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定向长距离密闭取芯,测瓦斯更精准

必威betway中文版煤炭报 作者:邱美 崔诚 2021-10-15 09:57:22

今年以来,晋能控股煤业必威betway中文版寺河矿着眼于煤矿井下大区域探测煤层瓦斯含量的现实需求,加快推广应用井下定向长钻孔先进钻探技术与装备,与多家单位联合研发了煤矿井下长距离定点密闭取芯技术装置。

据了解,该矿利用前期施工的近水平本煤层探查定向孔,查明煤芯取样区域内煤层起伏变化规律,完成取样点和取样定向孔设计,然后分段进行定向钻进,确保定向孔沿设计轨迹钻进至取样点,再利用这套技术装置进行取样钻进和煤芯保压采集,直至完成所有取样点的煤芯采集。利用定向钻机的优势,一个钻孔就可以取得多个煤芯,省去了许多工序,大幅提升了钻孔施工效率。

必威betway中文版该技术成果应用后,该矿降低掘进成本2300万元,掘进效率提升了20%。目前,此项技术成果已完成验收鉴定,达到了必威betway中文版领先水平。

必威betway中文版长距离煤芯取样须攻克多道难关

必威betway中文版“常规的煤芯取样工艺会存在钻孔施工偏差大、煤芯暴露时间过长等问题,不利于检测煤层瓦斯含量,还存在交叉作业、重复作业等浪费人力物力的情况。”寺河矿抽放管理部副部长唐杰说,“由于煤芯暴露时间短,我们只能使用普通钻机进行施工,最大取样深度只能达到120米左右,取样覆盖范围小,且不能测量和控制实际取样点的具体位置,导致取样精度低,无法准确进行钻探工作。”

唐杰告诉笔者,他们在使用定向钻机进行取样时,虽然可以保证钻孔施工的精准性,扩大单次开孔的取样范围,但是由于所取得的煤芯暴露时间过长,瓦斯含量测定的准确性会有所偏差。

必威betway中文版“长距离煤芯取样这项工作的真正难点,在于如何保障钻孔施工后,取得的煤芯能真实反映出煤层瓦斯含量。”寺河矿抽放管理部技术员郝华超说。

为了解决这一关键技术难题,寺河矿的技术人员多次深入井下工作现场,跟踪每一层煤层的取样全过程。有时多次取样结果不理想,他们为达到目标,在井下一待就是十几个小时。

“煤层瓦斯含量是矿井抽采达标评价工作中的一项重要评价指标,其测定的准确性关乎整个矿井瓦斯抽采达标评价工作的成败。”寺河矿抽放管理部主任工程师原鹏程说,“每一次取样精度低时,我们就更加坚定解决这一技术难题。”

功夫不负有心人。经过前期的反复考察与多次研究试验,寺河矿成功研发了长距离定点密闭取芯技术装置。他们将取样钻杆送达工作位置后,在水辫与钻杆连接处投入橡胶球,通过泥浆泵加压将橡胶球送至投球装置的球座中,堵塞球座底部的导水孔,再用泥浆泵持续加压,让液压截断销钉并向前运动,联动关闭取样内筒的球阀和解吸球阀,实现真正意义上的密闭取样,确保煤层瓦斯取样精度。

在敲定最终方案之后,寺河矿优选出多处代表性施工地点,并针对不同地点编制实施方案。他们将长距离定点密闭取芯技术装置与常规方法进行对比测试,评价深孔密闭取样瓦斯含量测定效果,最终寻找出一套真正行之有效的方案。在首次试验中,该方案的最长取样深度达到510米,共计获取煤芯22个,密闭效果良好,取样过程中的瓦斯损失量微乎其微。

必威betway中文版实现井下瓦斯含量准确测定

必威betway中文版“长距离定点密闭取芯技术装置成功应用后,我们有效解决了煤层瓦斯含量检测轨迹偏差大、检测范围小、测定结果失真等问题,实现了煤矿井下瓦斯含量准确测定。这项技术成果对煤矿瓦斯超前治理、瓦斯抽采利用具有重要意义,应用前景十分广阔。”寺河矿抽放管理部部长高磊说。

打开9月12日的瓦斯抽放进尺日报表,笔者看到上面详细记录了当天34台钻机的进尺,其中有一台钻机的单孔进尺达到393米。而这台钻机施工的取样钻孔,就应用了长距离定点密闭取芯技术装置。

“应用长距离定点密闭取芯技术装置以来,我们不仅实现了对井下长距离煤芯的定点采集,避免了交叉作业,而且保证了取样过程中全程密闭,缩短了煤芯暴露时间,大幅提升了煤层瓦斯含量测定精确性。”寺河矿探放水一队主管技术员金辉说。

自9月以来,寺河矿定向钻机进尺取得连续突破,最终创下了日进尺7317米的全国新纪录。

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