乌达矿区千米定向钻孔瓦斯抽采技术研究-论文.pdf

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1、能源技术与管理2014年第39卷第3期36EnergyTechnologyandManagementVo1．39No．3doi：10．3969／jissn．1672-9943．2014．03．012乌达矿区千米定向钻孔瓦斯抽采技术研究梁广宁，王振，徐腾飞(1．神华乌海能源公司平沟煤矿，内蒙古乌海016000；2．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；3．中煤科工集团重庆研究院，重庆4(30037)[摘要]为了解决乌达矿区高瓦斯矿井工作面开采瓦斯浓度超标问题，在五虎山和黄白茨煤矿采用VLD一1000型长距离定

2、向钻机对开采煤层进行瓦斯抽采，通过合理的钻孔布置设计和现场实践，瓦斯抽采率超过30％，钻孔钻进量共为131515m，共抽采瓦斯3．152x10m3，抽采煤炭14．44Mt，平均抽采气体浓度达61％，最高达9O．1％。施工钻孔抽采效果良好，为神华鸟海能源公司的瓦斯治理起到了积极的作用。[关键词]定向钻孔；瓦斯抽采；千米钻孔[中图分类号]TD712~．623[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2014)()3一O0362黄白茨煤矿绝对瓦斯涌出量为50．81m3／min。0引言钻孔施工设备为澳大利亚威利朗沃集团有限随着

3、矿井开采深度、开采强度的增大，地质构公司的VLD一1000系列长距离定向钻机，是世界造愈加复杂，矿井瓦斯涌出量、瓦斯突出危险l生增煤层钻进最先进的千米定向钻机。该钻机在钻机加，瓦斯涌出呈不规律性。但是，瓦斯又是经济的定位、钻具安装、煤层钻进、完孔接抽等方面具有可燃气体，是一种清洁、方便、高效的能源，其发热完备、系统的技术工艺。每根钻杆直径70mm、长量33．5—36．8MJim，并且不存在环境污染问题。大3000mm；钻头直径96mm，钻孔实际直径110mm，力开发煤层气，既可以充分利用地下资源，又可以封孔管直径108mm，

4、长800mm。改善矿井安全条件，提高经济效益，并有利于改善2治理瓦斯钻孔施工总体方案地方环境质量和全球大气环境H]。矿井目前瓦斯抽采钻孔施工效率较低，和煤矿瓦斯灾害治理对2．1钻孔布置参数设置瓦斯抽放的要求相比，我国煤矿瓦斯抽放效果亟瓦斯治理大致可分为本煤层瓦斯、邻近层瓦待提高口]。钻孔施工设备不足，施工过程和打钻深斯及采空区瓦斯，要根据不同的瓦斯来源采取相度受采掘的制约，影响了矿井瓦斯的高效抽采。矿应的技术进行瓦斯治理，如图1所示。本项目针对井瓦斯抽放是从源头上防止瓦斯事故的治本措乌达矿区五虎山和黄白茨煤矿开采煤层进行钻孔

5、施，是减少瓦斯向采掘空间涌出，降低井下空气中参数设置，其中以五虎山矿l2煤层的瓦斯钻孔瓦斯浓度的有效方法。但是我国目前的平均抽设计为例进行说明。放率仅有23％，低于俄罗斯、美国、澳大利亚等主要采煤国家的5O％[4。因此需要先进的瓦斯抽采技术用于区域瓦斯治理，提高瓦斯抽采率，解决煤矿高瓦斯区域工作面瓦斯安全问题。1矿井概况神华乌海能源公司乌达矿区目前有黄白茨、五虎山两个高瓦斯矿井，拥有煤炭储量1．3x10st，瓦斯地质储量1．1xl0m。五虎山煤矿主采9、图1分源法治理瓦斯总体方案10、12煤层，核定生产能力为200万妇，矿井

6、绝施工采用VLD一1000型定向钻机，开孔直径对瓦斯涌出量为87．43m3／min，相对瓦斯涌出量145mm，然后用长度为6000mm，直径100mm38．2m3／t，采面最大绝对瓦斯涌出量为23．8m3／min。孔管封孔，壁问采用专用水泥密闭凝固后用直径2014年6月Feb．，2014梁广宁，等乌达矿区千米定向钻孔瓦斯抽采技术研究3796mm钻头，钻进至终孔。钻孔设计情况如图2所后，用直径96mm的钻头钻进；⑧完孔接抽。完孔示。后安装孔板流量装置并将钻孔并入矿井主抽放系统进行联网抽放。接抽后第一个月内每周5次对钻孔流量进行

7、测量，从第2个月开始每周至少2I：作次对钻孔瓦斯流量进行测量，直到项目结束，测量而结果形成抽采日报表及月报表。钻场钻场3千米定向钻孔抽采效果及优势图2钻孔设计示意图千米定向钻孔技术分别应用在黄白茨、五虎采用千米定向钻孔对开采煤层进行瓦斯抽采山的瓦斯治理上，所施工钻孔抽采效果良好，平均具有工程量小、工期短的优点，从而比普通钻孔技抽采瓦斯浓度为61％，最高达90．1％。由表2、3可术获得更长的瓦斯抽采时间。1205工作面钻孑L知，矿区瓦斯抽采效率达40％，抽采瓦斯3．152~设置情况如表1所示。10’m。，对神华乌海能源公司的瓦

8、斯治理工作起到表11205工作面钻孔设置情况了积极的作用。表2瓦斯抽采总煤量2．2钻孔施工工艺年度项目2010年2011年2012年总计采用VDL一1000型定向钻机，其具体施工工艺为：①钻机定位。根据推测煤层倾角，按设计开孔方位和设计钻机开孔倾角定位钻机，使用专用的液压支柱及拉力为1．5