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部分区域防突新技术一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施徐矿集团新疆榆树田煤矿年产90万t/年，高瓦斯矿井（按突出矿井管理）；110403工作面瓦斯压力为0.64MPa，瓦斯含量为7.45m3/t；11503工作面瓦斯压力为0.73MPa，煤层瓦斯含量为7.44m3/t；煤层硬度系数f为1.0左右。一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施每个条带沿煤层设计4个钻孔，设计孔深500m、650m；采用重庆院ZYWL6000DS定向钻机施工；共施工8个定向顺层长钻孔，最大孔深723m；单孔瓦斯抽采浓度最大达73.8%，单孔最大纯流量达7.98m3/min。一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施ZYWL-6000DS千米定向钻机（分体式）一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施110403运输巷及回风巷钻孔竣工平面图一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施110503运输巷竣工平面图一、定向长钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域措施每个条带沿煤层设计4个钻孔，钻孔直径96mm，设计孔深500m、650m；采用重庆院ZYWL6000DS定向钻机施工；共施工8个钻孔，最大孔深723m；单孔瓦斯抽采浓度最大达73.8%，单孔最大纯流量达7.98m3/min二、底板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施兖矿集团贵州能化青龙煤矿，位于贵州毕节市黔西县；设计年产120万吨，为煤与瓦斯突出矿井；16号煤层平均可采厚度2.88m，煤的坚固性系数f值为0.3；煤层瓦斯含量12.16m3/t～19.88m3/t，瓦斯压力1.73MPa。二、底板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施采用底板穿层定向钻孔，对二采区北东翼4个工作面整体进行大区域超前预抽；主孔在16#煤的底板下方5m左右层位，然后开分支孔进入16#煤层煤层瓦斯；设计钻孔约40个，钻孔间距10m；采用4台重庆院ZYWL6000DS型定向钻机，14个月累计施工39个钻孔，进尺42857m；钻孔单孔最高抽采瓦斯浓度92.5%，最大纯量2.68m3/min；平均浓度69.76%，钻孔平均纯量0.5～1.0m3/min；定向钻孔瓦斯抽采总量约703万m3。二、底板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施二采区北东翼底板穿层钻孔平面布置图贵州青龙煤矿二、底板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施采用底板穿层定向钻孔，对二采区北东翼4个工作面整体进行大区域超前预抽；主孔在16#煤的底板下方5m左右层位，然后开分支孔进入16#煤层煤层瓦斯；设计钻孔约40个，钻孔间距10m；采用4台重庆院ZYWL6000DS型定向钻机，14个月累计施工39个钻孔，进尺42857m；钻孔单孔最高抽采瓦斯浓度92.5%，最大纯量2.68m3/min；平均浓度69.76%，钻孔平均纯量0.5～1.0m3/min；定向钻孔瓦斯抽采总量约703万m3。三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施贵州普安县恒泰煤矿，设计规模为30万吨/年，突出矿井；21804工作面主采C18煤层厚度平均1.8m。工作面走向长612m，宽145m；从顶板向煤层施工穿层定向钻孔抽采21804运输顺槽煤巷条带煤层瓦斯；设计7个钻孔，孔深600m，钻孔直径96mm。三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施采用ZYWL6000DS型定向钻机施工；施工2个主孔（3#孔，4#孔），37个分支孔，主孔深度627m，累计进尺4599m；3#孔平均浓度为49.8%，平均纯抽采量为3.28m³/min；4#孔平均浓度是28.45%，平均抽采量2m³/min。三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施21804运输巷钻孔设计轨迹平面图三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施3#钻孔轨迹剖面投影曲线三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施采用ZYWL6000DS型定向钻机施工；施工2个主孔（3#孔，4#孔），37个分支孔，主孔深度627m，累计进尺4599m；3#孔平均浓度为49.8%，平均纯抽采量为3.28m³/min；4#孔平均浓度是28.45%，平均抽采量2m³/min。三、顶板穿层定向长钻孔预抽煤层瓦斯区域措施钻场布局示意图高压水管瓦斯管泥浆泵车钻机汽水分离器污水槽负压箱运输带小型多方位定向钻机适用于中小型矿井多方位定向钻孔施工，最大深度达500m四、钻孔轨迹测量技术设备测量探管时间记录仪YCSZ(A)储存式随钻轨迹测量仪1.利用磁强计和加速度计测量近钻头位置的倾角和方位角；2.将测量数据存储在探管内，时间数据存储在时间记录仪内；3.利用数据处理软件处理测量数据和时间数据，并绘制实际钻孔轨迹。四、钻孔轨迹测量技术设备寺河矿53011巷6号横川6号钻孔轨迹图YCSZ(A)储存式随钻轨迹测量仪五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术基本原理驱赶效应——瓦斯聚集区压裂有效半径应力转移—应力集中带压裂效果：瓦斯含量降低＋应力集中减弱＋煤体塑性增加压裂孔煤层含水率BYJ450/70型变量泵压力：0~70MPa；流量：0~28m3/hDYJ315/55型定量泵压力：0~55MPa；流量：0~18m3/h五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术平煤十二矿己15-31040进风巷低位巷——穿层钻孔压裂效果埋深870～920m，己15、己16-17煤层平均厚度分别为3.3m、1.9m，坚固性系数f值0.1～0.4；300m条带共6个压裂孔，间距50m，多次重复压裂方式。抽采孔64个五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术0204060800306090120150180210240抽采浓度/%抽采时间/d压裂后未压裂平煤十二矿己15-31040进风巷低位巷——穿层钻孔压裂效果五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术平煤十二矿己15-31040进风巷低位巷——穿层钻孔压裂效果五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术抽采246天平均浓度达41.36%，相比原抽采浓度14.04%提高了2.94倍；平均单孔抽采纯量0.0366m3/min，相比原0.0027m3/min提高了13.5倍。平煤十二矿己15-31040进风巷低位巷——穿层钻孔压裂效果五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术阳煤集团寺家庄矿顺层钻孔压裂效果压裂钻孔（7个孔，红色）与对照抽采考察区钻孔布置图15301工作面煤层厚度5.5m，瓦斯含量10m3/t，坚固性系数f值为0.8左右，埋深450m；200m内布置7个顺层压裂钻孔。区内抽采钻孔间距2.5m,长度120m。五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术阳煤集团寺家庄矿顺层钻孔压裂效果15301工作面压裂钻孔瓦斯抽采浓度对比图五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术阳煤集团寺家庄矿顺层钻孔压裂效果15301工作面压裂每百孔瓦斯抽采量对比图五、水力压裂提高预抽钻孔区域防突效果技术压裂区内平均抽采浓度为35.1%。非压裂区平均6.0%，浓度提高5.9倍。压裂区内每百孔抽采瓦斯量为3.6m³/min。非压裂区为0.3m³/min，抽采瓦斯量提高11.2倍。阳煤集团寺家庄矿顺层钻孔压裂效果六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果基本原理六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果基本原理超高压水力割缝效果示意图割缝半径1.5m~2.5m、直径3m~5m环形，缝槽高度3cm~8cm六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果中煤集团淮南新集煤矿石门揭煤穿层钻孔超高压水力割缝12m12m6号煤层，50个穿层割缝钻孔051015202512345678钻孔瓦斯涌出量/L/min钻孔编号割缝孔未割缝孔钻孔工程量节约47%左右，抽采达标时间缩短50%。6号煤层瓦斯压力2.3MPa，含量8.6m3/t，坚固性系数f为0.5六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果贵州绿塘矿S204回风顺槽顺层钻孔煤巷条带超高压水力割缝8#9#1、3、4、5、7#为割缝钻孔(12~13刀/孔)，2、6、8、9#为卸压抽采孔3m20m2.5m3m15m15m60m1#2#3#4#5#6#7#6中煤层厚度3.55m，瓦斯含量7～15m3/t，坚固性系数0.46～0.55六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果贵州绿塘矿S204回风顺槽顺层钻孔煤巷条带超高压水力割缝顺层钻孔单孔割缝前后平均纯流量对比0204060123456距离m时间d掘进速度提高1倍割缝与未割缝掘进速度比较0.10.20.30.471727374757K1值ml/g.min1/2掘进距离m突出预测指标降低50%割缝与未割缝预测K1指标对比六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果陕西韩城桑树坪煤矿回采区域顺层钻孔超高压水力割缝陕西韩城桑树坪煤矿回采区域顺层钻孔超高压水力割缝3号煤层厚度5.4m，瓦斯含量11.8～13.2m3/t，坚固性系数f值为0.5~0.9六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果陕西韩城桑树坪煤矿回采区域顺层钻孔超高压水力割缝六、超高压水力割缝提高预抽钻孔区域防突效果割缝组钻孔抽采浓度平均28%，对照组平均浓度16%，平均增加75%；割缝组钻孔70天单孔日均抽采量103m3，对照组45天单孔日均35.5m3，增加到原来的2.9倍。七、远控、自动钻机钻孔时只需按下控制键，通过程序控制钻机的各个动作，钻机即进行自动钻进及退钻，整个钻孔过程中再无需其他人工操作。1、一键全自动钻孔技术七、远控、自动钻机采用无线遥控技术，控制钻机各种动作，最大遥控距离达50m；遥控器上可实时显示钻进的相关参数，如旋转压力、推进压力、转速及推进速度等。2、无线遥控技术七、远控、自动钻机根据不同的地质条件，自动地调节推进速度，进行自适应钻进；通过对压力、转速及位移等参数的判断，钻机自动地进行旋转洗孔、快速后退等动作，智能地防止卡钻抱钻等事故的发生。3、自适应钻进技术七、远控、自动钻机采用底架式布局，主要由泵站、操作台、电控箱、主机及遥控器等组成。4、底架式自动钻机七、远控、自动钻机5、整体履带式自动钻机采用整体履带车布局方式，具有自行走功能，主要由履带车、泵站、操作台、电控箱、主机及遥控器等组成。七、远控、自动钻机淮南谢桥矿2015年开始使用，现在已有3台进行集群化作业。除了安全提升外，减少作业人员19人。平顶山八矿从2018年开始使用ZYWL-4000SY双履带式自动钻机，已累计钻孔进尺30000余米；最大月进尺6115m，最大日进尺300m；性能稳定、可靠。谢谢！