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《煤炭科学研究总院》 2007年
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煤矿井下大直径定向钻孔的成孔工艺及瓦斯抽采效果研究

郝世俊  
【摘要】: 瓦斯抽采对煤矿安全生产和能源利用有重要意义,目前我国煤矿瓦斯抽采的主要方法有钻孔法和巷道法。对于容易成孔的硬煤层采取本煤层钻孔预抽瓦斯,对于难成孔的松软煤层采取邻近层岩石长钻孔、穿层钻孔以及巷道抽采。上述方法存在的问题是钻孔法有效抽采孔段长度短、终孔孔径小、抽采效果差,巷道法施工工期长、费用昂贵、不利于瓦斯利用。 本文针对上述我国煤矿瓦斯抽采方法普遍存在的问题,在以下3方面进行了试验研究工作:(1)设计了两种强造斜组合钻具并在阳泉矿区试验,施工出造斜强度1.2°/m以上的大直径拐弯钻孔,使穿层钻孔在卸压带高瓦斯浓度区域的孔段大幅度延长,终孔孔深64.8m,终孔孔径153mm,钻孔瓦斯抽采效果比常规穿层钻孔有显著提高;(2)对稳定组合钻具进行了理论分析,并将研究成果在晋城、铜川矿区试验,完成了目前国内顺煤层钻进深度最深的865m的顺煤层长钻孔,终孔孔径153mm,钻孔瓦斯抽采效果比常规顺层钻孔有显著提高;(3)针对煤矿井下定向钻孔测孔数据处理工作量大的问题,利用Visual Basic编制了水平孔测点坐标计算及输出钻孔轨迹的程序,程序和实测点轨迹拟合程度好,可操作性强,可用于指导煤矿井下水平定向孔施工。 通过以上工作得出结论:研制的强造斜组合钻具用于穿层瓦斯抽采孔,钻孔瓦斯抽采效果比常规穿层钻孔有显著提高,部分瓦斯抽采参数优于倾斜高抽巷:经过理论分析设计的三种典型稳定组合钻具,在顺煤层钻孔试验中取得良好的试验效果,钻孔顺煤层钻孔最深达到865m;编制的煤矿井下水平定向孔测点数据处理和轨迹模拟程序,可以节省大量的人工工作量,高效实用。
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TD712.6

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【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 昝军才;;大直径长钻孔在本煤层瓦斯抽采中的应用与分析[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 胡守涛;顺层长钻孔区域预抽瓦斯工艺参数优化及应用[D];河南理工大学;2011年
2 王二鹏;超长钻孔瓦斯抽采工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 闫勇;非开挖导向钻进铺管技术的理论研究与计算机应用[D];中国地质大学(北京);2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
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8 张德万;肖峻峰;卢平;;近距离高瓦斯煤层群首采工作面顶板裂隙发育规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 袁亮;薛俊华;;中国煤矿瓦斯治理理论与技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
3 叶建军;孔令六;;跨条带穿层钻孔抽采邻近工作面卸压瓦斯技术实践[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
4 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
5 刘宜平;杨业新;蔡东红;华海洋;;大采高跨上山综采工作面瓦斯综合治理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
6 程念东;;上保护层工作面保护效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
7 刘宝振;;综采放顶煤工作面火灾事故的分析与研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
8 范立民;蔡选良;;陕西省煤矿瓦斯地质图与瓦斯地质规律研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
9 张进军;刘宁川;昝军才;;大佛寺煤矿掘进工作面卸压松动圈范围的确定[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
10 祝效华;贾彦杰;;钻柱动力学研究进展及其应用[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
2 齐黎明;卸压密闭煤层瓦斯含量测定技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 张文志;开采沉陷预计参数与角量参数综合分析的相似理论法研究[D];河南理工大学;2011年
4 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
5 杨力;基于小样本数据的矿井瓦斯突出风险评价[D];中国科学技术大学;2011年
6 罗文柯;上覆巨厚火成岩下煤与瓦斯突出灾害危险性评估与防治对策研究[D];中南大学;2010年
7 荆永滨;矿床三维地质混合建模与属性插值技术的研究及应用[D];中南大学;2010年
8 邵太升;黄沙矿上保护层开采卸压释放作用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
9 徐乃忠;低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
10 王志国;深部开采上覆岩层中采动裂隙网络演化规律研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
3 赵萌;长虹井田瓦斯地质规律及区域突出危险性预测[D];河南理工大学;2010年
4 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
5 姚春雨;黄陵二号煤矿综采工作面采空区瓦斯流动规律数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
6 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
7 田富超;寺河矿西井区3号煤层瓦斯突出预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
8 高建成;屯留煤矿瓦斯预测防治与控制爆破研究[D];河南理工大学;2010年
9 柴磊;鹤煤四矿低透气性煤层瓦斯穿层钻孔抽放关键参数研究[D];河南理工大学;2010年
10 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
2 廉有轩,牛雅莉,彭立世;软煤层瓦斯抽放打钻技术研究[J];北京工业职业技术学院学报;2004年03期
3 朱桂清;章兆淇;;国外随钻测井技术的最新进展及发展趋势[J];测井技术;2008年05期
4 徐涛,唐春安,张哲,张永彬;单轴压缩条件下脆性岩石变形破坏的理论、试验与数值模拟[J];东北大学学报;2003年01期
5 柏发松;煤巷掘进瓦斯治理技术探讨[J];矿业安全与环保;2000年S1期
6 唐永志;顺层钻孔消除突出危险的理论与实践[J];矿业安全与环保;2003年04期
7 黄惠中;突出煤层巷道边掘边抽方法的应用和效果考察[J];矿业安全与环保;2005年03期
8 杜子健;刘子龙;;煤矿井下顺煤层千米枝状长钻孔抽采瓦斯技术[J];矿业安全与环保;2007年01期
9 李晋生;张跃兵;;VLD深孔定向千米钻机在大宁矿井的实施工艺及应用[J];矿业安全与环保;2009年S1期
10 张跃兵;张完润;;VLD深孔定向千米钻机施工顶板走向穿层钻孔抽放采空区瓦斯技术探析[J];矿业安全与环保;2009年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
2 徐涛;水平定向钻进随钻测量方法及定位技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 闫勇;非开挖导向钻进铺管技术的理论研究与计算机应用[D];中国地质大学(北京);2003年
2 王晓亮;煤层瓦斯流动理论模拟研究[D];太原理工大学;2003年
3 潘仁杰;螺杆钻具控制井斜的理论分析与应用研究[D];西南石油学院;2003年
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6 刘文波;长钻孔在煤与瓦斯突出厚煤层群瓦斯预抽中的应用研究[D];煤炭科学研究总院;2009年
7 郭涛;钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟[D];重庆大学;2010年
【二级引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 白永筱;方亚杰;霍小泉;;高瓦斯大孔径钻孔瓦斯预抽技术与工程实践[A];煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2012)[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王二鹏;超长钻孔瓦斯抽采工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王固态,刘振华,李云珍,代荣和;提高煤层瓦斯抽放率的高能气体致裂技术研究[J];火炸药学报;2000年04期
2 潘井澜;爆破破岩机理的探讨[J];爆破;1994年04期
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4 周晓军,马心校;U型通风方式漏风状况的数值分析[J];煤炭工程师;1993年06期
5 胡千庭,蒋时才,苏文叔;我国煤矿瓦斯灾害防治对策[J];矿业安全与环保;2000年01期
6 刘泽功;开采煤层顶板抽放瓦斯流场分析[J];矿业安全与环保;2000年03期
7 柏发松;煤巷掘进瓦斯治理技术探讨[J];矿业安全与环保;2000年S1期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郝世俊;近水平孔轨迹受控方法及受控机理[D];煤炭科学研究总院;2001年
【相似文献】
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2 裴昌合;屈先朝;;大直径水平长钻孔瓦斯抽放技术在千秋煤矿的应用[J];煤炭科学技术;2007年02期
3 孙家应;尹德战;谢长仑;赵志根;;高位钻场长钻孔在淮南刘庄煤矿瓦斯抽采中的应用[J];中国煤炭地质;2010年11期
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5 刘文泉;王能顺;;关于瓦斯抽采方法及钻孔布置形式的探讨[J];煤炭技术;2008年09期
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8 乔九卫;;边抽边掘技术在黄沙矿2123工作面的应用分析[J];中国煤炭;2010年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝世俊;;抽放瓦斯大直径拐弯钻孔施工工艺[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2005年
2 昝军才;;大直径长钻孔在本煤层瓦斯抽采中的应用与分析[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
3 马庆强;鲍乐;;大直径多层波纹管的液压成形制造[A];第九届全国膨胀节学术会议膨胀节实用技术精选集[C];2006年
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5 杨继胜;;大直径竖井的无井架施工技术[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年
6 杨孟刚;曾萍;;6082大直径铝合金圆铸锭开发[A];中国有色金属学会——第二届青年论坛学术会议论文集[C];2004年
7 荆新军;;中厚坚硬煤层长钻孔区域递进式瓦斯抽采技术的实践[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
8 徐建;;浅析MS-63不处理胶辊的应用效果[A];“安徽潜阳杯”2008年全国推广应用新型纺织器材科技成果技术研讨会论文集[C];2008年
9 周涛;戴清华;柴颖奇;刘宝瑛;陈炳生;;大直径棒材外径在线柔性测量技术研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
10 刘朝祯;;太平驿水电站深埋大直径差动式调压井快速开挖施工技术[A];中国土木工程学会隧道及地下工程学会第八届年会论文集[C];1994年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 白鹤;天地科技 控股子公司带动业绩增长[N];证券时报;2007年
2 汤凯;驰骋天地弄潮头[N];中国煤炭报;2006年
3 本报记者 张长山;以煤制氢 净化未来[N];中国矿业报;2001年
4 黄冠 郝栋;建成年产150万吨的示范矿井[N];山西经济日报;2006年
5 徐万国;郑煤机重组在即:多家央企争抢装备大餐[N];21世纪经济报道;2007年
6 记者 赖薇;煤炭科学研究总院成立50年硕果累累[N];经济日报;2007年
7 本报记者;矿山综合监测监控技术[N];中国安全生产报;2007年
8 证券时报记者 刘思辰;天地科技调整2006年度利润[N];证券时报;2008年
9 郝栋;我国煤矿安全科技攻关成果丰[N];经理日报;2007年
10 邢莉云;煤炭装备业“二合一”[N];21世纪经济报道;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝世俊;煤矿井下大直径定向钻孔的成孔工艺及瓦斯抽采效果研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
2 郭黎滨;大直径在线测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
3 冯忠居;大直径钻埋预应力混凝土空心桩承载性能的研究[D];长安大学;2003年
4 钱荣;大直径圆柱壳结构动力响应及随机波浪力数值模拟研究[D];天津大学;2004年
5 刘健;低透气煤层深孔预裂爆破增透技术研究及应用[D];安徽理工大学;2008年
6 王海锋;采场下伏煤岩体卸压作用原理及在被保护层卸压瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2008年
7 牛建立;煤层底板采动岩水耦合作用与高承压水体上安全开采技术研究[D];煤炭科学研究总院;2008年
8 田宏亮;全液压动力头式钻机液压系统动态分析及控制方法的研究[D];煤炭科学研究总院;2008年
9 周红星;突出煤层穿层钻孔诱导喷孔孔群增透机理及其在瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2009年
10 刘俊峰;两柱掩护式大采高强力液压支架适应性研究[D];煤炭科学研究总院;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙聂枫;高质量、大直径磷化铟单晶研究[D];天津大学;2004年
2 杜娟;大直径钻孔灌注桩群桩效应非线性分析[D];合肥工业大学;2002年
3 仇玉良;滇西山区大直径灌注桩承载性能试验研究[D];长安大学;2002年
4 张广宇;新型电液控制反井钻机安全测控系统仿真与试验研究[D];煤炭科学研究总院;2008年
5 陈海明;大直径嵌岩桩水平承载特性研究[D];天津大学;2004年
6 李晋;大直径钻埋预应力混凝土空心桩受力性状仿真分析[D];长安大学;2003年
7 高立群;大直径盾构正面稳定性研究[D];同济大学;2006年
8 丁胜仁;大直径挖孔扩底桩承载性能试验研究[D];长安大学;2001年
9 许英;大直径薄壁圆筒结构土压力研究[D];河海大学;2004年
10 刘齐建;大直径桥梁基桩竖向承载力分析及试验研究[D];湖南大学;2002年
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