定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展

doi:10.11799/ce201709001

摘要/Abstract

摘要： 首先介绍了我国煤矿定向注浆的两种主要方式，即：小位移的 “S”形定向钻孔井筒地面预注浆、大位移的“L”形定向钻孔地层大面积注浆(包括地面常规水平定向钻孔注浆、利用已有地质钻孔的地面水平定向钻孔注浆和井下水平定向钻孔注浆)，实现了煤矿立井井筒地面“S”形定向钻孔深度与地面“L”形定向钻孔水平位移均超过1000m的岩层注浆改造。其次，指出随着煤矿开采不断向深部延伸与单个工作面规模的不断增加，定向钻孔注浆技术面临的理论、工艺与装备、效果检查与评价等问题。最后，指出应加强室内动水岩层注浆模拟试验台研制与注浆模拟实验研究、深部地层注浆效果探测方法与受注地层浆液扩散规律(尤其是水平定向钻孔注浆)研究、注浆效果的探测，找出影响深部地层浆液扩散的主要因素，揭示浆液扩散的规律。可为煤矿深部地层注浆方案的制定提供参考，也为定向注浆技术的研究指出了方向。

关键词: 定向钻孔技术, 注浆改造, 井筒, 井底车场, 工作面, 含水层

Abstract: Grouting is the important measure of reinforcing soft rock and plugging water-containing strata, directional drilling grouting technology China's coal mine has been used for nearly 40 years in coal mines in China. Firstly, two main forms of grouting by directional drilling technology are introduced in Chinese coal mines in the paper, namely s-shaped small displacement directional borehole used in pre-grouting for vertical shaft and L-shaped extended-reach directional borehole used in grouting transformation for large area formation(it includes the conventional horizontal directional drilling grouting from ground surface, the horizontal directional drilling grouting from ground surface in which part of existing geological borehole is used, the horizontal directional drilling grouting in underground roadways), the depth of pre-grouting for vertical shaft by s-shaped directional borehole and the horizontal displacement length of ground directional borehole for grouting deep strata have all exceeded 1000m; secondly, the author indicates that directional drilling grouting technology is facing a lot of questions, such as grouting theory, process and equipment, inspection and evaluation of the grouting effect, and so on, with the continuous development of coal mining to the deep extension and the scale of a single face continues to increase; thirdly, the author indicates that researchers should strengthen the research on simulation test system for grouting rock under flowing water conditions and grouting simulation test, detection method on grouting effect of deep strata and spread regularity of grout(especially, grouting by horizontal drilling method), detection on grouting effect, find out the main influencing factors of grout diffusion in deep strata, so the law of grout diffusion can be revealed. This paper can provide reference for the program development of grouting deep strata in coal mine, and also points out the research directions of directional grouting technology.

中图分类号:

TD265.4

王桦. 定向钻孔技术在我国煤矿地层注浆改造中的应用及发展[J]. 煤炭工程, 2017, 49(9): 1-5.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

链接本文: http://www.coale.com.cn/CN/10.11799/ce201709001

http://www.coale.com.cn/CN/Y2017/V49/I9/1

参考文献

[1] 魏学敬，赵相泽. 定向钻井技术与作用指南[M]. 北京：石油工业出版社，2012.
[2] 曹卫国. 空气钻井安全监控系统在定向井空气钻井的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013（3）：145.
[3] 刘伟朋. 高精度定向钻进技术在煤层气开采中应用研究[硕士论文][D]. 北京：中国地质大学（北京），2012.
[4] 张永成，董书宁，苏坚深，等. 注浆技术[M]. 北京：煤炭工业出版社，2012.
[5] 张永成，董书宁，卢相忠，等. 矿井注浆施工手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2013.
[6] 丛山. 矿山帷幕注浆堵水工程设计与施工[M]. 北京：地质出版社，2011.
[7] 蔡胜华，黄智勇，董建军，等. 注浆法[M]. 北京：中国水利水电出版社，2006.
[8] 周兴旺. 我国特殊凿井技术的发展与展望[J]. 煤炭科学技术，2007，35（10）：10-18.
[9] 周兴旺，高岗荣，薄志丰，等. 注浆施工手册[M]. 北京：煤炭工业出版社，2014.
[10] 袁辉，邓昀，蒲朝阳，等. 深井巷道围岩L型钻孔地面预注浆加固技术[J]. 煤炭科学技术，2014，42（7）：10-13.
[11] 范建国，翟明华，郭信山，等. 深井顶板水害定向钻孔及控域注浆关键技术[J]. 煤矿安全，2015，46（10）：97-100.
[12] 李长青，方俊，李泉新，等. 煤层底板超前注浆加固定向孔注浆工艺技术[J]. 煤田地质与勘探，2014，42（8）：59-63.
[13] 杨传义，李建祥，李德新. S形定向钻孔孔身设计与实践——以开滦东欢坨矿2号井为例[J]. 化工地质，1992，14（1）：49-58.
[14] 钟亚平，沈锦. 开滦煤矿东欢坨矿井建设历程及经验[J]. 中国矿业，2000，9（3）：1-4.
[15] 赵鹏飞，赵章. 地面水平分支孔注浆超前治理奥灰底板突水技术[J]. 煤炭科学技术，2015，43（6）：122-125.
[16] 武文清. 九龙矿隐伏陷落柱探查和治理技术研究与应用[J]. 中小企业管理与科技，2017（1）：192-193.
[17] 柴振军. 水平定向井技术在奥灰水防治中的应用研究[J]. 河北煤炭，2013（2）：17-19.
[18] 赵庆彪，毕　超，虎维岳，等. 裂隙含水层水平孔注浆“三时段”浆液扩散机理研究及应用[J]. 煤炭学报，2016，41（5）：1212-1218.
[19] 李海燕，张红军，李术才，等. 断层滞后型突水渗-流转化机制及数值模拟研究[J]. 采矿与安全工程学报，2017，34（2）：323-329.
[20] 范建国，翟明华，郭信山，等. 深井顶板水害定向钻孔及控域注浆关键技术[J]. 煤矿安全，2015，46（10）：97-100.
[21] 肖庆华. 王楼煤矿13301工作面复杂含水层出水治理技术研究[J]. 山东煤炭科技，2014（10）：155-156.
[22] 宋建国，井旋，郭冬兰. 螺杆定向钻井技术在煤矿注浆堵水工程中的应用[J]. 山东煤炭科技，2014（12）：168-169+172..
[23] 吴志敏，王永龙. III 631工作面出水原因分析及综合防治[J]. 山东煤炭科技，2014(9)：153-154，157.
[24] 李春彩. 定向长距离水平井技术在九龙矿的应用[J]. 煤炭与化工，2016，39（7）：88-90.
[25] 李泉新，石智军，方俊. 煤层底板超前注浆加固定向钻进技术与装备[J]. 金属矿山，2013（9）：126-131.
[26] 赵庆彪，高春芳，王铁记. 区域超前治理防治水技术[J]. 煤矿开采，2015，20（2）：90-94.
[27] 侯世占. 桑树坪煤矿11#煤层底板水文地质探查方案[J]. 现代矿业，2016（8）：221-223.
[28] 孙文洁，王亚伟，李学奎，等. 华北型煤田矿井水文地质类型与水害事故分析[J]. 煤炭工程，2015，47(6)：103-105.
[29] 吴嘉林，辛德林，张建平. 井工开采技术的创新与发展[J]. 煤炭工程，2014，46（1）：4-8.
[30] 霍雷敏. 增加综采工作面长度的可行性分析[J]. 陕西煤炭，2015（5）：102-103.
[31] 安伟涛，田必丰. 三道沟煤矿三采区综采工作面末采贯通研究[J]. 陕西煤炭，2016（1）：27-29.
[32] 申晋鹏. 我国数字化矿山发展现状及存在问题研究[J]. 中国煤炭工业，2012（12）：54-55.
[33] 王金华，汪有刚，傅俊皓. 数字矿山关键技术研究与示范[J]. 煤炭学报，2016，41(6)：1323-1331.