文档介绍：千米钻机在晋煤集团应用前景展望
技术中心姜铁明苗惠东
摘要:本文分析了千米钻机在国内应用失败的原因,预测了千米钻机在晋煤集团试验的必要性和可行性;分析了其在瓦斯开发与防治方面的应用前景,提出了施工工艺的设想,并预测了打钻成本,建议了管理模式。
关键词:千米钻机瓦斯抽放工艺应用分析
为了降低瓦斯对采掘工作面的干扰,减少瓦斯排放对大气温室效应的作用以及变废为宝合理开发与利用瓦斯,世界各主要产煤国家都在致力于瓦斯抽放技术的研究开发。从目前的研究成果看,影响钻孔抽放煤层瓦斯效果的主要因素除了煤层自身含瓦斯条件外(即煤层瓦斯含量),还取决于煤层的透气性及钻孔抽放工艺参数(布孔密度、布孔方式、钻孔深度、钻孔直径、抽放负压等)。在这两个问题中,提高煤层透气性是一个世界性难题,虽经多年研究也未能取得显著效果;而钻孔抽放工艺经过十几年的研究开发,成果突出,尤其在钻机具的研制和施工工艺上可以说是成绩辉煌。在国内,西安煤科院研制的MK—6型钻机在抚顺老虎台矿施工穿层钻孔达722米;2001年晋煤集团利用该型钻机在寺河矿10201S工作面试验煤层长钻孔,取得全煤层509米的好成绩,在。在国外,尤其是在美国和澳大利亚千米钻机在瓦斯开发方面的应用已很广泛,在煤层中最长的钻进纪录已达1500米,这为我们进行瓦斯防治与开发提供了强有力的技术与装备保障。
千米钻机在瓦斯防治与开发领域的应用是多方面的,如进行区域性本煤层瓦斯预抽放、掘进预抽、抽放采空区瓦斯、非开采层瓦斯预抽等,千米钻机在这些方面的应用,不但能大大减少瓦斯防治与开发的投资成本,还能提高抽放浓度,为瓦斯的利用提供质量保障。
千米钻机在瓦斯防治与开发方面的效益显然是巨大的,然而千米钻机在国内的应用却不尽人意。我国数家煤炭企业通过多种渠道引进了十余台千米钻机分别在铁法、淮南、松藻、平顶山、抚顺等局进行千米钻进试验,其结果都都没有达到预期目的,最长的钻孔仅300余米,还不及。究其失败的原因,千米钻机的实际钻进能力不仅取决于钻机具设备本身和钻进工艺技术,而且主要取决于煤层地质条件,这些因素会导致钻进深度的极大变化,尤其是煤的硬度、煤层的整体性更决定着千米钻进的成败。国内几家千米钻进试验失败,就是败在煤的硬度、煤层的整体性上的;如平顶山、,而且钻进中塌孔抱钻、回水通路堵塞等现象严重,极大制约了钻进。
晋煤集团目前筹建的寺河矿井属高瓦斯矿井,瓦斯储量丰富,随着12万千瓦煤层气发电厂的上马和寺河矿的正式投产,瓦斯的防治与开发已迫在眉睫,因此有必要进行千米钻机的引进试验,但国内同行千米钻进试验的失败给我们晋煤集团引进试验千米钻机带来了极大的负面效应。但是具体情况还要具体分析,寺河矿3#煤层煤的普氏硬度系数达到2以上,是近水平煤层,煤层整体性好,机械强度高;而且我们在2001年利用国产MK—6型旋转钻机成功地完成509米的煤层长钻孔,施工中未出现塌孔抱钻现象,这说明寺河矿的地质条件是适合钻探的。千米钻机采用两种钻进方式,即旋转钻进和孔底马达钻进,孔底马达钻进时钻杆不动,只有钻头旋转,这样能很好地保持钻孔的完整性,减少了塌孔的客观因素,与旋转钻进相比要优越的多。结合寺河矿的地质条件和我们的钻探施工经验,千米钻机在寺河矿试验成功的可能性是很大的,有