煤矿地质钻探技术的应用王凯

煤矿地质钻探技术的应用王凯

王凯

王凯

山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司山西高平048400

摘要：近年来，我国煤炭开采行业的事故发生率居高不下，而其中煤矿水害问题更是给煤炭开采行业造成了重大的损失。如今，煤矿水害问题已经成为了我国煤矿产业发展的重大阻碍，因此，一定要使用先进的探测技术对煤矿的水源进行先一步的勘测。而钻探技术就是如今最为有效的技术之一，基于此，本文对钻探技术在煤矿防治水工作中的应用进行简要的分析。

关键词：探技术；煤矿；防治水

中图分类号：TD745文献标识码：A

引言

煤矿的水害问题很大程度上制约了我国煤矿产业的发展，因此钻探技术在煤矿防治水工作中的应用是至关重要。但现阶段而言，我国煤矿产业中钻探技术所面临的问题：虽然各煤矿都制定了钻探技术的使用措施。但由于钻探技术在施工过程中程序较为复杂，且耗时较长。也就导致了很多施工队伍在钻探作业中偷工减料，加大了煤矿水害的发生几率。所以钻探技术的使用上需加大对职工的思想教育，招纳高素质操作人员。才能保证钻探技术在煤矿防治水工作中的应用，进而保障煤矿产业的高速发展。

1、煤矿开采时的水危害

1.1?矿井渗水的介绍

煤矿的水损失是目前煤矿事故多发的重大因素。矿山透水是为了将来挖掘或开采过程中煤矿工作面的道路断裂或暴露，导致水断裂、积水、地下水突然爆炸，地下水水流湍急，因此在相对较短的时间内，煤矿开采过程中建造的开采渠道会导致工人严重伤亡。煤矿下的土质勘探不能正常进行，地下水中有时会发生突水等。

1.2?煤矿水危害出现时的注意事项

（1）一旦煤矿渗入水中，首先要大致判断漏水的替代地方、漏水的水以及漏水的原因。注意不要朝漏水的地方移动。（2）移出煤矿时，要抓住通道的固定对象，防止对水流施加的压力冲突。3）煤矿投手状态严重，煤矿通道的照明和地线指标丢失，无法知道向外撤退的方向时，面临危险情况的工人能够感受到风流，必须搬到刮风的地方。（4）发现煤矿通道被堵塞时，处于危险状况的员工必须首先在远离漏水点的地方等待救援人员的救援。

2、钻探技术现状

地质钻探技术是人类赖以生存的重要技术，历史悠久，已被广泛应用。地质钻探提供我国资源开发开采的详细地质资料，对各种矿床的开发利用起着不可磨灭的作用。地区广阔，情况复杂是我们地理环境的主要特征，地层储存着大量矿物资源。促进我国科学技术和社会进步的基础是开发尖端钻探技术。地质钻井技术内容丰富，能促进国民经济发展，钻井技术的更新与经济的发展密切相关，互为补充，钻井技术的改进当然有助于社会经济的进步。任何资源的矿藏都是有限的，随着我国资源储量逐渐减少，环境保护得到加强，开采难度和开采要求也会越来越大，严重阻碍社会经济的发展。地质钻井技术的改进和发展是应对当前矿难挑战的主要手段。开发新的地质煤矿工程，对开采和使用矿物的人来说是一个机遇和挑战，开发地质钻井的新技术，使地质钻井技术进入全新的发展阶段。实际钻井技术的刷新并不是顺风扬帆。钻石绳钻井取心方法是世界领先的钻井，因为各种困难，目前尚未在国内普及。有时候，高科技、成本和支持设备技术等压力会使卷展栏成为瓶颈，引进难度过高，即使非常方便和高效，宣传也会遇到困难。

3、常见地质钻探技术及其工作原理

3.1反循环式钻探技术

反循环式钻探技术根据所用介质的不同分为水力反循环和空气反循环两种形式。空气反循环是将空气压缩后作为循环介质，通过双臂式钻杆的外管运送到孔底，孔底的潜孔锤在压缩空气自然膨胀的冲击下撞击岩石，同时膨胀的空气可将破碎的岩屑通过双臂式钻杆的管道带出地面，岩屑作为采集的样品，带回实验室进行分析，可以了解该区域的地质情况。水力反循环是以清水和泥浆作为循环介质，通过双臂钻杆的管环隙送到孔底，以取芯后获得的柱状岩芯作为采集的岩石样本，经内管带出地面以便试验分析。

3.2绳索取芯钻探技术

绳索取芯是一种较为先进的地质钻探技术，基于这种技术，无须提升钻杆即可取出岩芯。其特点是“三高、一低”——钻速高、钻头寿命长、效率高、工人劳动强度低，因此被广泛应用于地质找矿、煤田勘探等领域。整套钻具中，最为重要、价值最高的就是钻杆，钻杆质量的好坏直接关系到绳索取芯钻探优势的发挥，对于地质资料的准确获取、钻探成本的控制也至关重要。

3.3液动锤钻探技术

液动锤钻探技术是我国发展最成熟的钻探技术，我国的发展水平已达到世界先进水平。液动锤钻探技术的原理是以回转钻为主体，利用冲洗液的冲击力使液动锤推动钻头实现岩石的破碎。使用液动锤钻探技术时一般需要使用泥浆泵来实现冲洗液的配送，液动锤位于钻杆和钻头的中间，在随着钻头深入的同时，不断给钻头提供一定频率的撞击。

3.4组合形式的钻探技术

实际钻探过程中，往往会将反循环式钻探技术与绳索取芯钻探技术结合使用，两种技术的有机结合可以最大程度地发挥二者的优势并弥补二者的不足，形成具有很强综合性的地质钻探技术，实际应用中，这样的组合技术能根据地质情况的不同，发挥两种钻探技术的长处，大幅度提高钻探效率，降低钻探成本。

4、钻探技术在煤矿防治水工作中的具体应用

在井下开采工作的过程中，若遇到顶板及两帮有采空区、接近可能积水区域等一系列情况时，必须进行钻探验证。在对顶板采空区进行探测时，要采用常规探测与专项探测相结合的方法，常规探测可以作为专项探测的补充探测，作用就是弥补专项探测未探测到的区域。常规探测的超前距为了保证安全起见取30m。帮距取20m。为了提高常规探测的安全性，在进行作业时，不可手持钻具进行钻探作业。在开始钻探前，需要对煤岩层的积水范围、积水量等情况进行分析，随后根据设计流程应按照专业技术人员现场标定钻孔的方位角、倾角、孔深；要求采用专用探水钻机、专职探放水队伍进行施工。在探放断裂构造水的过程中，钻孔必须要按掘进方向正前方布置、或者是含水体方向呈扇形布置。钻孔不得少于3个，其中含水体方向的钻孔不得少于2个。在操作过程中要遵循《防治水细则》。经过计算后，确定超前距以及止水套管的长度后，依据煤岩层的具体数据，进行设计钻孔，明确钻孔各项参数及施工顺序。按照相应参数依顺序施工。施工过程中煤岩层若出现变化要及时提取岩性；出现钻孔出水的情况，要观测水压、水质、水量估计积水量和补给量并且要进行放水实验，根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，清理水仓、水沟等；钻孔内若无水，应向钻孔内注水，进行注水耐压实验。钻孔施工的各项数据都采集完成后，对钻孔进行封孔处理。

结束语

近年来，某年，一个煤炭集团发生的水灾事故等，我们煤矿产业的事故发生率呈明显上升的趋势，造成了相对严重的经济损失，同时严重限制煤矿企业发展的我国利用更先进的技术检测地下水源是最有效的方法之一，也是减少煤矿水灾的有效措施之一。

参考文献

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