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2019年第05期
2019-05-07
532

深部松软煤层瓦斯抽采钻孔钻护一体化技术研究

  • 作者:

    张建国
    王满
    孙矩正
  • 关键词:

    深部矿井
    松软煤层
    瓦斯抽采
    抽采钻孔
    钻护一体化
  • 作者单位:

    炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室
    中国平煤神马能源化工集团有限责任公司

摘要

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摘要:

针对平顶山矿区深部煤层煤质松软,瓦斯抽采钻孔变形和坍塌现象普遍,瓦斯抽采困难的问题,开展了钻护一体化技术与装备研究。利用有限元软件ANSYS的广义Kelvin蠕变模型,分析了不同时间煤体蠕变对钻孔应力分布的影响规律,得到了软煤钻孔周围最大垂直应力分布范围。蠕变效应造成的平均(取竖直内径与水平内径的平均值)钻孔收缩量约为61%,平均作用周期约为20 d。以上述数值分析为基础,研发了磁吸牙片限位翻转式PDC通管钻头和内附导向衬管式通管钻杆,优选PE管作为护孔管,并在平顶山矿区的首山一矿进行现场试验。试验结果表明:采用深部松软煤层瓦斯抽采钻孔钻护一体化技术后,单孔平均百米瓦斯纯流量由0.003 6 m3/(min·hm)提高至0.010 82 m3/(min·hm),瓦斯抽采效果明显。

  • 松软煤层瓦斯抽采钻孔变形坍塌示意
  • 翻转式PDC通管三翼钻头结构
  • 内附导向衬管式外平钻杆结构
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