Disposición general de pozos direccionales horizontales en minas de carbón.
1. El diseño de los pozos de prebombeo en esta veta de carbón
Los pozos de prebombeo generalmente están dispuestos en vetas de carbón estables con vetas de carbón gruesas, buena permeabilidad al gas y alto contenido de gas. y una alta dureza de la veta de carbón, que no solo es beneficiosa para la formación del pozo y la posterior estabilidad de la perforación, sino que también garantiza una alta permeabilidad al gas de la perforación, lo que es beneficioso para el drenaje del gas. Según las diferentes direcciones de extensión de la perforación con respecto a la superficie de trabajo, el diseño de la perforación direccional horizontal incluye principalmente el diseño de tendencia y el diseño de tendencia. Los pozos horizontales largos son generalmente más profundos. De acuerdo con las capacidades actuales de los equipos de construcción de perforación direccional subterránea, el pozo más profundo puede alcanzar más de 1000 mm. El sitio de perforación de construcción para este tipo de perforación generalmente se dispone cerca de la línea de parada de la cara de trabajo y la perforación se extiende hacia la zona de trabajo. rostro. Los orificios direccionales horizontales generalmente están dispuestos en el túnel de aire de retorno, y la profundidad de perforación es de aproximadamente 200 m desde la pared lateral del túnel de aire de retorno hasta la veta de carbón de la cara de trabajo. Este tipo de perforación es relativamente grande y generalmente utiliza diferentes formas de perforación para cubrir toda la superficie de trabajo tanto como sea posible en el diseño. Sin embargo, para garantizar un buen efecto de drenaje, los pozos no pueden penetrar la superficie de trabajo ni atravesar el túnel. Antes de la perforación direccional, el diseño de perforación es generalmente paralelo a la tendencia o tendencia. El diseño específico se muestra en la Figura 1-1. Después de implementar la perforación direccional, se puede adoptar el diseño de perforación de "un orificio con múltiples ramas", como se muestra en la Figura 1-2. Esto puede perforar orificios directamente a lo largo de la ranura, reducir la cantidad de transportes de la plataforma de perforación y mejorar la eficiencia de la perforación. Y al mismo tiempo lograr el propósito de "un agujero con múltiples ramas". A diferencia de los orificios de drenaje de gas convencionales en esta veta de carbón, se prefiere la perforación direccional para el drenaje de gas. La profundidad de perforación en el área del túnel no excavado puede alcanzar 500 ~ 600 m, lo que no solo puede drenar el gas de la cara de trabajo, sino también drenar el túnel. El gas desempeña el papel de drenaje regional.
Figura 1-1 Diagrama esquemático del diseño de perforación convencional para la preextracción de gas en esta veta de carbón
2. Diseño de orificios altos en el techo
Uso. agujeros de perforación horizontales largos en el techo Al realizar el drenaje de gas, si los pozos están correctamente dispuestos, no sólo se puede extraer el gas de las capas adyacentes superiores, sino también el gas de la zona de fractura afectada por la minería durante el proceso, e incluso el gas de la zona de fractura afectada por la minería durante el proceso. El gas en la zona del goaf se puede extraer más tarde. Por lo tanto, la perforación a alto nivel en el techo es una tecnología de drenaje de gas integral y eficiente. La clave para el efecto de drenaje de gas de la perforación horizontal a alto nivel en el techo es la selección de las capas de diseño de la trayectoria de perforación. Las zonas de fractura del tejado en diferentes zonas mineras se desarrollan a diferentes alturas. Si la trayectoria de perforación puede extenderse a lo largo del borde de la zona de fractura y garantizar la estabilidad de la perforación es la clave para el éxito del drenaje de gas de alto nivel en el techo. Este método de diseño de perforación se ha probado en muchas áreas mineras nacionales y ha logrado buenos resultados. Todas las minas como Yangquan, Shenyang, Tiefa y Huainan han adoptado este método para el drenaje de gas. Sin embargo, debido a la imperfecta tecnología de control de perforación direccional en ese momento, la construcción de perforación de alto nivel generalmente requería que se dispusiera un campo de perforación de construcción especial a una cierta altura en el techo de la veta de carbón, y luego se disponían largos pozos horizontales direccionales en la perforación. campo hacia la cara de trabajo (el diseño de perforación es como se muestra en la figura) 1-3). Sin embargo, el alto costo y el largo período de construcción de túneles y sitios de perforación específicos han limitado la promoción de esta tecnología. Sin embargo, una vez que la tecnología de construcción de perforación direccional madure, la perforación direccional se puede realizar directamente en el techo del túnel de la veta de carbón, de modo que el pozo alcance una cierta altura y luego se extienda horizontalmente. A través del control de la trayectoria del pozo, el pozo. se puede perforar lo más lejos posible dentro de la capa diseñada. Extienda y realice la perforación de "un orificio con múltiples ramas", con el diseño que se muestra en la Figura 1-4. Esta disposición de perforación también se puede utilizar para perforar agujeros para proyectos de drenaje en acuíferos suprayacentes o agua acumulada en áreas de Goaf. Si tales orificios direccionales horizontales se construyen en el piso de la veta de carbón, se pueden usar en el proyecto de refuerzo de lechada del piso de la veta de carbón para garantizar una buena impermeabilización del piso durante la minería. Sin embargo, la diferencia es que el ángulo de inclinación del orificio es opuesto al. el ángulo de inclinación del orificio de perforación elevado en el techo de la construcción.
Figura 1-2 Diagrama esquemático de los pozos direccionales de predrenaje de gas de múltiples ramas en esta veta de carbón
Figura 1-3 Diagrama esquemático del diseño del pozo de drenaje de gas de alto nivel convencional en el techo
3. Disposición de la perforación a través del piso
Para minas con vetas de carbón blandas y explosiones graves de gas, perforar directamente en las vetas de carbón es difícil y peligroso. Por lo tanto, la perforación inclinada generalmente se realiza desde un túnel especial en el fondo de la veta de carbón hasta la veta de carbón para liberar la presión del gas y reducir el riesgo de explosión. En la actualidad, muchas minas adoptan este diseño de perforación principalmente para resolver el problema del exceso de gas en el frente de trabajo durante la minería o excavación.
La profundidad de perforación es generalmente de 80 a 120 m, la inclinación del orificio es de 30 a 45° y el diámetro de perforación es de 94 a 130 mm. Como la mina Huainan Xieyi, la mina Xieer, la mina Huaibei Luling, la mina Taoyuan, etc. El diseño de perforación específico se muestra en la Figura 1-5. Cuando se utiliza la tecnología de perforación direccional durante la perforación para construir la perforación de capas transversales del piso, la longitud de perforación de la sección de la veta de carbón se puede extender mediante latigazos, o se pueden construir orificios de derivación en la sección de la veta de carbón para mejorar el efecto de drenaje de gas.
Figura 1-4 Diagrama esquemático del diseño de perforación direccional para drenaje de gas de alto nivel en el techo
Figura 1-5 Diagrama esquemático del diseño de la capa pasante de la placa inferior perforación
4. Protuberancia blanda Perforación en forma de peine con una pequeña curvatura en el techo de la veta de carbón
Debido a la estructura suelta y la mala permeabilidad al aire de la veta de carbón blando, se pueden producir accidentes como sopladuras. Es probable que se produzcan explosiones de gas y colapso de las paredes del pozo durante la perforación. La profundidad de perforación es muy limitada, lo que restringe seriamente la seguridad de la producción de la mina de carbón y afecta la eficiencia de la excavación y la extracción de carbón. Con el desarrollo de la tecnología de perforación direccional, se propone disponer perforaciones direccionales horizontales largas y de alto nivel a lo largo de la capa de roca del techo de la veta de carbón, y disponer perforaciones en forma de peine de múltiples ramas hacia abajo desde el interior hacia el exterior en la horizontal. Orificios direccionales para drenaje de gas, que pueden evitar explosiones sueltas. La perforación directa de las vetas de carbón es propensa al colapso del orificio, sin forma, de baja eficiencia y con una profundidad de perforación limitada. En primer lugar, se dispone un lugar de perforación en el túnel cerca de la línea de parada del frente de trabajo de la veta de carbón minero. Desde la veta de carbón hasta el techo, la altura de la zona de hundimiento de la veta de carbón minero es de 3 a 5 m (punto A en la Figura 1-6. El orificio se perfora en un ángulo aproximadamente horizontal y la dirección de perforación apunta hacia el). Frente de trabajo minero. Perfore de 9 a 15 m, levante y expanda el orificio e instale la carcasa del orificio. La longitud del tubo del orificio se determina de acuerdo con las propiedades de la roca circundante, luego continúe con la perforación direccional casi horizontal y utilice las herramientas de perforación motorizadas en la parte inferior. del orificio y el dispositivo de medición durante la perforación para controlar la trayectoria, de modo que el taladro pueda La trayectoria de avance se extiende lo más horizontalmente posible dentro de la zona de aplastamiento del techo en la dirección diseñada para alcanzar el orificio final con la profundidad diseñada del orificio principal; perfore el motor del fondo del pozo con un diámetro pequeño y un gran ángulo de curvatura hasta el primer punto de inclinación fuerte, y ajuste la herramienta para el motor del fondo del pozo. El ángulo de la superficie es tal que la superficie inclinada mire hacia abajo para la perforación oblicua, de modo que se mantenga la trayectoria de perforación. el radio mínimo y se extiende hasta la veta de carbón. Para evitar en la medida de lo posible el accidente de que las herramientas de perforación se atasquen en la veta de carbón, se debe controlar estrictamente la profundidad de penetración del carbón y se deben perforar otros orificios secundarios utilizando el método de "retirada" del pozo final en forma de peine. formado se muestra en la Figura 1-6. Para las minas donde las condiciones lo permiten, para mejorar el efecto de drenaje de gas de la veta de carbón, los orificios de perforación en forma de peine se fracturan en etapas para mejorar la permeabilidad al gas de la veta de carbón.
Figura 1-6 Diagrama esquemático del diseño de perforación en peine con pequeña curvatura en un techo con veta de carbón