定向钻进技术在柳林煤田中应用.pdf

技术 应用 每 中国化工贸易 Ch i n a C h e roi c a l T r a d e ≮ 3辍 O 1 3予3月 定向钻进技术在柳林煤田中应用 陈亮郭涌 中煤 科工 集团西安 研究 院销售 中心 。陕西西安7 1 0 0 7 7 摘要随着我国煤矿综采技术的推广应用，掘、抽、采比例呈失衡 态势，瓦斯抽放技术发展相对落后，以往瓦斯抽采工艺远不能达到要求。 为保证煤矿接 续生产 ，各矿 陆续引进 定向钻机及随钻测量 系统工艺，对未形成 工作 面实行 区域预抽 。改善 目前矿上 瓦斯抽放 系统的不足 ，本文主要 阐述 了柳林煤 田的各矿定向施工 目的及施 工效果 。 关键词 超前探测定向钻进随钻测量 Ab s t r a c t a l o ng wi t h t h e o u r c ou nt r y c oa l m i ne f ul l y m e c h a n i z e d t e c hn ol o g y p op u l a r i z a t i o n a nd a p p l i c a t i on ，d r i vi ng ，p umpi n g，a do pt pr o po r t i o na l u nb a l a n c e s i t ua t i o n，g a s d r a i n a ge t e c hn ol og y de v e l o pme n t i s r e l a t i ve l y ba c kwa r d ，t h e ga s d r a i n a g e t e c hn ol og y f a r ca n no t m e e t r e q ui r e m e n t s ．I n or d e r t o e ns ur e c on t i n uo us p r od uc t i o n o f c oa l m i n e ，a l l m i n e i n t r o du c e s di r e c t i o na l dr i l l i n g a nd M W D s ys t e m p r o c e s s ，do n ot f o r m a w o r ki ng s u r f a c e o f r e g i o na l d r a i n a g e To i mpr o ve t h e pr e s e nt mi ne g a s d r a i na ge s y s t e m i s i na d e q ua t e ，t hi s a r t i c l e ma i n l y e xp ou nd s t h e Li ul i n c o al m i n e di r e c t i o na l c o ns t r u c t i o n p u r pos e a n d c o ns t r uc t i o n． Ke y wo r ds a d va n c e d d e t e ct i o n o f d i r e c t i on a 1 d r i l l i ng 柳林县煤矿企业重组后 ，安全成为煤矿生产重点，高瓦斯矿井配 备定向钻机及随钻测量系统进行超前探测 ，瓦斯抽放及顺层孔煤层勘 探发展为一种 趋势 。柳林煤 田 3 、4 煤 层为主采煤层 ，瓦斯含 量 6 ． 1 2 m ／ t ，易突出。 目前柳林地区根据施工 目的不同，贺西煤矿 、双 柳煤矿及兴无煤矿采用定向钻进技术。下面将从定向钻进技术原理及 在柳林煤田施工应用领域施工效果进行分析。 一 、定向钻进技术简介 定向钻进技术是指利用钻孔 自然弯曲规律或采用人工造斜工具使 钻孔按设计要求进行延伸钻到预定 目标的一种钻进方法。其内涵本质 是定向钻进有预定 目标的。根据设计要求 ，该 目标可以是地下某一点， 也可以是孔眼轴线或特定方向和角度 ，采用一些科学的人为可以控制 的技术方法与机具有 目的地将钻孔轴线由弯变直或由直变弯 ，使之达 到 目标要求 。 煤矿井下随钻测量定向钻进技术主要适用于岩层 硬度系数 f 1 ． 5 的瓦斯抽放钻孔和地质勘探孔施工。定向 钻进系统是由定向钻机 、高强度中心通缆钻杆、无磁钻杆 、测量探管 、 孔底螺杆马达、定向钻头 、孔口监视器 、通缆式送水器等组成。具体 随钻测量系统连接示意图如图 1 。 图 l 随钻测量系统连接示意图 定向钻进主要动力由泥浆泵驱动螺杆马达进行定向钻进 ，其螺杆 马达的基本工作原理 转子与定子相互啮合 ，是用两者的导程差而形 成的螺旋密封线 ，同时形成密封腔。随着转子在定子中的转动，密封 腔沿着轴向移动，不断的生成与消失 ，完成其能量转换。 1 ． 螺杆马达能够定向钻进基于三个缘 由 1 ． 1 钻头回转碎岩而钻杆柱不回转 ； 1 _ 2 可连接不同定向弯外管； 1 ． 3 可随钻进行倾角和方位角测量 2 与 普通常规钻进工艺相比，定向钻进技术具有以下优势 2 ． 1 定向钻进轨迹可控性 ，通过与设计轨迹对比，不断的调整螺杆 马达的工具面面向角，改变钻孔的倾角与方位角。 2 ．2随钻测量系统能随时监测钻孔轨迹位置 ，并指导施工至靶区。 2 ．3钻进的过程中钻具不回转 ，对钻孔孔壁扰动小。 二、定向钻进技术在柳林煤田中的应用效果 1 ． 贺两煤矿穿层孔施工 贺西煤矿 3 、4 煤层 中间间隔 4 m泥质砂岩 ，巷道布置在 3 煤 层中，由于 4 煤层瓦斯压力大，巷道底部频繁出现 “ 地鼓”及瓦斯突 出等现象 ，采用普通回转钻进覆盖 4 煤层抽采效率很低 ，2 0 0 9 年 9 1 6 2 l 中国化工贸易l 一 爨√葛 喾 l l 叠 嚣 _ 月引入定向钻机及随钻测量系统 ，在巷道进行穿层孔施工，从 3 煤层 施工，穿过中间泥质砂岩，钻进至 4 煤层中，对 4 煤层中瓦斯异常 带进行抽放 ，节约开掘巷道等开支，为矿上创造可观的经济效益 ，图 2为在贺西煤矿施工穿层孔剖面图。 图 2贺西煤矿穿孔孔剖面图 2 ． 双柳煤矿本煤层瓦斯抽放 双柳煤矿 3 0 5 工作面所掘层位为山西组下段顶部的 3 、4 样煤，根 据 s 6钻孔资料 ，该区域内煤层厚度约为 3 ． 7 5 米 ，区内稳定 ，结构较 简单 ，含一层厚为 0 ． 1 ～ O ． 4 米左右的灰一黑灰色泥岩夹矸层 。3 、4 煤 层为山西组下段顶部煤层 ，区内煤层稳定，结构复杂 ，含三层左右黑 色泥岩夹矸层 。煤层厚度 3 ． 8 米 ，倾角为 ～ l 0 。 ，平均倾角为 4 。， 煤层普式系数 f 1 ． 5 ，瓦斯绝对涌出量 4 ． 0 米 3 ， 分。 3 0 5 工作面进风巷因瓦斯涌出，掘进效率缓慢 ，2 0 1 0年 5月 2 9 日至 6月 9日，共定向施工 主孔 1个 ，2个 分支孔 ，试验 总进 尺 l 2 4 2 m。其 中主孔孔深 7 4 4米 ，l 样分支孔钻进至 5 4米时，由于煤层 在 2 0 0 m至 4 5 0 m煤层起伏较大 ，并在 3 0 0米探到底板两次 ，实现巷 道的超前探测及瓦斯预抽 ，保证矿上后续掘进的安全生产 ，定向钻进 实钻轨迹平面位置图见图 3 。 图 3双柳煤矿实钻轨迹平面图 3 ． 兴无煤 矿超前 探测 为达到 2 l l 0 皮顺巷道超前预抽效果，布置 3 个定向钻孔，设计钻 孔以巷道 中心线为勘探线，设计主孔布置在预抽巷道内，距中心线两 侧 l O m各布置一个定向钻孔 ，防止掘进时巷道侧帮瓦斯突出，钻孔轨 迹 平面 布置图见 图 4、 5。 本次试验在 2 1 0 9 南回风巷 l 钻场进行，试验煤层为 4 煤层。为 保证定向钻孔尽可能在煤层中延伸 ，此次定向钻孔施工的过程 中，规 定每隔 5 0 m探测煤层顶板 ，根据煤层顶板标高 ，选取在中上部煤层合 麓 zz ,2 0 1 3 3 年月 中 国 化 工 贸 易 C h in a C h e m ic a l T r a d e 技 术 应 用 浅谈回填土与混凝土散水质量控制及厨卫间渗漏原因及防治措施 陈矿生郑民华 新疆 吐哈 油 田技 术监 测中心 ，新疆 吐哈8 3 9 0 0 9 摘要混凝土散水的质量由于其重要性不如房屋的基础及主体，在工作 中不容易被重视，所以工程质量也不容易保证 ；厨卫间的渗漏原因很 多 ，为了保 证生活质量， ．- j - 采取 多种 防止措施 ；本 文就 以上 两方 面的 问题提 出了几点解决 办法。 关键词回填土混凝土散水压实系 数纵横缝厨卫间渗漏泛水坡度 外墙基侧与房心回填土施工与主体不能 同步 ，不遵守施工程序 ； 不按规定分层夯实 ，抽测压压实系数达不到设计要求 ，导致使用了不 久后散水下沉 ，断裂，房心地面墩击检测时，有鼓一样的声音；散水 坡砼伴制与施工随意性大 ，砼强度达不到设计规定，散水表面起砂 、 脱皮 ，侧面纵向弯 曲不直 ，小面蜂窝麻面 ；首先是观感质量不合格。 这是质量通病 ，逐年消减计划中不易根治的两个分项工程。 一 、在根治 通病 中规定 1 ． 房心回填土当有地下室时基础进行至地下室地面标高以下 1 o厘 米时须完成房心回填 ，并经压实系数抽测合格后再允许进行上部结构 施工 。 2 ． 外墙基侧回填土在基础工程完成后必须进行 ，当首层外墙有悬 挑构件时应在挑梁或挑板支模前完成 ，并经压实系数抽检合格后才能 进行下道工序。 3 ． 准备申报争创优质工程项 目的散水坡要按清水砼施工技术要求 去做边侧支模 ，配制砼与施工 。边侧 的直线要求允许偏差为 l O m m， 面层做法要求砼与原浆一次抹光 ，绝不允许加浆或撒水泥抹面 。边侧 折模后不允许蜂窝麻面，如同预制路沿石一样光洁、美观。 4 ． 散水按规定设置纵横缝 ，缝宽一致并要全深断开 。用沥青麻丝 或粒径 3 m m水洗砂拌制沥青砂浆全深沟缝 ，沥青熬制控制温度为不应 超过 2 4 0 ℃，使用温度不低于 1 9 0 ℃ ，用约 1 5 m m宽勾缝 刀用喷灯烤 热后捣实填缝和将缝的上 E l 勾出顺平 ，光洁的效果 。创精品工程的纵 横缝可用 1 5 mm厚胶皮板，随砼施工嵌入一次成活 ，不再勾缝 。有的 做法在沥青麻丝或沥青砂浆纵缝上大一道密封胶。 5 ． 车辆有可能靠近建筑物大角等散水处行走时 ，压坏散水大角 ， 可在大角处散水下浆砌一点就地取材的 ，如卵石 ，碎片石等基础或单 向布置些钢筋短料，这样简单地预控一下，可减少维修费用。 随着人们生活水平的提高和生活条件的改善 ，住宅楼厨卫间的设施 日 趋完善 ，对使用功能的要求也逐步提高。但是，一些住宅楼入住后不 久 ，有的地面出现漏水 ；有的沿上下水立管 、暖气立管向下淌水；有 的沿地漏或大便器 、洗菜池的排水管向下滴水 ；有的渗到墙体内形成 洇湿 ，致使墙体层层剥落等质量问题，不但影响了用户的使用，还缩 短了建筑物 的使用寿命。本文就厨卫间渗漏原因及防治谈一些粗浅的 看法 。 二 、渗漏部 位主 要 1 ． 地漏 周围 卫生器具的排水管和穿过地面的管道周围；厨卫问内的穿楼板的 上下管道 、暖气管道与套管之间；浴盆上口与墙体接触处。 2 ． 渗漏 原因 地面泛水坡度不够 ，甚至倒泛水，导致厨卫间内有水不能迅速排 出，沿墙体底部的缝隙渗出。在浇筑地漏 、卫生器具的排水管及穿过 地面的管道周围混凝土前 ，未进行认真清理基层，未做处理 ，新浇混 凝土与原混凝土板的粘结不好 ，导致水沿管道 、套管周围或施工缝渗 漏。浇灌混凝土板时漏振 ，缺振 ，造成混凝土不密实。地面防水处理 不好 ，造成楼地面和楼地面与外墙交接处漏水。厨卫间内的穿楼板的 上水管 、暖气管与套管之间防水油膏填嵌不严密，水通过缝隙沿管道 渗入下层房间。轻质隔墙材料抗渗性能差 ，厨卫间集水后未能及时排 除 ，水沿墙阴角向外渗漏 。塑料管承插口粘结剂不符合设计要求 ，粘 结不牢固，没有安装伸缩节；铸铁管承插 口填料不符合要求和施工规 定 ，捻口不密实不饱满 ，填料凹入承插口边缘未抹 口。大便器出口插 入排水管的深度不够 ；大便器出L 1 与排水管连接处填抹材料或填抹不 密实；蹲式大便器上水进 口连接上皮碗与冲洗管连接方法不当；造成 大便器与排水管连接处或与上水连接处漏水。由于浴盆上 口墙体连接 处是经常存水的部位 ，如果墙体抹灰不好或镶贴地面砖缝不好 ，使水 沿墙体的空隙和毛细孔渗出。 3 ． 防治措 施 地漏安装前应先打平 、拉线 ，根据设计泛水坡度，确定地漏 的合 理高度 ，并保证安完地漏篦子后 ，其顶面低于周围 5 m m，以地漏为中 心，按 4 ％的坡度向四周辐射冲筋 ，做面层前试水检查找平层坡度 ，无 积水时再做面层，从而保证了不倒泛水。厨浴间楼地面面层与室内相 邻楼地面面层做完后要保证有 1 0 ～ 2 0 m m的高差。 适分支点开分支钻进 ，确保主孔尽可能在煤层中延伸，即采用前进式 分 支孔钻 进工 艺 。 2 0 1 0年 5月 9日至 5月 2 0日，施工定向钻孔总进尺 为 1 0 l l m， 主孔 7 1 4 m均在煤层中钻进 ，分支孔累计 2 9 7 m，其中 2 4 6 m在煤层中 钻进 ，5 1 m 因探顶在泥岩中钻进 ，精确控制钻孔轨迹在煤层中延伸 ， 并勘探出 2 l 1 0 皮顺巷道预想剖面图，充分体现利用 Z D Y 6 0 0 0 L D钻 机及随钻测量系统实现定向钻进的优越性。 三 、结论 定向钻进技术具有钻孔轨迹可控性 、延长煤孔段长度的优点，作 图 4钻孔轨 迹平 面布置 图 ’ t 一 1 0 ～ o 、 ， 。 0 s。 z 帚。∞ 0 嚣 0 3啦轴 0蜩 0辑 0 0 浆 把 尊f 碥 为新兴的瓦斯治理施工技术 ，在柳林煤田各个煤矿推广应用效果分析 ， 可得出以下几个结论 1 ． 针对于柳林煤田 3 、4 煤层定向钻孔施工，能精确控制钻孔轨 迹在 2 - 3 m薄煤层中本煤层 的瓦斯顺层孔施工，取得 了良好的抽采效 果 。 2 ． 对于短钻孔不能施工抽采区域 ，施工定向钻孔很好的解决瓦斯 超前预抽，保证煤矿接续安全生产发展的需求 。 3 ． 定向钻进技术很精确的探测巷道开采区域的瓦斯应力集中区域 或水文地质等井下复杂地质情况 。 图 5 5 钻孔实钻轨迹剖面图 { {{l；{}{ f ’ f ⋯ 匡薹 _ 毒 毒 0 ∞ l 尊 站瓤 站 韩0 0o 3 州 4序 Sa0 , P ,O0 B 昭 0 0 } 鼬8∞ K ≯髓 期} 班 I。 j 蠹 蠢 曩 箍 警 I 中国化工贸易I 1 6 3 协 m 器 0 咕 I j 灌 一