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复杂地质条件下定向钻进技术研究

2023
07/12
02:38
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一、项目背景

采用定向钻进技术施工长距钻孔可有效的代替高抽巷,并减少常规钻孔和钻场投入、缩短准备工期、降低安全风险,但在深井复杂地质条件下施工长距钻存在成孔难、保孔难、孔内事故高的问题,需对复杂地质条件下的定向钻进技术进行探索。

二、研究内容

1.创新软岩穿层施工方法

针对软岩垮孔的问题,分初段、中段和终段三种情况制定钻孔施工方案。初段采用浅孔高压注浆固结泥岩层的方法;中段采用大角度开孔,大倾角爬坡方案;终段采用复合钻进法。

2.开发缩径岩层施工工艺

缩径性泥岩一种遇水膨胀、坍塌岩层,成孔比较困难。在新集矿区主要是红斑泥岩和黄斑泥岩,采取先扩后钻的方法,解决缩径抱钻的问题,先采用小孔径复合钻进一次穿过缩径段,后采用大直径扩孔钻头从孔口扩孔直至缩径性泥岩段终结,最后再次采用小直径定向钻进施工至设计孔深。

3.应用常闭式自动封堵钻孔防喷装置

实现防喷装置“快速堵(封堵孔口),里(端)外(孔口段)抽”功能,防止因瓦斯、水与瓦斯混合物喷出伤人和发生瓦斯事故。

三、应用效果

1.应用情况及效益

该成果先后在某矿-750m西大巷、220106底板巷和某煤矿131302工作面实施应用,三项工程合计节约费用333万元。

2.应用效果

本成果采用定向钻机施工长距离钻孔应用于飞禽走兽老虎机、地质构造探测及探放水等领域,提高了瓦斯治理和地质探查的效率,达到以孔代巷、区域治理、回采工作面顶板预注浆加固、超前探查等目的,可有效的减少投入、降低安全风险,对现代化矿井减人、增效有较好的促进作用。

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