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核化冶院顺利完成钻孔水力冲采相似材料模拟试

时间:2019-06-29 21:50来源:科学
近日,由核工业北京化工冶金研究院负责的钻孔水力冲采相似材料模拟试验顺利完成。此次试验是国内首次针对钻孔水力开采技术进行的相似材料模型冲采模拟试验,较好地模拟了冲采

近日,由核工业北京化工冶金研究院负责的钻孔水力冲采相似材料模拟试验顺利完成。此次试验是国内首次针对钻孔水力开采技术进行的相似材料模型冲采模拟试验,较好地模拟了冲采工艺、冲采效率等方面内容,在水力冲采喷头研制方面取得重要突破,对钻孔水力开采技术的发展具有重大意义。

高压水力割缝增透技术在张集矿应用,该矿针对硬煤层水力冲孔增透效果差的实际情况,在1415A底抽巷进行了高压水力割缝增透试验。采用高压水力割缝措施后,钻孔的平均等效直径为未割缝钻孔的5倍,增加了钻孔内煤体暴露面积;钻孔瓦斯涌出初速度为未割缝钻孔的2.3倍,瓦斯涌出速度得到提高,煤体裂隙进一步发育;钻孔的瓦斯抽采总量为未割缝钻孔的1.8倍,抽采效果得到提升;煤体瓦斯含量下降幅度为未割缝钻孔的1.9倍,提高了抽采效率。

3.1.3本煤层网格抽放技术考虑到本煤层施工顺层钻孔的特点,为有效增加煤层预抽钻孔长度,在回采工作面每隔一定距离布置一条中间巷,在该巷道内,沿工作面走向施工顺层抽放钻孔,与工作面上下风道的抽放钻孔形成网格状交叉布置方式。该方式布置抽放钻孔,可提高单位面积内的钻孔抽放强度,同时可利用工作面超前采动影响进行工作面卸压抽放。该方案布置示意图见下图:澳门新豪天地3559 1

本次试验首先以某砂岩铀矿床矿岩为模拟对象,采用正交试验原理制备试样对其力学强度性能进行测试,确定了制备类软弱细砂岩相似材料配比,并建立了水力冲采相似材料模拟试验平台;然后在试验平台上以设计的正交试验方案进行了冲采试验,得出各试验因素与冲采效率的关系,新研制的水力冲采器达到预期冲采效果,其喷头冲采效率明显优于普通喷头。来源:中核网

穿层钻孔定点封孔技术在顾桥矿应用,该矿1414轨顺底板巷穿层预抽钻孔采用水力压裂、水力割缝、掏穴等增透措施后,并基于囊袋封孔技术,对穿层预抽钻孔封孔工艺进行改革,创新定点式封孔技术,省时、省力、省材料。

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近日,集团公司将今年以来瓦斯治理创新主要新技术整理汇总,要求各矿结合实际推广应用和借鉴厚煤层顺层钻孔水力压裂增透技术、穿层钻孔定点封孔技术、快速测压技术及装备研制等六个技术创新项目。

水力切割钻孔钻进至预定位置后,开动注水泵并进行相应的切换,钻机保持旋转状态后退,进行水力切割。在到达距孔口10m位置后,停止旋转、停止高压水,将钻杆缓慢拔出。水力切割施工钻具对于BZ-Ⅱ型自动变径钻头的改进,采用两种技术方案,一种方案是通过在该钻具前方加装一特制的三翼钻头,钻头上设计孔径6~8mm的三个出气孔。同时,扩孔钻头上部布置三个出气孔。钻进期间,通过三翼钻头及扩孔钻头上的出气孔起到排碴作用。待达到预定位置后,切换为高压水,进行钻孔内的水力切割。为形成一定的切割面,扩孔钻头上的出气孔相错布置,以提高切割面的宽度。该方案的钻具结构示意图如下:

此外,推广的项目还包括下向钻孔抽采“四化”管理技术。潘三矿总结出了一套下向钻孔抽采“四化”管理技术,并在-817m东翼轨道大巷下向穿层钻孔中得到了成功应用,提高了抽采效果。

随着焦作矿区开采深度的延伸,煤层瓦斯含量、瓦斯压力逐步升高,开采期间的煤与瓦斯突出危险性日益严重,煤与瓦斯突出强度、矿井瓦斯涌出量显著增加。在现有的抽放技术条件下,为有效解除工作面的突出危险,生产矿井往往需要6~8个月,乃至十几个月的时间进行采前预抽,仍无法满足安全生产的需要,因瓦斯问题束缚生产的现象屡屡出现。采前的低抽出率,导致工作面回采期间绝对瓦斯涌出量的增加,单纯依靠提高通风风量解决瓦斯涌出,必然带来风速超限等一系列问题,对矿井安全生产埋下巨大的隐患。

薄煤层顺层钻孔中压水力化增透技术在朱集东矿1222上顺槽应用后,钻孔等效直径扩大了约2倍,钻孔抽采浓度提高了4倍,百孔抽采纯量提高了2倍,预计该工作面预抽时间同比可缩短三个月。

3.1.2顶板岩巷预抽煤层瓦斯技术焦作矿区主采二1煤透气性差,多数矿区煤质松软,在顶底板附近有一软煤分层。煤巷掘进期间及进行本煤层预抽过程中抽放效果差,达不到较好的防治瓦斯效果。顶板岩巷预抽煤层瓦斯技术,即通过在回采工作面设计范围内预先施工一条顶板岩巷,在岩巷内分别向回采巷道掘进区域及回采工作面内施工预抽钻孔,进行煤层瓦斯的抽放。相对而言,该方式进行抽放钻孔的施工,更易达到全面控制回采区域煤层,提高瓦斯抽放效果的目的。同时,利用对回采巷道掘进范围内的瓦斯提前预抽,可提前解除或降低掘进工作面的突出危险性,对于进一步加快煤巷掘进速度有着重要的作用。

厚煤层顺层钻孔水力压裂增透技术在谢桥矿1362上顺槽采应用,使用后单孔最大注水量145.4立方米/孔,平均注水量70立方米/孔,单元平均浓度37.3%,平均单孔抽采纯量每分钟0.11立方米,效果显著。

二〇〇五年九月

澳门新豪天地3559,在快速测压技术及装备研制方面,顾桥矿南区南三矸石胶带机石门揭11-2煤和1413运顺外段揭13-1煤进行了测压钻孔试验。不仅实现了测压准确、缩短了测压周期,而且简化了测压钻孔施工工艺,节约了测压成本。

1.前言煤层瓦斯抽放作为防止煤矿瓦斯灾害事故的根本措施,于1964年即开始在焦作矿区开展应用,各生产矿井逐步建立了配套的瓦斯抽放系统,以及专业的瓦斯抽放队伍。鉴于本矿区单一煤层开采的特点,焦作矿区在煤层瓦斯预抽方面分别进行了钻孔布置方式、抽放钻孔封孔工艺和抽放钻孔施工机具等方面的技术研究,《抽放瓦斯钻孔固孔工艺技术研究》、《交叉钻孔抽放本煤层瓦斯试验研究》、《钻孔瓦斯参数优化选择研究》等项目的完成,推广应用了工作面交叉钻孔抽放、聚氨酯化学材料封孔及自动变径扩孔钻头等技术,并在一定的时期取得了较好的瓦斯抽放效果。

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焦作煤业公司科学技术研究所

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