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主办单位：煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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钻进工艺

来源：煤田地质与勘探

行业视野

探矿

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  • 我国煤矿井下复杂地质条件下钻探技术与装备进展

    作者(Author)： 姚宁平, 王毅, 姚亚峰, 宋海涛, 王力, 彭涛, 孙新胜

    摘要：针对我国煤矿井下碎软煤层、坚硬岩层、冲击地压地层、破碎带、水敏性地层等复杂地质条件下钻探技术需求和存在的问题，总结了碎软煤层本煤层钻进与筛管护孔、碎软煤层梳状钻孔定向钻进、复杂顶板高位钻孔定向钻进、全断面硬岩穿层钻进、冲击地压卸压钻进等技术与装备方面的研究和应用情况。提出了碎软煤层双管护孔定向钻进及碎软煤层旋转定向钻进技术与装备的研究思路，有助于提升碎软煤层钻进的钻孔深度、护孔筛管直径和钻进效率等，而碎软煤层定向钻进技术与配套装备的完善也将促进碎软煤层瓦斯抽采模式的变革。防冲防突钻孔机器人的研究是煤矿井下复杂地质条件下钻探技术与装备的发展趋势，可为无人化矿井建设奠定基础；除此之外，还应着力解决好局部复杂地层对钻进的影响，更好地促进智能化钻探技术装备的进步，为煤矿安全高效生产提供保障。
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    煤田地质与勘探
    2020年第02期
    1024
    538
  • 煤矿井下碎软煤层泡沫钻进技术及应用

    作者(Author)： 冀前辉, 董萌萌, 刘建林, 石磊

    摘要：针对煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采中风压空气钻进施工中排粉能力有限，易造成粉尘污染问题，提出采用煤矿井下泡沫灌注系统及宽翼螺旋钻杆进行高效泡沫钻进的技术方案。通过对钻孔环空间隙流场的数值模拟，研究宽翼螺旋钻杆结构对泡沫钻进高效排粉的影响，确定头数3、槽宽26 mm、螺距110 mm 为宽翼螺旋钻杆的优化结构参数。在淮北某矿3204工作面碎软煤层中进行了深度达195 m的本煤层钻孔试验，结果表明，相对于中风压空气钻进工艺，钻进回转阻力降低了42%~48%，表现出高效的排粉效果，可提高煤矿井下碎软煤层钻孔深度和成孔率。该工艺可为类似煤矿井下深钻孔施工提供借鉴。
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    煤田地质与勘探
    2020年第02期
    797
    307
  • 冲击地压煤层大直径卸压孔快速成孔关键技术

    作者(Author)： 魏宏超, 王毅, 王博

    摘要：为了提高冲击地压矿井大直径卸压钻孔的成孔率和施工效率，通过对冲击地压矿井煤岩体应力特征、卸压孔孔壁扰动动力失稳特性及施工特点的分析，探讨了大直径卸压孔快速施工的关键点在于高效排渣、快速成孔提钻。采用具有1.25 m行程轨道、大通孔动力头的ZDY4000LR型钻机，优化了大直径卸压钻孔施工操作流程，形成了水介质螺旋宽翼片双动力排渣高效成孔工艺方法，并在河南义马矿区和陕西彬长矿区进行了现场试验。结果表明：该工艺技术能够安全、高效地施工大直径卸压钻孔，施工效率较大螺旋钻进技术提高了48.9%，成孔率可达到100%。研究成果对类似冲击地压矿区施工煤层卸压孔提供借鉴。 
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    煤田地质与勘探
    2020年第02期
    886
    266
  • 黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术

    作者(Author)： 胡焮彭, 赵永哲, 徐堪社, 王林杰, 李鹏, 段会军

    摘要：煤层气顶板水平井是解决松软煤层煤层气开发的主要途径之一。针对贵州黔北矿区复杂的地质和储层条件，为解决煤层顶板水平井漏失、井眼轨迹控制和固完井困难等问题，开展并形成了以轨迹精细控制为核心，以防漏堵漏、偏心连通和固完井等技术配合的成套黔北矿区煤层顶板水平井钻井关键技术。结合现场钻井实践，成功解决了水平井钻井施工中诸多问题，钻井周期明显缩短，经济效益明显提高。研究成果为贵州煤层气钻井和开发提供了新途径，也为高瓦斯矿井地面治理开辟了新的方向，具有显著的应用和推广价值。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    793
    270
  • 煤层气水平井无导眼地质导向钻进技术

    作者(Author)： 刘明军, 李兵, 黄巍

    摘要：针对目前松软煤层水平段成孔困难、煤层钻遇率较低以及造斜段钻进过程中需要施工导眼井等问题，采用地质导向与几何导向相结合模式，对井身结构优化、钻进参数优选、防塌钻进、多标志层地质导向钻进、水平段井眼轨迹精细化控制等进行研究。在沁水盆地成庄矿区进行现场应用，钻完井施工顺利，3口水平井都实现无导眼直接一次着陆入靶，水平煤层段累计进尺1 604.72 m，煤层钻遇率达到100%，最终水平段下入PE筛管总长度1 366 m。完善了煤层气水平井钻完井工艺，为煤层气低成本高效开发钻井施工提供技术借鉴。
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    煤田地质与勘探
    2020年第01期
    831
    280
  • 煤矿井下3000m顺煤层定向钻孔钻进关键技术

    作者(Author)： 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

    摘要：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3 000 m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3 353 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。
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    煤田地质与勘探
    2019年第06期
    1151
    451
  • 底板梳状定向钻孔套铣打捞技术研究与应用

    作者(Author)： 管强盛, 魏宏超

    摘要：为解决底板梳状定向钻孔卡钻事故中采用常规“强力回转起拔”工艺处理效果不理想，而采用反丝钻杆或强力拧断方法存在工期和经济损失大的问题，对套铣打捞钻具弯曲孔段通过性计算分析及套铣打捞钻进技术参数研究，成功解决了河南某矿孔深344 m底板梳状定向钻孔卡钻事故。应用结果表明：现有套铣打捞钻具允许通过的最大钻孔曲率大，套铣打捞过程中转速控制在30~50 r/min，钻进速度控制在6~12 m/h，间隔12~15 m配合冲洗液进行一次冲孔，采用该套铣打捞技术及装备能够有效提高底板梳状定向钻孔卡钻事故处理成功率。
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    煤田地质与勘探
    2019年第06期
    818
    241
  • 动静载组合下巷道过断层破碎带支护技术

    作者(Author)： 宋卫华, 邸春雷, 邓兆睿

    摘要：晋煤集团长平矿5303回采巷道在掘进过程中遇到多个正断层，为了使回采巷道安全、快速地穿越断层，确定出合理的支护方法及范围。本文基于最大主应力准则和岩石断裂损伤学分别从宏观和微观剖析了正断层破碎带在动静载组合下的破碎活化机理。在此基础上建立断层破碎带塑性破坏范围模型，结合正断层滑动机理与支护理论推导出断层扩展区和影响区范围表达式，并运用FLAC3D数值模拟进一步分析。研究结果表明：当动静载最大主应力之和大于岩石断裂应力时，岩石发生宏观断裂；动静载产生协同效应、变异效应及共同效应，使破碎带岩石内部微观上发生不同形式损伤断裂，损伤断裂程度取决于动静载之间夹角余弦值和正弦值。5303回采巷道过断层方案确定为采用超前预注浆改善围岩强度，而后采用加密锚杆、锚索+单体支柱加工字钢的联合支护方法。根据理论计算和数值模拟结果最终确定超前预注浆范围与加强支护范围为断层破碎带前后各10 m。
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    煤田地质与勘探
    2019年第06期
    795
    329
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