓦斯超前治理、以孔代巷工程、水害防治及地质勘探等技术进步具有重要意义。

关键词：顺煤层超长定向孔减阻工艺复合钻进侧钻分支泥浆脉冲冲洗液净化循环系统