煤矿井下定向钻孔施工工艺及技术研究-论文.pdf

《煤矿井下定向钻孔施工工艺及技术研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工凇煤矿井下定向钻孔施工工艺及技术研究谢志勇’冯伟1．淮南矿业集团地质勘探工程处丁集钻机工区2．淮南矿业集团地质勘探工程处张集中央区l摘蔓l煤矿井下施工定向钻孔相对于施工常规钻孔在工艺方面更复板岩性，由于施工定向钻孔排水量大且施工周期长，对孔壁的破坏较杂，要求条件更为苛刻。为了在煤矿井下应用好定向钻孔施工技术，提高瓦大，故钻场应尽量选择在岩性较好的地段。钻场的规格应根据定向钻机斯抽采能力和解决地质问题，文中先简要介绍了定向钻孔施工工艺原理，的型号合理开拓，以西安院ZDY6000LD(F)型定向钻机为例，一般为然后以顶板瓦斯抽采钻孔为例介绍了煤矿井下定向钻孔的设计方法及施工长×宽×高：6m

2、x5．5mX3m。钻场内应该进行挂网喷浆，底部浇筑砼，工艺技术，并且提出了定向钻孔推广应用时应注意的一些事项，总结了当前定向钻孔施工对供排水都有要求，必须使用清水作为冲洗介质，而且供限制煤矿井下限制定向钻进技术推广的主要因素，最后分析了煤矿定向钻水量要求Q~13mm／h，因此要有完善的供排水系统，要有专门的排水进工艺应着力改进的地方泵，建议现场挖设两个长X宽X深：1．5mx1．5m×1．5m规格的水漾，一【关键词】定向钻进；钻孔设计；施工工艺；限制因素；改进个用于沉淀钻屑，一个用于排水。另外定向钻孔施工过程中需要用的工具设备很多，而且价格昂贵，应采用专用工具箱放置，避免遗失。钻孔施1．定

3、向钻孔施工的工艺原理工前，钻场内还必须提前标注清楚钻孔设计开孔方位角，以便施工人员煤矿井下定向钻进是采用水力排渣、随钻测量的一种钻孔施工工移钻机对孔。艺，是利用泥浆泵将静压水通过加压后，通过钻杆内侧供水通道送达孔3．2定向钻孔施工过程底，驱动孔底螺杆马达旋转，为钻头旋转切削煤岩提供动力，水沿着钻定向钻孔施工前必须将钻孔的设计参数导入井下电脑以指导定向杆与孔壁之间的间隙排除孔内钻屑。施工过程中通过随钻测量系统实钻进，定向钻进一般按以下程序进行。时测出孔底钻具空间姿态参数(倾角、方位角、工具面向角等)，操作人(1)回转转进：采用回转钻进配抉正器保直钻进施21220—30m(具员通过对比施工参

4、数与设计参数，调整孔底钻具工具面向角，进行下一体孔深一般以穿过软岩层为准)，然后采用进~189mm钻头扩孔至孔底。次钻进，依次按照此步骤施工直至实际钻孔轨迹沿着设计轨迹钻进至(2)下护孔管：孔口段下入o127mm护孔管，然后注浆加固护孔管，如果终孔。遇到有垮孔时，则需要向孔内进行高压注浆，使孔内形成水泥柱。(3)透2．定向钻孔的设计孔：待孔内水泥充分凝固后，进行透孔至孔底。(4)定向钻进：透孔后，定向钻孔施工前必须预先设计好钻孔轨迹，定向钻孔轨迹的设计便可以下入定向钻具一校正孔口工具面初值一定向钻进3m或者6m一测应考虑到以下因素：钻孔的类型，施工钻孔的个数及预计孔深、钻孔分量一次当前钻

5、孔孔底参数一对比设计轨迹参数一调整孔底马达工具面支孔的数量、孔深及分支位置等，轨迹设计前，尽可能多的收集到能—下一次钻进，每钻进一次后再进行一次探管检测，检测钻孔孔底当前准确反映钻孔布孔平面和空间区域的地质测量资料(包括煤层顶底板倾角、方位角，然后调整孔底马达工具面继续钻进，依次进行下去至终等高线图、综合柱状图，采掘工程平面cad图、局部探眼或钻孔柱状图孔，(见流程图1)。等)，分析布孔区域煤层瓦斯含量及压力、煤层顶底板岩性变化及煤厚变化情况。下面以顶板瓦斯抽放钻孔设计为例说明如何进行定向钻孔轨迹设计：2．1钻孔方位角设计。设计钻孔方位角时，必须先明确工作面顶底板等高线图的真方位角fl，

6、然后再确定钻孔施工的主方位角b，顶板瓦斯抽采钻孔距离回风巷平距一般为10-30m，可以设计2-5个定向主孔，开孔间距控制在O．5～1m，再确定分支钻孔的个数及开孔位置，分支钻孔开孔位置均布置在工作面收作线以内，这样可减少无效孔段的施工，钻孔设计孔深在300-600m为宜，主孔方位在进入收作线后保持平行轨道顺槽延伸，主孔方位角确定后，再设计分支孔的方位，使钻孔终孔在平面上等间距分布，平均间距5-7m。2．2钻孔倾角设计。倾角的设计应兼顾到两个方面，一是高位钻孔最佳抽采高度，二是岩性情况。钻孔的终孔垂高应分布在煤层顶板裂隙带内，淮南矿区高位钻孔最佳终孔高度一般控制在煤层顶板垂距l5～25m范

7、围内。在确定最佳垂高范围后，在通过综合柱状图和沿轨顺方向轨顺顶煤层顶底板岩性柱状图确定终孔目标层位，钻孔的剖面轨迹应本着尽量在稳定岩层中钻进原则。钻孔的平面和剖面轨迹手动绘制在cad平剖面图上后再确定每个孔不同孔深段的方位角及倾角具体参数，将参数输入专门的定向钻孔轨迹设计表格，一般先进行方位角数据调整，观察设计表格中钻孔左右偏差数据情况，不断调整方位角数据，直至左右偏差数据符合要求，方位角参数确定好后，再调整倾角参数，注意钻孔上下偏