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水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究

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水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究 . 第期 河北煤炭 年月 . 煤矿安全 水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究 柴振军 冀中能源峰峰集团公司邯郸宝峰矿业有限公司九龙矿,河北磁县 摘要:针对九龙矿煤层埋藏深、水文地质条件复杂、极易发生奥灰水突出的 现状,采掘前 应用水平定向井技术,对煤层底板含水层及奥灰含水层垂向导含水构造进行 探查,指导预注 浆加固工作。该技术的应用解决了非均质各向异性介质注浆加固的难题,对 华北岩溶型矿区 深部煤层开采的奥灰水防治具有重要指导意义。 关键词:奥灰水防治...

水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究
水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究 . 第期 河北煤炭 年月 . 煤矿安全 水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究 柴振军 冀中能源峰峰集团公司邯郸宝峰矿业有限公司九龙矿,河北磁县 摘要:针对九龙矿煤层埋藏深、水文地质条件复杂、极易发生奥灰水突出的 现状,采掘前 应用水平定向井技术,对煤层底板含水层及奥灰含水层垂向导含水构造进行 探查,指导预注 浆加固工作。该技术的应用解决了非均质各向异性介质注浆加固的难 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,对 华北岩溶型矿区 深部煤层开采的奥灰水防治具有重要指导意义。 关键词:奥灰水防治;水平定向井;预注浆加固 中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:?/ 血‘如昭,胁,咖 .,五 概 况 水平定向井技术 . 九龙矿井田位于峰峰煤田鼓山背斜东翼,地面 水平定向井 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 技术 ,开采标高达一 ,煤 水平定向井技术是利用特殊的井底动力工具与 标高.一. 层埋藏深、水文地质条件复杂,虽位于相对较封闭 随钻测量仪器,钻成并斜角分支孔与主孔垂向夹 的水文地质块段,但由于厚达~ 奥灰含 角大于,并保持这一角度钻进一定长度井 水层富水具有很大的弹性储存量,目前探测技术条 段的定向钻井技术。水平井在石油开发钻井中应用 较早,近年来,随着地质导向钻井技术、旋转导向 件下,奥灰水防治仍是九龙矿防治水工作的难题。 在采动条件下,受高矿压、高水压和导含水构造的 钻井技术、无线随钻测量技术的不断发展,在煤层 联合作用,底板奥灰水突水威胁严重。自开采野青 气等领域也得到快速应用与发展。在九龙矿奥灰水 防治中应用大孔径长距离水平井钻井技术,不仅可 煤以来,九龙矿所有工作面均发生过底板突水事 以增大探查孔与奥灰含水层接触面,最大限度地提 故,突水水源大部分为奥灰水。 高对目的层的探查和治理效果,而且开创了千米埋 九龙矿北翼煤层厚达. ,瓦斯含量高, 深、复杂环境下矿井防治水的新局面,该技术在华 长期以来一直将其下覆的野青煤作为解放层提前开 北地区矿井防治水领域的应用尚属首例。 采,以达到提前释放瓦斯、降低瓦斯含量的目的。 .水平定向井技术优势 面对野青煤开采面出水、且突水量骤增的严峻形 水平定向井的地质目标是三维立体的“靶盒”, 势,九龙矿在野青工作面采掘前,在地表利 用水平定向井技术,对野青煤底板含水层和奥灰含 钻孔在进入目的层后以 水平或近水平状态沿目的层 延伸,以点、面“网状”结合的方式有效探知钻井 水层函中垂向导含水构造进行了探查,对奥 范围内目的层和构造的变化情况,在提高隐伏导水 灰含水层及导含水通道提前进行预注浆加固,降低 构造探查精度的同时,可使原来在水平方向无联系 了煤层底板含水层突水的风险。 收稿日期:??;责任编辑:聂明勋 作者简介:柴振军一,男,河北邯郸人, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师,现任冀中能源峰峰集团邯郸宝 峰矿业有限公司九龙矿防治水中心主任。 万方数据年第期 河北煤炭 利用水平定向井技术,在地表施工注浆孔及水平分 的裂隙、溶洞等渗流通道互相连通,扩大了钻孔控 野青试采工作面煤层底板含水层及 制范围,提高了目的层的注浆加固效果,最终达到 支孔,对 奥灰含水层进行了探查,例如注?分支 根治水害、区域消突的目的。 处,揭露了初始漏失量 孔钻至孔深 水平定向井技术难点分析 ,的导水通道,为奥灰含水层实施注浆加固创造 了条件,取得了满意效果。 水平定向井技术集成了水平井与造斜井、分支 .钻孔设计 井和地质导向等技术,技术 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 高,施工难度大, 探查与注浆加固的最终目的是封顶堵源,即注 对钻井工具、测量仪器和设备性能等方面都提出了 浆封堵煤层底板高承压奥灰含水层顶部各种导水通 更高的要求。水平定向井面临的主要难点问题概括 为以下点: 道,将奥灰顶部改造为相对隔水层,切断奥灰水煤 地层结构复杂易造成钻井事故。在矿井防 层底板与其他含水层的水力联系。 依据野青 试采工作面具体情况,设计注和注两个主孔, 治水中应用水平定向井技术的探查对象主要为对矿 井安全威胁较大的含水层,在钻探过程中可能会遇 每个主孔分别布置个水 平定向分支孔,主孔及分 到断层破碎带、陷落柱、裂隙、溶洞等导水构造。 支孔布置如图所示。 钻进过程中岩石破碎、冲洗液漏失和高水压等因素 将加大水平井钻井施工难度,易造成卡钻、埋钻和 定向仪器损坏等事故。 曲率半径小,钻孔轨迹难以控制。一般水 平井造斜段曲率半径要求为 左右,设计最大 造斜率为./ ,施工过程中遇到漏失时需随 即注浆,可能导致定向钻具造斜率达不到设计要 求,使钻孔轨迹难以控制。 目的层埋深大,施工难度大。针对埋深大 和水压高的奥陶系灰岩含水层的探查与治理,由于 造斜点深,随着井斜增大,摩阻力和扭矩随之增 图 注主孔和水平定向分支孔平面布置示意 加。此外,受灰岩硬度、冲洗液密度、粘度和井斜 等因素影响,岩屑滞留井底不能及时返出,可造成 预计孔深. 处为奥灰含水 层顶面,主孔 重复切削研磨,导致钻进速度慢,施工难度增大。 钻至 左右进行分支斜孔施 工,在奥灰层位逐 步改钻孔为水平孔,基本沿着工作面走向方向钻 野青煤底板含水层探查与注浆加固 进。各分支孔的设计参数见表;主孔和分支孔的 为最大限度降低奥灰突水风险,九龙矿采掘前 空间分布如图所示。 表各分支孔的设计参数 万方数据柴振军:水平定向井技术在九龙矿奥灰水防治中的应用研究 年第期 .注浆加固 野青煤层底板含水层的注浆加固伴随着水平钻 孔施工的整个过程,孔口注浆压力不低于. , 注浆材料以 .矿渣硅酸水泥为主,浆液出现 大量流失时添加粉煤灰作为辅助注浆材料。钻探施 工的各个阶段均采用下行式分段注浆方式,即钻探 施工过程中一旦浆液大量漏失就立即进行注浆加 固。施工至奥灰含水层后出现钻进中漏浆量大时, 在压水试验的前提下,确定注浆参数。注浆过程中 发现有串浆现象采取各注浆孔联合注浆方式,上一 图 主孔和分支孔的空间分布示意 阶段注浆结束后,注浆孔、串浆孔均应进行扫孔, .钻孔施工 以防孔堵。以终压. 、稳定 以上和单 孔吸浆量小于 钻孔施工使用美国生产的型车载钻机 ,作为注浆结束 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,达到 及?电磁波无线随钻测量仪。应 了注浆加固煤层底板含水层及奥灰含水层的 目的。 用造斜、定向、随钻测量、数字化测井等技术,钻 结 语 孔轴线轨迹与设计轨迹相符的高质量钻孔,为煤层 九龙矿应用分支孔造斜、定向、随钻测量、孔 底板含水层预注浆加固创造了条件。钻孔施工累计 。 间透视仪、数字化测井等技术,在煤层底板含水层 进尺,其中水平定向井进尺 和奥灰含水层第段中沿多个方向施工大孔径 主孔施工。主孔直孔段深度 大煤 底板 固孔,并下咖×. 通天管。 长距离水平分支孔,增大了探查孔与奥灰含 水层接 触面、扩大了钻孔控制范围、最大限度地提高了对 注和注主孔斜孔段分别沿方位角和 奥灰含水层中导含水通道的探查精度,并对奥灰含 裸孔钻进西 /至工作面中部,深度 。 水层及导含水通道实施预注浆加固,降低了煤层底 控制在矿煤以下 分支孔施工。所有分支孔以主孔在工作面 板突水几率,最终达到根治水害、 区域消突的目 的,为矿井安全生产提供了高新技术支撑。 的终点作为分支点,分别按设计采用咖. 钻头施工至奥灰含水层,进入奥陶系灰岩 水平定向井技术的成功应用为矿 井防治水工作 开辟出的一条新途径,在类似条件矿井防治水工作 ~左右逐步改为水平井施工。分支孔的斜孔 中,具有广阔的推广价值与应用前景。 左右,水平孔 段垂深控制进入奥灰的深度为 左右。水平分支孔的空间轨迹如 长度控制在 参考文献: 图所示。 注分支斜孔 陆军,熊克剑.近水平千米定向钻机在矿井瓦斯抽 【】 采中的应用【】,煤炭科学技术,,: 注水平分支孔 ?. 姚宁平,张杰,李乔乔.煤矿井下近水平定向钻技 【】 术研究与应用【】,煤炭科学技术,, :?. 张洪健,李长青,姜文浩,等.千米钻机定向钻进 【】 / 技术在矿井防治水中的应用【】,中州煤炭, :?. 【 杨旭,黄寒静,李乔乔.定向长钻孔施工技术在 急倾斜煤层中的应用【】,煤炭科学技术, 图注分支孔的空间轨迹示意 。:?. 万方数据
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分类:工学
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