钻孔

8.4.4 钻孔实例

为了优化高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采效果，在借鉴煤层气洞穴完井工艺基础上，提出了基于机械造孔的钻孔强化瓦斯抽采技术。利用四连杆机构原理研制出专用的机械造孔设备，以芦岭煤矿Ⅲ1013工作面为例，进行了造孔钻孔施工，并连续监测和统计分析了瓦斯抽采参数。试验结果显示，机械造孔技术显著提高了钻孔内的瓦斯抽采效果，单孔瓦斯抽采浓度相较于普通瓦斯抽采钻孔提高了2.73~3.39倍，纯瓦斯流量提高了2.63~5.11倍。

根据某矿3~#煤层赋存特点，运用千米长钻孔技术进行煤层瓦斯预抽。通过现场数据统计分析，得出钻孔抽采瓦斯量的衰减特征参数，并结合煤层瓦斯基本参数，揭示了3~#煤层千米长钻孔抽采半径的时变规律。同时，对不同钻孔间距的瓦斯流场进行数值模拟分析，验证了合理的布孔间距，现场实验显示抽采准确率可达80%。该方法可有效预测3~#煤层预抽钻孔的防突效果。

针对煤矿井下回转钻进使用的随钻轨迹仪及手持式轨迹仪测量软件功能单一、显示不直观、无法实现瓦斯抽采盲区分析与显示、不能有效指导钻孔施工等问题，设计了一款新型的钻孔数据处理与三维显示软件。该软件包含钻孔数据预处理、钻孔深度与轨迹计算、钻孔轨迹三维建模与显示以及钻孔轨迹设计指导等四大功能模块：钻孔数据预处理模块主要处理地磁偏角计算及异常数据的剔除；钻孔深度与轨迹计算模块利用钻孔水压监测及倾角数据实现静水压力提取和轨迹计算，同时挖掘钻孔轨迹深层次数据；钻孔轨迹三维建模与显示模块有效展示钻孔轨迹及煤层走向等信息，帮助确定钻孔瓦斯抽采盲区，包括钻孔群轨迹及煤层分布三维显示、设计钻孔覆盖区域等；钻孔轨迹设计指导模块提供钻孔抽采盲区分析和已有钻孔轨迹偏移特性统计，为后续钻孔施工提供指导。该软件应用于某矿实际钻孔的三维显示和偏移规律分析，通过精准开孔技术和随钻轨迹测量技术成功补充了钻场的钻孔施工，补孔后的钻孔覆盖率达到了设计要求的95%以上，有效控制或消除了钻孔瓦斯抽采盲区。