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大直径定向钻孔高效成孔钻进技术应用

2021-05-08陈沁东赵建国杨冬冬

煤炭工程 2021年4期

陈沁东,赵建国,杨冬冬

(1.晋能控股装备制造集团有限公司 寺河煤矿,山西 晋城 048205;2.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 710077)

瓦斯灾害是制约煤矿安全高效生产的重要因素之一[1]。随着综合机械化采煤方法的大力推广,大采高工作面逐渐在我国推广应用,其开采强度大、推进速度快,采空区区域大、遗煤多,容易造成矿井工作面局部瓦斯超限[2,3]。寺河矿井田分为东、西两个井区,均属煤与瓦斯突出矿井,目前主要开采3#煤,平均开采高度约为6m。结合寺河矿3#煤层赋存地质特点,寺河矿回采工作面采用走向长壁大采高自然冒落后退式综合机械化采煤工艺[4]。煤层开采过程中,顶板上覆岩体在采动应力场作用下变形破坏,分别沿水平方向与竖直方向形成离层裂隙与破断裂隙,这些裂隙相互交错贯通,即是卸压瓦斯运移的主要通道,也为瓦斯聚集提供了赋存空间,形成瓦斯富集区[5]。工作面推进过程中,如果对于富集区内的瓦斯管控不到位,该部分瓦斯会在瓦斯与空气密度差以及采空区漏风的作用下通过密闭墙空隙或煤柱裂隙溢流至采区或巷道内,增加矿井通风系统压力的同时,还会造成工作面瓦斯超限风险等不安全因素的产生。在工作面顶板上覆岩层内构建引流通道对该部分瓦斯实施抽采,是实现采动裂隙卸压瓦斯治理的重要方法[6-8]。寺河矿经过探索总结,利用定向钻进技术施工顶板裂隙带定向长钻孔开展工作面采动卸压瓦斯抽采治理,形成了适合寺河矿煤层顶板岩性特征的大直径岩层定向钻孔施工方法与采动卸压瓦斯治理技术,一定程度解决了工作面上隅角瓦斯问题,同时缓解了矿井瓦斯治理压力。……

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