兗礦貴州能化有限公司 2019 年 10 月 定向 鉆進(jìn)技術(shù)在突出 礦井 大區(qū)域瓦斯治理中的應(yīng)用 Page 2 目 錄 一、公司簡介 二、瓦斯地質(zhì)概況 三、瓦斯治理模式的演變 四、定向鉆機(jī)裝備 五、定向鉆機(jī)應(yīng)用情況介紹 六、 深化瓦斯綜合治理取得的成效 七、長距離定向鉆孔瓦斯抽采技術(shù)規(guī)范制定情況 八、面臨的問題和打算 ? Page 3 一、公司簡介 ? 兗礦貴州能化有限公司是兗礦集團(tuán)響應(yīng)國家“西 部大開發(fā)”和貴州省“西電東送”戰(zhàn)略于 2002 年進(jìn)入 貴州開發(fā)建設(shè)的二級公司 ，下轄四對生產(chǎn)礦井 （青龍 煤礦、發(fā)耳煤礦、小屯煤礦、五輪山煤礦）、 一對基 建礦井 （龍鳳煤礦）， 均為煤與瓦斯突出礦井 ， 并配 套建設(shè)了洗煤廠、瓦斯電廠。設(shè)計(jì)產(chǎn)能規(guī)模 630 萬噸 / 年（青龍煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn)能 120 萬噸 / 年、發(fā)耳煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn) 能 180 萬噸 / 年、小屯煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn)能 60 萬噸 / 年、五輪 山煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn)能 150 萬噸 / 年、龍鳳煤礦設(shè)計(jì)產(chǎn)能 120 萬噸 / 年）， 目前 生產(chǎn)規(guī)模 420 萬噸 / 年。 ? Page 4 一、公司簡介 ? 兗礦貴州能化有限公司連續(xù) 5 年保持全 國安康杯先進(jìn)單位榮譽(yù)稱號，所屬 4 對生產(chǎn) 礦井均為國家一級安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化礦井、 貴州省煤礦采掘機(jī)械化示范礦井。青龍煤 礦、五輪山煤礦為 國家級瓦斯治理示范礦 井。發(fā)耳煤礦于 2018 年建成貴州省首個(gè)智 能化綜采工作面。 Page 5 二、瓦斯地質(zhì)概況 能化公司所屬礦井均處于貴州省黔北煤田 、 織納煤 田和水城煤田區(qū)域 ， 該區(qū)域地處新華夏系第三褶皺帶與 沉降帶和南嶺緯向構(gòu)造帶的復(fù)合部位 ， 構(gòu)造主要為燕山 運(yùn)動中晚期形成 ， 北西向復(fù)試褶皺 、 斷裂均較發(fā)育 ， 使 得各煤田小斷層 、 構(gòu)造發(fā)育更加復(fù)雜 。 井田地質(zhì)類型為 中等偏復(fù)雜類型 . 所屬礦井煤與瓦斯突出礦井 ， 且煤層具有煤體松軟 破碎 、 煤層厚度薄 、 透氣性差 、 煤層瓦斯含量高 、 壓力 大 、 煤層層位多 、 巖石軟遇水膨脹變形等特點(diǎn) 。 Page 6 三、瓦斯治理模式的演變 建 井 初 期 瓦 斯 治 理 模 式 掘進(jìn)工作面順層條帶鉆孔治理瓦斯 采煤工作面順層鉆孔治理瓦斯 2009 年以前，采取本煤層邊抽邊 掘（采）方式治理瓦斯，掘進(jìn)工作面 月平均進(jìn)尺 60m ，采煤工作面月平均 50m ，噸煤瓦斯治理成本 80 -90 元 ，瓦 斯治理效果差，成本高主要表現(xiàn)幾個(gè) 方面： 一是 瓦斯治理與工作面作業(yè)相互 制約； 二是 鉆孔施工不到位存在控制 空白帶； 三是 消耗大量人力和物力， 瓦斯治理成本高且效率低； 四是 不能 布置大工作面； 五是 未對被保護(hù)層瓦 斯進(jìn)行卸壓抽采，被保護(hù)層進(jìn)行采掘 作業(yè)受瓦斯制約； 六是 瓦斯治理設(shè)備 功率小，抽采路管徑小，抽采效果差； 七是 抽采濃度低； 八是 瓦斯超限頻繁。 Page 7 三、瓦斯治理模式的演變 礦 井 瓦 斯 治 理 主 導(dǎo) 抽 采 模 式 建 立 掘進(jìn)工作面穿層鉆孔治理瓦斯 采煤工作面順層 +穿層 鉆孔治理瓦斯 2010 年以來， 不斷探索和創(chuàng)新 瓦斯治理模式，通過先施工底 抽巷、再施工工作面順槽的工 序，形成 順層鉆孔 + 穿層鉆孔抽 采 保護(hù)層瓦斯、 穿層鉆孔抽采 被保護(hù)層卸壓瓦斯 、 高位鉆孔 配采空區(qū)埋管抽采 回風(fēng)隅角瓦 斯 的 抽采立體模式。 Page 8 2015 年之后，研究利用 定向長鉆孔 進(jìn)行大面積區(qū)域消突。采用定向 鉆機(jī)選擇合適位置施工煤層 底板梳狀定向長鉆孔 ，進(jìn)行大面積瓦斯 治理，從而大量 減少底抽巷工程 。 三、瓦斯治理模式的演變 Page 9 四、定向鉆機(jī)裝備 （一） ZDY6000LD （ F ）型全液壓履帶式坑道定向鉆機(jī) ZDY6000LD （ F）型全液壓定向鉆機(jī)由 中煤科工集團(tuán)西安研究院 研制生產(chǎn)， 泵站與機(jī)架一體分體定向履帶鉆機(jī)， 可以實(shí)現(xiàn)鉆孔傾角和方位角控制精準(zhǔn) 定向施工，在青龍煤礦主要用于 頂板 高位定向鉆孔和底板梳狀定向鉆孔 施 工，在青龍煤礦最大施工長度 651 m。 Page 10 四、定向鉆機(jī)裝備 （二） ZDY4000LD(C) 型全液壓定向鉆機(jī) ZDY4000LD(C) 型全液壓定向鉆 機(jī)由 中煤科工集團(tuán)西安研究院 研制生產(chǎn)，泵站與機(jī)架一體分 體定向履帶鉆機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)鉆 孔傾角和方位角控制精準(zhǔn)定向 施工，主要負(fù)責(zé) 順層 定向條帶 鉆孔、 順層 定向鉆孔施工 ，在 青龍煤礦最大施工長度 406 m 。 Page 11 五、定向鉆機(jī)應(yīng)用情況介紹 （一）定向長鉆孔采空區(qū)瓦斯治理 ( 頂板高位定向長鉆孔 ) （二）定向長鉆孔大區(qū)域超前瓦斯治理 （底板梳狀定向鉆孔、 松軟煤層空氣復(fù)合定 向鉆進(jìn)技術(shù) ） （三）定向長鉆孔煤巷條帶順層瓦斯治理 （四）定向鉆進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用 Page 12 21602 工作面 11613 工作面 設(shè)計(jì)長距離 定向鉆孔 12個(gè) 竣工鉆孔 13 個(gè) 西安煤科院負(fù)責(zé) 施工總進(jìn)尺 6145m 最深孔深 601m 治 理 采 空 區(qū) 瓦 斯 11615 工作面 （一）定向長鉆孔采空區(qū)瓦斯治理 ( 頂板高位定向長鉆孔 ) 設(shè)計(jì)長距離 定向鉆孔 4個(gè) 竣工鉆孔 4個(gè)， 累計(jì)進(jìn) 2473m 抽采一區(qū) 負(fù)責(zé)施工 最深孔深 60 8m 五、定向鉆機(jī)應(yīng)用情況介紹 Page 13 21602 軌順高位定向鉆孔布置平面圖 （一）定向長鉆孔采空區(qū)