煤矿井下顶板高位大直径定向钻孔双级双速扩孔钻头研究
2023-10-07韩佳良刘建林唐胜利
煤矿安全 2023年9期
韩佳良 ,刘建林 ,唐胜利
(1.西安科技大学 地质与环境学院,陕西 西安 710054;2.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077)
随着我国井工煤矿开采深度不断增加、范围不断扩大,瓦斯治理难度增大,而在开采能力不断提升的背景下,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯超限问题日益突出,回采过程中上隅角、回风流瓦斯超限严重影响矿井的安全高效生产[1-3]。与此同时,矿井智能化建设发展对瓦斯治理提出了更高要求。顶板高位大直径定向钻孔是抽采治理工作面采动卸压瓦斯的有效技术手段,与顶板高抽巷和常规高位钻孔相比具有综合成本低、抽采效率高等显著优势[4-7]。工作面回采前,在煤巷内设置钻场、向顶板岩层以大倾角上仰开孔,利用随钻测量定向钻进技术施工先导定向孔,控制实钻轨迹沿设计轨迹进入目标层延伸。顶板高位定向钻孔理想布孔层位是工作面回采后采空区上方的“O”形圈裂隙带,而不同矿井采动裂隙带发育高度与回采煤层厚度、顶板地层岩性特征、采煤工艺等多种因素有关,往往需要结合抽采效果优选合理布孔层位[8]。在成孔直径方面,大量工程实践表明增大顶板高位定向孔的成孔直径对减少布孔数量、降低综合成本、提升抽采效果等具有重要现实意义[9]。目前,煤矿井下普遍采用“先定向孔+扩孔”的方式增大顶板高位定向孔的直径,即先施工小直径定向先导孔,再利用扩孔钻具进行扩孔。由于受到现有……
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