煤矿瓦斯抽采技术培训ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/2,#,一、引言,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,三、,井下抽瓦斯提浓增量技术,四、,井下水力压裂增渗技术,五、,地面钻井抽采采动区瓦斯技术,目 录,一、引言目 录,1,1,、煤矿瓦斯抽采的意义,是预防煤矿瓦斯事故的治本之策；是将瓦斯变为资源的重要途径,是减少温室气体排放的重要内容,一、引言,1、煤矿瓦斯抽采的意义一、引言,2,2,、煤矿瓦斯抽采存在的主要难题,顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求，使得大量采用抽瓦斯专用岩巷，工程成本高、施工时间长、产生大量废渣；,缺乏长钻孔轨迹测定技术，使得抽瓦斯难均匀、易留事故隐患；,井下钻孔施工存在风险，远程（或地面）操控成为趋势和难点；,井下抽采的瓦斯浓度低，不利于安全抽采与输运，也给资源化利用带来困难；,煤层透气性低，抽瓦斯效果较差，提高透气性和抽采效果是难题；,地面井抽采动区瓦斯效果好，但易受采动破坏，提高其高效服务寿命是难题。,一、引言,2、煤矿瓦斯抽采存在的主要难题一、引言,3,1,、,适用于中硬较稳定煤岩层的水平定向复合钻进技术,孔底马达带动钻头旋转，钻机带动钻杆和孔底马达旋转，使钻头,在,复合动力驱动,下,旋转,；仅,孔底马达驱动钻头旋转时,实现调斜,。在寺河煤矿顺煤层定向钻进主孔孔深达到,1881 m,，基本满足了,f=0.8-6,的,中硬较稳定煤岩层顺层瓦斯抽采钻孔施工,的要求,。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,整体式钻机适用于大断面空间,复合钻进原理,技术发展方向：,减少岩巷工程，以钻孔代替巷道，减少井下作业人员,1、适用于中硬较稳定煤岩层的水平定向复合钻进技术孔底马达带动,4,技术特点：,钻机,具有适应于不同施工空间条件的,大功率整体式和分体式结构,；最大,输出转矩,12000Nm,，能满足不同规格钻具孔口回转、孔底马达回转和复合驱动三种,定向,钻进工艺的要求。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,配备,孔外供电,的高可靠随钻测斜,实现随钻测轨迹,。,分体式钻机适用于小断面空间,多分支钻孔,可从主孔钻进许多,分支钻孔,，扩大钻孔控制范围。,提高孔底钻具,切削速度,，中硬煤层综合钻进效率较滑动钻进,提高,10%,，顶板岩层,提高,50%,。钻孔,轨迹平滑,，钻进过程中,钻具阻力小，钻机系统压力小,。,技术特点：二、井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备配备孔外供电的高,5,应用途径：,尽可能减少岩巷工程，减少矸石外排、缓解接替关系、降低工程成本。,走向,多分枝定向水平长钻孔,，可用于煤巷条带或采煤工作面大面积预抽煤层瓦斯。,淮北,顶板梳状钻孔,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,晋城递进式预抽本煤层瓦斯,寺河矿顶板水平长钻孔,应用途径：尽可能减少岩巷工程，减少矸石外排、缓解接替关系、降,6,2,、,适宜于松软突出煤岩层钻孔施工,的,高转速,异,形钻杆压风排渣钻孔技术,问题：,对,f0.8,、尤其是,f0.5,的松软煤层,，,钻进过程中,孔壁变形严重，极易使钻杆抱死，,深孔成孔困难,，通常为,40,60 m,，钻孔覆盖范围难以满足采掘前大面积区域预抽煤层瓦斯的要求。,原因：,钻孔壁变形大，钻孔缩径严重,，,沿程钻杆旋转过程中阻止旋转的阻力,大,。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,研制成大功率高转速钻机,功率,90kw,、最,高,转速达,700r/min,，,转速无级可调，提高排渣速率；对高转速动力头轴承强制供油润滑与冷却，避免高转速轴承升温易损。,高转速大功率全液压钻机,2、适宜于松软突出煤岩层钻孔施工的高转速异形钻杆压风排渣钻孔,7,研制成,具有高强度、可正反转、参数优化的,宽叶片螺旋钻杆、三棱螺旋钻杆,等,异形钻杆，使钻杆在旋转过程中具有切削孔壁变形煤岩的功能，确保钻孔不缩径；,同时,螺旋钢带或螺旋槽,的,钻杆结构形成机械螺旋强力排渣的有利通道,。,研制成,易破碎煤块的钻头,，预防产生大块钻渣卡堵排渣通道。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,采用合理参数的,雾化压风排渣工艺,，,减少水对孔壁煤体的破坏，提升,排渣,速度，确保排渣及时,。,研制成具有高强度、可正反转、参数优化的宽叶片螺旋钻杆、三棱螺,8,研制成回转钻机用的无磁,随钻测斜技术，测定,数据储存,在测管的数据存储器内，待钻杆全部退出后将数据传输到电脑，并绘制钻孔轨迹,，,但难以实现随钻纠偏。,储存式无磁,随钻测斜技术,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,无线轨迹随钻测定系统,随钻测定信息无线传输原理,钻头,钻杆,测管,发射,绝缘,钻杆,接收,电脑,研制成回转钻机用的,无线,随钻,实时测定轨迹,技术，测,管测,定,的,数据,通过,发射,管实时发射到外侧钻杆,，,外侧钻杆传输到孔口接收器，接收器将信号传输到电脑，,实现,无线随钻实时测斜,。,解决了回转钻进测轨迹难题。,研制成回转钻机用的无磁随钻测斜技术，测定数据储存在测管的数据,9,无线测定,技术的数据传输不受钻孔介质影响，在井下试验传输距离可达,200m,以上，依据测定的轨迹信息，可利用导向块等进行钻孔轨迹调向。,松软煤层钻进技术,现场应用，在淮南,丁集矿,f=0.28-0.4,的煤层中钻孔,26,个，孔深,200 m,以上的,22,个，,200 m,以上孔深成孔率为,84.6%,；在,淮南,张集矿,f=0.6-0.8,的煤层中钻孔,18,个，孔深,250 m,以上的,14,个，,250 m,以上孔深成孔率,77.8%,。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,无线测定技术的数据传输不受钻孔介质影响，在井下试验传输距离可,10,应用,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,150m,20m,对,f,0.3,时，短工作面递进式预抽煤层瓦斯,180m,20m,对,f=0.3-0.5,时，正常工作面递进式预抽煤层瓦斯,230m,20m,对,f=0.5-0.8,时，长工作面递进式预抽煤层瓦斯,230m,20m,对,f,0.8,时，多工作面递进式预抽煤层瓦斯,应用,对符合规程要求的突出煤层也可应用于煤巷条带预抽煤层瓦斯，节省岩巷工程。由此也可看出，顺煤层钻孔深度对有效预抽煤层瓦斯，降低抽采成本具有非常重要的意义。,应用二、井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备150m20m对f0,11,五、地面钻井抽采采动区瓦斯技术,288万m3/d，浓度32%,采用抓取式自动装卸钻杆、输送钻杆和调整钻杆倾角（0 90）；,SHCD-06井抽采数据曲线,研制成回转钻机用的无线随钻实时测定轨迹技术，测管测定的数据通过发射管实时发射到外侧钻杆，外侧钻杆传输到孔口接收器，接收器将信号传输到电脑，实现无线随钻实时测斜。,五、地面钻井抽采采动区瓦斯技术,64万m3/d，浓度73%,分体式钻机适用于小断面空间,针对寺河煤矿地质条件特点，在3313工作面设计施工1口顶板“L”型地面井。,8-6的中硬较稳定煤岩层顺层瓦斯抽采钻孔施工的要求。,安全运行管理：实时监测、参数超限报警和自动保护停机；,研制成回转钻机用的无线随钻实时测定轨迹技术，测管测定的数据通过发射管实时发射到外侧钻杆，外侧钻杆传输到孔口接收器，接收器将信号传输到电脑，实现无线随钻实时测斜。,二、井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,已安装设备，进入采空区，未接管网,二、井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,发明专利“煤层气安全抽采智能控制系统及控制方法”能实时地面监控抽采中采空区安全参数变化，实现采动区煤层气安全抽采。,技术发展方向：采动区地面直井、L型井，老采空区地面井，消灭瓦斯超限、实现瓦斯资源化高质量规模开发,应用途径：尽可能减少岩巷工程，减少矸石外排、缓解接替关系、降低工程成本。,研制成回转钻机用的无线随钻实时测定轨迹技术，测管测定的数据通过发射管实时发射到外侧钻杆，外侧钻杆传输到孔口接收器，接收器将信号传输到电脑，实现无线随钻实时测斜。,二、井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,3,、,远控自动化钻孔技术,减人是高安全、高效益生产的方向。,利用,传感和视频技术,，将相关参数与现场视频,通过安全监控,的,以太,网传输,到远控操作地点，操作人员在操作地点,发出控制信号,触发电动阀门控制液压油路的导通与关断、控制电机和泵组的启停,。,实现,了,自动装卸钻杆，自动调整钻机开孔位置、倾角、方位，自动移动钻机、固定钻机等。对固定程序的操作设计了,一键,远控,的智能化操作,。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,ZYWL-4000SY,双履带式全自动钻机,五、地面钻井抽采采动区瓦斯技术3、远控自动化钻孔技术二、井,12,钻机采用履带车整体结构，,远,控,点,也可设置在地面。通过,超声测距仪和云台摄像,仪，实现远控钻机,移机,；通过,压力、角度传感器,等，实现,锚固和倾角调节,；,采用,抓取式自动装卸钻杆、输送钻杆和调整钻杆倾角,（,0,90,）,；钻杆箱通过滑轨实现换列；储存钻杆数量可根据需要调整,；采用,姿态仪确定开孔位置,。,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,090,自动上下钻杆装置,蜗轮蜗杆减速器,敞开式钻杆箱,050,自动上下钻杆装置,多列储存箱,钻机采用履带车整体结构，远控点也可设置在地面。通过超声测距仪,13,远控自动化钻机采用原,150,钻机,功率,在松藻煤电公司,逢春煤矿,进行了现场试验，采用地面远控方式共,施工,29,个钻孔,，总进尺,3192 m,，其中,150 m,以上钻孔,3,个，最深孔进尺,167 m,，,二、,井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备,孔号,倾角,(),方位角（,）,终孔 直径（,mm,）,钻进深度（,m,）,累计孔深（,m,）,孔号,倾角,(),方位角（,）,终孔 直径（,mm,）,钻进深度（,m,）,累计孔深（,m,）,1,20.4,0.1,94,102,102,16,20.3,62.5,94,101,1792,2,25.6,0.2,94,121,223,17,31.1,62.5,94,107,1899,3,31.0,0.1,94,151,374,18,45.1,62.2,94,103,2002,4,19.8,0.4,94,110,484,19,18.9,61.5,94,100,2102,5,30.4,0.4,94,107,591,20,25.3,61.5,94,106,2208,6,44.7,0.3,94,103,694,21,30.9,61.5,94,167,2375,7,20.6,1.3,94,105,799,22,20.0,60.7,94,102,2477,8,26.1,1.5,94,100,899,23,30.7,60.5,94,100,2577,9,31.5,1.5,94,101,1000,24,50.1,60.6,94,103,2680,10,18.5,2.1,94,108,1108,25,18.6,59.3,94,101,2781,11,30.7,2.1,94,94,1202,26,24.3,59.1,94,105,2886,12,45.3,2.0,94,162,1364,27,29.5,59.1,94,100,2986,13,19.3,3.5,94,110,1474,28,21.6,58.0,94,104,3090,14,25.0,3.4,94,111,1585,29,29.9,58.2,94,102,3192,15,29.8,3.5,94,106,1691,地面远控站,井下主机,终孔直径都在,94 mm,以上。在淮南矿业集团进行了推广应用，,采用井下,远控方式,，,月均台进尺达到,3000 m,以上，达到了预期目标。,实现了一键远控、远控移机、固机、定位等功能。,远控自动化钻机采用原150钻机功率,在松藻煤电公司逢春煤矿进,14,三、,井下抽瓦斯提浓增量技术,问题：,我国,煤矿井,下抽采,的,瓦斯,量约,60%,以上,浓度,低于,30%,，这将至少带来四个方面的不利因素：,a.,浓度低于,30%,的瓦斯易燃易爆，抽采、输送等各环节都存在,安全风险,；,b.,浓度低