矿用钻孔轨迹测量仪在昭通市广丰煤矿地质找煤中的应用

矿用钻孔轨迹测量仪在昭通市广丰煤矿地质找煤中的应用

曾海彬,吴宗成

昭通市广丰煤炭运销有限责任公司广丰煤矿 云南 昭通  657000

摘要：本文介绍了YZG3.7矿用钻孔轨迹测量仪的组成、测量范围、误差及使用步骤，结合在地质类型复杂矿井（昭通市广丰煤矿）实测钻孔轨迹分析巷道掘进前方煤层赋存情况的案列，对矿井编制地质预测预报和指导安全生产提供有益经验。

关键词：钻孔轨迹测量仪；煤层赋存；地质预测预报

在矿井生产过程中，特别是巷道掘进前，煤矿地测部门往往要先到现场收集地质资料，包括收集现场地质构造，施工的地质钻孔等资料来编制地质预测预报，指导后续生产建设工作。这个过程中地质资料精准度尤为重要。而我国大部分煤矿使用的传统钻机都不具备测量钻孔倾角、方位角等测斜功能，通常是在施工完成的钻孔中重新下入测斜仪进行钻孔轨迹测量[1-3]。实践表明，钻孔施工深度越大，施工越困难[4]，特别是在一些坚硬煤系地层中施工时，钻孔轨迹偏差就越大，钻孔竣工情况与实际偏差可想而知。现场地质构造情况可以通过加大观测频次或多人多次复核来提高精准度，而地质钻孔资料则需要使用钻孔轨迹测量仪测定才能提高地质资料的精准度。

昭通市广丰煤矿地质类型为复杂，矿区总体构造形态为走向近于南北、倾向近于正东的单斜构造，不存在褶曲。建井及生产过程中遇多条断层，仅在首采面1111工作面回风巷就揭露五条断层（分别是f、f1、f2、f5、f7），1111工作面运输巷揭露五条断层（分别是f、f1、f3、f4、f6），地质预测预报不准而造成两巷均呈“凹”型布置，形成200m左右的“废巷”不能回采。针对上述问题，我矿采用YZG3.7矿用钻孔轨迹测量仪实测钻孔轨迹，根据施钻时见煤岩位置记录，综合分析确定前方煤层赋存情况。

1.钻孔轨迹测量仪简介

1.1钻孔轨迹测量仪组成

YZG3.7矿用钻孔轨迹测量仪主要由“YZG3.7-T矿用钻孔轨迹测量仪探管”与“KTW192矿用本质安全型手机”组成，专用于煤矿井下水平钻孔或定向钻孔的测斜。

1.2钻孔轨迹测量仪测量范围及误差 见表1。

1.3钻孔轨迹测量仪工作原理

探管的主要功能是采集传感器电信号，并将采样的数据存储到存储器中；手机的主要功能是向探管发送命令和数据处理。具体来说：系统采用定点连续测量的工作方式，探管和手机实现同步工作后，将探管连接到钻杆上，随钻孔送入欲测处进行测量，探管采集数据并存储，手机记录测点的有效性，测点的孔深通过测量钻杆长度确定。钻孔测量完毕，取出探管，并与手机通信，手机计算并显示测量结果，手机测量软件可生成钻孔轨迹三视图和立体图。

2.钻孔轨迹测量仪使用步骤

2.1在手机上打开轨迹测量仪软件，将探管蓝牙打开与轨迹测量仪软件连接成功后，将探管沿钻孔口放入，为保证精度每3m采一次数据，以此循环直到需要探测的距离。

2.2完成2.1中步骤后，将探管撤出，点击手机软件里“通信”可将本次探管测量数据传输至手机上保存。

2.3数据处理后出图。

3.钻孔轨迹测量仪找煤运用

3.1 广丰煤矿1111-1工作面回风巷掘进至CH9测点前12.2m处揭露一正断层f28 ，产状20-40°∠50° H=1.4m。为了探清掘进前方构造及煤层赋存情况，使用ZDY-1250型钻机在1111-1工作面回风巷迎头施工了4个钻孔。见图1钻孔见煤位置图。

图1 钻孔见煤位置图

3.2 施钻结束后，煤矿采用YZG3.7矿用钻孔轨迹测量仪现场对4个钻孔进行实测，其中1#孔长117m、2#孔长118.5m、3#孔长112m、4#孔长114.75m，使用探管81根实测81m，结束后进行数据处理并上图。其中2#孔见煤位置与实测煤的位置高差达10.51m，3#孔见煤位置与实测煤的位置高差为4m，钻孔竣工情况与实际偏差较大。见图2实测钻孔情况图。

图2 实测钻孔情况图

3.3 根据实测钻孔轨迹及钻探时记录的见煤位置，综合分析煤层赋存情况及前方构造，分析该巷道掘进前方受f28正断层影响，上盘煤层相对下降，预计平巷向前掘进20m后，煤层恢复正常，倾角为16～18°。该巷道掘进前方无其他明显构造，煤层赋存基本稳定、可采。见图3实测钻孔及见煤位置综合分析图。

图3 实测钻孔及见煤位置综合分析图

4.结 语

YZG3.7矿用钻孔轨迹测量仪操作简单，性能稳定，受影响因素少，可直接通过软件测绘出钻孔的轨迹。根据实测钻孔轨迹结合施钻时见煤位置综合分析，将见煤位置用光滑曲线连接就可以确定煤层赋存情况。为巷道设计、施工提供准确依据，从而减少“废巷”工程的产生，减少损失，也为矿井编制地质预测预报和指导安全生产提供有益经验。

参 考 文 献

[1]姜根慧.矿用钻机钻孔轨迹及工况参数监测系统的设计[J].自动化应用,2019(1):62－63．

[2]成轶斌.YZG7. 2随钻轨迹测量系统在什林煤业的应用[J].电子技术与软件工程,2015(5) : 100－198．

[3]孙荣军.国产随钻测量定向钻进系统在宁夏汝箕沟煤矿的应用[A].中国煤炭学会.第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C].北 京:中国煤炭学会,2011:8.

[4]罗飞,杜月亮,龙声德,罗国勇,汤富勇.ZXC1000矿用钻孔测斜仪在松河煤矿的应用[J].山西焦煤科技,2021,45(04):37-39+48.

作者姓名：曾海彬，1991.10-，男，汉族，云南彝良人，2014年7月毕业于昆明理工大学，资源勘查工程专业，本科学历，地质工程师职称；现在昭通市广丰煤炭运销有限责任公司，从事煤矿技术管理工作。

工作单位：昭通市广丰煤炭运销有限责任公司广丰煤矿

单位邮编：657000