高压水射流钻扩一体化增透技术.ppt
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WJ-型高压水射流钻扩一体化增透技术型高压水射流钻扩一体化增透技术汇报人:
黄长国汇报人:
黄长国汇报人:
黄长国汇报人:
黄长国(15922939133)(15922939133)贵州安和矿业科技工程股份有限公司贵州安和矿业科技工程股份有限公司贵州安和矿业科技工程股份有限公司贵州安和矿业科技工程股份有限公司汇报内容汇报内容一、安和公司简介一、安和公司简介二、引言二、引言三、技术原理三、技术原理四、设备构成四、设备构成五、技术特点五、技术特点六、适用范围六、适用范围七、运用效果七、运用效果一、安和公司简介一、安和公司简介成立时间公司性质注册资本金股东结构公司住址2013-3国有股份制企业2000万贵州水矿控股集团有限责任公司(27%)中煤科工集团重庆研究院有限公司(25%)贵州省煤矿设计研究院(25%)贵州盘江投资控股(集团)有限公司(23%)贵阳市观山湖区长岭北路国际会展中心D区C座8楼u公司基本情况公司基本情况u公司业务公司业务公司以煤矿瓦斯灾害防治技术及工程承包为核心,主要从事煤矿瓦斯防公司以煤矿瓦斯灾害防治技术及工程承包为核心,主要从事煤矿瓦斯防治技术、煤层气开发利用基础理论及技术研究与推广,瓦斯防治工程设计治技术、煤层气开发利用基础理论及技术研究与推广,瓦斯防治工程设计与承包,煤矿安全装备经营等工作。
与承包,煤矿安全装备经营等工作。
一、安和公司简介一、安和公司简介u公司实力公司实力1、2014年年5月获国家发改委、国家能源局:
月获国家发改委、国家能源局:
煤矿瓦斯防治工程研究中心煤矿瓦斯防治工程研究中心(国家级)(国家级)依托建设单位(依托建设单位(发改能源发改能源2014831号),并获得建设资金号),并获得建设资金1328万;万;2、2013年年11月获贵州省发改委:
月获贵州省发改委:
贵州省煤矿瓦斯防治工程技术研究中心贵州省煤矿瓦斯防治工程技术研究中心(省级)(省级)依托建设单位(黔发改高技依托建设单位(黔发改高技20133184号);号);u公司人才及资质公司人才及资质1.人才:
技术经营及管理人员人才:
技术经营及管理人员25人,其中研究员人,其中研究员4人、高级工程师人、高级工程师2人、人、博士博士2人、硕士人、硕士8人人。
2.资质:
资质:
“贵州省矿井瓦斯等级鉴定贵州省矿井瓦斯等级鉴定”和和“贵州省节能评估机构贵州省节能评估机构”。
一、安和公司简介一、安和公司简介u发展目标发展目标公司将在公司将在2年内建设完成年内建设完成“煤矿瓦斯防治工程研究中心煤矿瓦斯防治工程研究中心”,并将形成一,并将形成一个不少于个不少于50人左右的专业科研队伍,并以此为基础发展成为西南地区一流人左右的专业科研队伍,并以此为基础发展成为西南地区一流的瓦斯防治和煤层气开发利用专业化科研机构和示范培训基地;同时,为的瓦斯防治和煤层气开发利用专业化科研机构和示范培训基地;同时,为政府制定瓦斯防治管理办法及政策提供技术支撑,不断提升贵州省乃至西政府制定瓦斯防治管理办法及政策提供技术支撑,不断提升贵州省乃至西南地区煤矿瓦斯灾害防治科技能力。
南地区煤矿瓦斯灾害防治科技能力。
一、引一、引言言11、增加瓦斯抽采效、增加瓦斯抽采效、增加瓦斯抽采效、增加瓦斯抽采效果、提高瓦斯抽采率是果、提高瓦斯抽采率是果、提高瓦斯抽采率是果、提高瓦斯抽采率是防治瓦斯事故的根本举防治瓦斯事故的根本举防治瓦斯事故的根本举防治瓦斯事故的根本举措。
措。
措。
措。
22、抽放半径及煤层透、抽放半径及煤层透、抽放半径及煤层透、抽放半径及煤层透气性是决定钻孔抽采效气性是决定钻孔抽采效气性是决定钻孔抽采效气性是决定钻孔抽采效果的关键因素。
果的关键因素。
果的关键因素。
果的关键因素。
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高压水射流钻扩一体化增透技术高压水射流钻扩一体化增透技术高压水射流钻扩一体化增透技术高压水射流钻扩一体化增透技术二、技术原理二、技术原理高高高高压压压压水水水水射射射射流流流流钻钻钻钻扩扩扩扩一一一一体体体体化化化化技技技技术术术术:
是是在在已已施施工工的的穿穿层层钻钻孔孔,以以高高压压水水为为动动力力,对对钻钻孔孔周周围围煤煤体体进进行行切切割割、剥剥离离,改改变变煤煤层层弹弹性性潜潜能能和和应应力力分分布布,达达到到卸卸压压、提提高高透透气气性性、增增加加抽抽采采半半径径和和促促进进瓦瓦斯斯排排放放的的作作用用,实实现现降降低低或或消消除除突突出潜能。
出潜能。
二、技术原理二、技术原理WJ-IWJ-I型高压水射流钻扩一体化工艺示型高压水射流钻扩一体化工艺示意图意图二、技术原理二、技术原理WJ-IWJ-I型高压水射流钻扩过程视频型高压水射流钻扩过程视频三、设备构成三、设备构成主要设备:
主要设备:
主要设备:
主要设备:
钻扩一体化系列钻头钻扩一体化系列钻头高压扩孔系列钻杆高压旋转水尾高压水泵高压胶管采用金刚石钻头,扩孔采用金刚石钻头,扩孔喷嘴主要根据高压水射流理喷嘴主要根据高压水射流理论进行设计。
论进行设计。
共研制五组不同参数的共研制五组不同参数的扩孔系列钻头。
扩孔系列钻头。
三、设备构成三、设备构成73mm三棱钻杆三棱钻杆63mm螺旋钻杆螺旋钻杆主要设备:
主要设备:
主要设备:
主要设备:
钻扩一体化系列钻头高压扩孔系列钻杆高压扩孔系列钻杆高压旋转水尾高压水泵高压胶管50mm圆钻杆圆钻杆63mm圆钻杆圆钻杆三、设备构成三、设备构成主要设备:
主要设备:
主要设备:
主要设备:
钻扩一体化系列钻头高压扩孔系列钻杆高压旋转水尾高压旋转水尾高压水泵高压水泵高压胶管高压胶管高压胶管高压胶管高压水泵高压水泵高压旋转水尾高压旋转水尾选配钻机选配钻机四、技术特点四、技术特点高高压压水水射射流流扩扩孔孔技技术术及及装装置置是是在在国国家家“十十五五”、“十十一一五五”及及“十十二二五五”科科技技攻攻关关:
“矿矿井井深深部部开开采采安安全全保保障障技技术术及及装装备备开开发发”等等研研究究成果基础上自主研发。
拥有多项关键技术及国家发明专利。
成果基础上自主研发。
拥有多项关键技术及国家发明专利。
四、技术特点四、技术特点研究成果经国内研究成果经国内知名专家鉴定为达知名专家鉴定为达到国际先进水平。
到国际先进水平。
研究的技术及装研究的技术及装备具有先进性和创备具有先进性和创新性。
新性。
获得煤炭工业协获得煤炭工业协会二等奖会二等奖22项。
项。
四、技术特点四、技术特点u领衔制定了煤炭行业标准穿层钻孔高压水射流扩孔技术规范。
u共同编制企业标准,便于推广。
提出评价指标:
扩孔区域均匀排出煤屑率煤屑煤屑:
煤屑率=T煤屑/T总煤量四、技术特点四、技术特点技术特点技术特点技术特点技术特点AADDBBCCEE依据煤层硬度不同依据煤层硬度不同依据煤层硬度不同依据煤层硬度不同选配系列化钻头选配系列化钻头选配系列化钻头选配系列化钻头设备轻便、钻孔施工后设备轻便、钻孔施工后即可扩孔即可扩孔操作方便、不同方操作方便、不同方操作方便、不同方操作方便、不同方向钻孔均可扩孔,向钻孔均可扩孔,向钻孔均可扩孔,向钻孔均可扩孔,附加工作量少附加工作量少附加工作量少附加工作量少扩孔作业不会增加作扩孔作业不会增加作扩孔作业不会增加作扩孔作业不会增加作业人员安全风险业人员安全风险业人员安全风险业人员安全风险5设备的钻齿、旋转设备的钻齿、旋转设备的钻齿、旋转设备的钻齿、旋转水尾及系列钻杆更水尾及系列钻杆更水尾及系列钻杆更水尾及系列钻杆更有利于排渣有利于排渣有利于排渣有利于排渣五、适用范围五、适用范围适用范围适用范围适用范围适用范围WJ-WJ-WJ-WJ-高压水射流钻扩一体化技术适高压水射流钻扩一体化技术适高压水射流钻扩一体化技术适高压水射流钻扩一体化技术适用于底板岩巷穿层钻孔及石门揭煤防突用于底板岩巷穿层钻孔及石门揭煤防突用于底板岩巷穿层钻孔及石门揭煤防突用于底板岩巷穿层钻孔及石门揭煤防突增透,能有效的减少钻孔工程量和抽采增透,能有效的减少钻孔工程量和抽采增透,能有效的减少钻孔工程量和抽采增透,能有效的减少钻孔工程量和抽采时间。
时间。
时间。
时间。
穿层钻孔底板岩巷石门揭煤石门揭煤上向钻孔上向钻孔80120m、下向钻孔、下向钻孔5080m,扩孔后的直径为原来,扩孔后的直径为原来13倍。
倍。
六、运用效果六、运用效果目前已经在淮南、淮北、铁法等矿区进行推广应用目前已经在淮南、淮北、铁法等矿区进行推广应用淮南淮南淮北淮北铁法铁法韩城韩城贵州贵州六、运用效果六、运用效果已成功应用高压水射流扩孔技术的部分矿井列举:
已成功应用高压水射流扩孔技术的部分矿井列举:
淮南矿业集团:
淮南矿业集团:
潘三矿、新庄孜、李嘴孜、张集、谢桥潘三矿、新庄孜、李嘴孜、张集、谢桥国投新集能源股份有限公司:
国投新集能源股份有限公司:
新集一矿、刘庄煤矿新集一矿、刘庄煤矿铁法煤矿有限公司:
铁法煤矿有限公司:
大兴煤矿大兴煤矿陕西韩城矿业公司:
陕西韩城矿业公司:
王峰煤矿、下峪口煤矿王峰煤矿、下峪口煤矿徐矿集团贵州分公司:
徐矿集团贵州分公司:
容光煤矿、兴隆煤矿、花秋煤矿容光煤矿、兴隆煤矿、花秋煤矿该该技技术术在在大大断断面面、复复杂杂地地质质条条件件、下下山山及及急急倾倾斜斜石石门门揭揭煤煤取取得得良良好好效效果果,安安全全揭揭开开石石门门52处处;在在底底板板巷巷穿穿层层预抽煤层瓦斯扩孔近万米。
预抽煤层瓦斯扩孔近万米。
使使用用该该技技术术可可减减少少措措施施区区域域钻钻孔孔工工程程量量30%40%,抽采时间缩短抽采时间缩短40%左右,实现技术经济一体化。
左右,实现技术经济一体化。
六、运用效果六、运用效果试验一:
试验一:
皖北煤电公司祁东煤矿高压水射流扩孔效果考察皖北煤电公司祁东煤矿高压水射流扩孔效果考察(底板穿层抽放)(底板穿层抽放)煤层煤层编号编号煤种煤种地勘瓦斯含量地勘瓦斯含量(ml/ml/g.dafg.daf)瓦斯压力瓦斯压力PP(MPaMPa)瓦斯含量瓦斯含量ww(mm33/t/t)坚固性系数坚固性系数ff瓦斯放散初瓦斯放散初速度速度PP破坏类破坏类型型9焦煤8.811.612.79.111.20.190.514试验内容试验内容:
试试验验适适合合一一采采区区松松软软99煤煤层层穿穿层层钻钻孔孔高高压压水水射射流流扩扩孔孔工工艺艺;:
考考察察扩扩孔孔前前后后钻钻孔孔瓦瓦斯斯抽抽采采流流量量;:
计计算算扩扩孔孔前前后后,不不同同抽抽采采时时间间下下有效抽采半径。
有效抽采半径。
钻孔布置钻孔布置底板抽放巷向煤层施钻:
共施工底板抽放巷向煤层施钻:
共施工10个钻孔,个钻孔,1010m、孔径、孔径108mm、钻孔长度、钻孔长度36.645.2m。
六、运用效果六、运用效果试验一:
试验一:
皖北煤电公司祁东煤矿高压水射流扩孔效果考察皖北煤电公司祁东煤矿高压水射流扩孔效果考察(底板穿层抽放)(底板穿层抽放)扩孔前后单孔平均瓦斯抽采量对比扩孔前后单孔平均瓦斯抽采量对比不同时间的抽采半径对比不同时间的抽采半径对比扩孔后扩孔后9煤层抽采半径同比增加煤层抽采半径同比增加1.681.72倍;扩孔后钻孔只需抽采倍;扩孔后钻孔只需抽采60天即天即可达到可达到4.5m抽采半径,平均单孔瓦斯抽放量增加了近抽采半径,平均单孔瓦斯抽放量增加了近3倍。
倍。
六、运用效果六、运用效果试验二:
试验二:
新庄孜矿新庄孜矿-812井底车场揭煤钻孔扩孔效果井底车场揭煤钻孔扩孔效果钻孔百米煤孔瓦斯排放流量衰减曲线钻孔百米煤孔瓦斯排放流量衰减曲线扩孔后,瓦斯流量从扩孔后,瓦斯流量从8L/min8L/min增加到增加到100L/min100L/min,增,增加了近加了近2222倍,且保持倍,且保持1010天不天不明显衰减明显衰减扩孔前扩孔前扩孔后扩孔后六、运用效果六、运用效果试验二:
试验二:
新庄孜矿新庄孜矿-812井底车场揭煤钻孔扩孔效果井底车场揭煤钻孔扩孔效果钻孔瓦斯流量衰减曲线钻孔瓦斯流量衰减曲线1#钻孔的瓦斯衰减系数为钻孔的瓦斯衰减系数为0.1814d-1,进行扩孔后的钻孔瓦斯衰减系数为,进行扩孔后的钻孔瓦斯衰减系数为0.0244d-1,前者是后者的,前者是后者的7倍多,煤层透气性极大增强。
倍
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