井下定向鉆孔技術(shù)在紅柳煤礦頂板水害防治中的應(yīng)用研究.pdf

1、水害事故嚴(yán)重程度僅次于瓦斯災(zāi)害，是影響礦井安全高效生產(chǎn)的重要災(zāi)害類型之一。神華寧煤集團(tuán)位于中國西北侏羅系裂隙水害代表區(qū)域，尤其是鴛鴦湖、馬家灘等礦區(qū)的部分新建礦井受頂板水害威脅嚴(yán)重。紅柳煤礦是鴛鴦湖礦區(qū)頂板水害的代表，受直羅組砂巖含水層危害，防治水需求緊迫。目前紅柳煤礦主要采用井下物探技術(shù)和大角度上仰常規(guī)鉆孔進(jìn)行頂板含水體探查和疏放，存在探查準(zhǔn)確度低、鉆探治理工程量大、疏水時間短效果差，無法超前區(qū)域治理等不足，不能滿足礦井高效開采需要。

2、
　　本文從紅柳煤礦頂板水害防治需要出發(fā)，通過分析礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)特征，研究利用井下定向鉆孔進(jìn)行頂板水探放的技術(shù)方法，通過定向鉆孔設(shè)計技術(shù)、成孔工藝技術(shù)和配套鉆進(jìn)裝備研制選型，總結(jié)出一套適用于紅柳煤礦頂板水害防治的井下定向鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)與裝備，選擇3121工作面進(jìn)行了技術(shù)應(yīng)用實踐，頂板水探放效果顯著。主要研究工作及成果如下：
　　(1)針對頂板水探放定向鉆孔施工特點，完成了定向鉆孔設(shè)計技術(shù)研究，從鉆孔結(jié)構(gòu)、平面和空間布置方案

3、及軌跡設(shè)計三個方面對頂板水探放定向鉆孔進(jìn)行了合理設(shè)計。
　　(2)本文完成了頂板水探放定向鉆孔成孔工藝研究，綜合采用大直徑螺旋鉆桿回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和螺桿馬達(dá)隨鉆測量定向鉆進(jìn)等兩種技術(shù)方法，完成了頂板水探放定向鉆孔高效高成功率施工，對使用到的各種鉆進(jìn)技術(shù)的原理、鉆具選配和技術(shù)關(guān)鍵點進(jìn)行了分析，保證了大直徑套管下放、巖層大位移定向鉆孔和高精度探查孔快速成孔。
　　(3)結(jié)合頂板水探放定向鉆孔施工需要，完成了配套鉆進(jìn)裝備的研制選型，形成了

4、完善的鉆進(jìn)裝備體系。
　　(4)在紅柳煤礦進(jìn)行了技術(shù)應(yīng)用，驗證了本文研究成果能夠滿足該礦頂板水害防治的需要。施工完成的頂板水探放定向鉆孔既可保證在目的層長距離延伸，又滿足工作面全面積覆蓋無盲區(qū)，且能夠加大與頂板含水層、導(dǎo)水裂隙和地質(zhì)構(gòu)造帶的鉆遇率，實鉆最大單孔疏放水量達(dá)到216m3/h，起到良好的頂板水探放效果。
　　(5)通過對定向鉆孔的探放水量、水質(zhì)和水溫分析，及與常規(guī)鉆孔對比及相鄰工作面施工情況對比，證明采用井下定向鉆