松软煤层井下泡沫钻进工艺试验.pdf

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1、第42卷第6期煤田地质与勘探Vol.42No.62014年12月COALGEOLOGY&EXPLORATIONDec.2014文章编号:1001-1986(2014)06-0114-03松软煤层井下泡沫钻进工艺试验刘勇，殷新胜，刘建林(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)摘要:松软煤层瓦斯抽采孔的深孔施工技术在现有的钻进工艺下不能很好的满足要求。为了提高松软煤层钻进的时效和孔深，提出了煤矿井下松软煤层泡沫钻进工艺，并在淮北邹庄矿进行了现场试验。分析了3个试验孔的具体工况，提出了较为合理的解决方法，使钻孔深度达到了200m。这不仅有

2、效增加了在松软煤层中的成孔深度，提高了成孔率，还降低了孔口的粉尘污染。关键词：松软煤层；泡沫钻进工艺；现场试验；工况分析中图分类号：P634文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2014.06.024UndergroundfoamdrillingtestsinsoftseamLIUYong,YINXinsheng,LIUJianlin(Xi′anResearchInstitute,ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp,Xi′an710077,China)Abstrac

3、t:Thedevelopmentandutilizationofsoftcoalseamisincreasinglyimportantasthecoalresourcesbecomescarcer,however,theexistingdrillingtechnologyisrelativelybackward.Tomeettheneedsofdrillinginsoftcoal,anewtechnology,whichisdrillingwithfoaminsoftcoalseaminHuaibeiZouzhuangmine,isdiscusse

4、dinthispaper.Inthe##fieldtests,thefoamin1wellcouldnotformacircle.Thewellwallcollapsedin2wellandtypicalphenomenonof#returningslagwasobservedin4well.Thispapermakesadetailedanalysisforspecificaccidents,andcarriesoutreasonablesolutions.3wellsofdepthgreaterthan200mwerefinishedinthe

5、fieldtests,whichnotonlyeffectivelyincreasedthedrillingdepthinsoftseamandthesuccessrateofdrillingprojects,butalsodecreasedthedustpollutioninthefield.Keywords:softcoalseam;foamdrillingtechnology;fieldtests;performanceanalysis[4]松软煤层的物理结构松散，钻进时不易成孔，两种工艺，并且将煤粉包裹，不会造成粉尘污染；[1-2][6-8

6、]很大程度上制约了松软煤层的开发利用。属于欠平衡钻进，不会堵塞煤层气通道，影响后目前，松软煤层钻进所使用的钻进工艺主要有期抽采。在淮北邹庄矿进行的煤矿井下泡沫钻进工两种：螺旋钻进和空压钻进。螺旋钻进工艺能有效艺试验中，完成3个孔深大于200m的试验孔。地解决排粉问题，遇到塌(堵)孔或卡钻事故有较强1现场试验的事故处理能力。但螺旋翼片对孔壁有扰动，不利于孔壁稳定。钻进时，扭矩受到排粉摩阻力的约束，泡沫钻进试验地点位于安徽省淮北市南坪镇邹成孔深度一般在80m左右。空压钻进虽然对孔壁的庄矿。工作面地质条件简单，煤(岩)层呈单斜构造，扰动较小，但排粉能力和

7、成孔深度依赖于空压机的硬度系数0.4~0.6，走向近南北，倾向东。煤(岩)层[1-2][3-4]能力，而且会在孔口造成严重的粉尘污染，倾角2°~20°，平均为8°。影响施工人员的身体健康和工程进度。当空压机的试验过程中使用ZDY3200S全液压钻机，Φ89mm压力达到0.7MPa时，成孔深度在120m左右。三棱和Φ73mm宽翼螺旋两种钻杆，Φ93mm内凹结合松软煤层结构的特殊性，分析了已有钻进式复合片钻头。灌注系统由空压机、泡沫液注入泵、工艺的优缺点后，进行了松软煤层泡沫钻进试验。泡沫发生器，压力表1、2和3、液体流量计L、3泡沫作为循环介质，密度

8、不大于0.2g/cm，循环速气体流量计G、液体单向阀以及若干节流阀和高[3,5]度在1.0m/s左右，对孔壁的冲刷作用小，