钻探技术在煤矿井下防治水的应用探讨

钻探技术在煤矿井下防治水的应用探讨

白义生

淮河能源煤业分公司潘二煤矿防治水管理科 安徽省 淮南市 232000

摘要：现当今，随着我国经济的发展，煤矿企业也蓬勃发展起来。煤矿资源的开采中，加强对生产安全生产效益的保障，有必要引进先进的技术手段，加强对水害问题的防范与治理。结合煤矿损害的类型，在钻探技术应用过程中，技术人员要明确技术关键点，改进技术应用中存在的不足问题，加强对水害问题的防治。确保煤炭开采活动的高效率、稳定运转，为煤矿开采活动创造更高的经济收益，推动煤矿行业长远发展。

关键词：钻探技术；煤矿井下防治水；应用

引言

我国是一个煤炭资源丰富的国家。每年煤炭开采是我国经济的重要产业支柱。随着煤炭产业不断发展,也出现了很多技术问题。其中,煤矿防治水问题是尤其突出的。由于煤矿开采的地理条件复杂,再加上开采人员的不规范不注意安全操作造成的。煤炭开采的水害问题给煤矿带来的影响目前仅仅次于瓦斯事故,也成为我国煤炭行业目前发展的极大障碍。所以,解决煤矿水害是目前煤矿行业重中之重的问题。提升钻探技术完善操作流程是目前解决煤矿开采防治水的重要解决手段。

1煤矿防水技术与钻探技术

煤矿水文地质类型为中等，为严格落实“预测预报、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的探放水原则，井下防治水技术主要以物探、钻探、化探相结合方式，将探、防、堵、疏、排、截、监作为综合治理措施，较好地解决了煤矿防治水方面的问题，有效提高了矿井安全管理整体效益。煤矿井下钻探技术主要借助专业的探放水钻机，对疑似区域展开钻孔探测，也就是钻探。钻探主要以普通探测、专项探测为主。普通探测是针对水文地质条件并不十分了解的地区采掘过程中，为了保障采掘工作面的安全，在采掘工作面周围展开排查钻探。专项探测主要针对已经知晓的采空区、井筒等可能存在积水的地区或物探异常地区，展开针对性探测的钻探技术。钻探技术十分直观、有效，但是需要投入较大的财力、物力与人力，操作过程比较复杂，通常只用作防治水综合处理的最后环节。

2钻探技术在煤矿井下防治水的应用

2.1全煤层钻孔螺旋钻杆钻进技术

在煤炭矿井的生产中，全煤层钻孔螺旋钻杆钻进技术具有非常大的应用价值。尤其是在瓦斯抽排、巷道贯通等情况下，该技术能够发挥出重要作用。在煤矿的井下作业时，使用螺旋钻杆钻进技术，不仅钻进速度快，还能提升工作效率。在钻进期间使用设备时会产生一定的动力，当动力到达钻头时，可以实现钻孔的目的。全煤层钻孔使用螺旋钻杆钻进技术主要体现在以下几个方面:第一，在软煤层钻进效率较高。旋转钻杆能够在钻进的过程中及时将形成的碎屑和煤粉排除，从而有效避免二次破碎问题，大大提升了钻进的效率。在总体钻进的过程中，由于装置简单，并不需要过多的辅助设备，因此在很大程度上也降低了钻进的成本，确保煤矿生产的经济效益。第二，这种钻进技术在应用时产生的振动相对较小，并且噪音相对较低，因此可以降低对孔壁的破坏，从而在生产过程中有效降低塌孔问题的出现概率，提升作业的安全性。第三，这种技术的防水性能较好。由于全煤层钻孔螺旋钻杆钻进技术防水性能良好，因此可以在施工的过程中有效规避由于透水造成的塌孔问题，成孔的概率更高，因此施工的效果更好。同时在钻进的过程中，不需要大量的冲洗液，在无水情况下，也能进行钻探施工，不会对孔壁造成影响。

2.2高角度上仰孔钻进技术

施工位置和被打孔钻进位置之间呈现出相互垂直的状态时，此时要选择高角度上扬孔钻进工艺的方法进行施工，利用该工艺，要选择有良好条件的顶板位置，加强顶板支护管理，使用脚手架对石块掉落的现象进行防范和治理。井下工作人员要注意在操作过程中应保持高度的精神集中，要以安全生产安全施工为目标，完成加杆之后立即离开孔口下方的位置。为了确保开孔作业的精准程度，需要对击发距离进行调整，缩短距离值。将一个有一定长度的导正器接入钻机导正器前，对上孔口和地表距离进行控制应低于2m。从而为上护口和瓦路施工作业创建便捷条件，使用一根套管在孔口管下位置进行加接处理，对空口高度进行调整，降低高度值，优化钻孔效果。

2.3松软层跟管钻进技术

在进行钻进的过程当中，通常会在以下的条件当中接触到松软层：（1）钻井钻到了某个程度的时候接触到了松软层；（2）在开孔的过程当中与松软层就发生了接触。当出现第一种问题的时候，不但会导致机械设备出现卡钻问题，而且还会引起严重的堵孔。对于这种问题所采用的应对策略有：先将口径较大的管道伸入其中，然后再将一个大于钻头的岩芯管引入其中。一旦钻井接触到了软土层时就必须要在最短的时间内将钻进行拉起，随后再利用跟管的方式穿过松软层。运用这种模式能够保障松软层孔壁的安全性和稳定性，效果良好。如果出现的是第二种问题，那么就会使得开孔的难度被提高。在进行放水孔的过程当中，必须要对孔口进行严实地封堵，这样才能够避免出现渗漏等问题。在通常情况下，应当要将岩芯管接到孔洞当中，然后再将套管放好。当松软层钻过之后就会造成孔内塌陷，因此必须要水套管前方加入相应口径的高强度钻头，当钻进孔内时就可以将螺丝头除去，并以此进行循环操作持续到钻井所需要的深度为止。

2.4定向斜下孔钻进技术

在具体的施工中，需要在预定的方向上明确斜向器的位置，同时在钻进之前及时测量好斜向器在空地上的实际坐标位置，并做好方位的对比工作，及时对相关的参数进行调整，从而提升施工的准确性。在施工测斜仪时，需要在底部引流斜缺口位置后，借助监视屏对施工进行观察，屏幕中会显示钻孔工具面向角与顶角的方位角，这样整个可视化的施工就变得更加直观。还应该做好实际夹角与设计工具面向角的比较工作，在调整误差之后，及时进行钻进处理，保证施工的精准性。需要注意的是，在斜下孔钻进的过程中，如果是顺层钻进，需要充分考虑岩层重力作用的影响，及时对成孔情况进行观察，采用相应的措施做好渗水的防护工作。

2.5井下探放水钻探技术

井下探放水钻探技术，主要借助于定向钻进技术，然而由于施工环境、施工技术存在一定的差异性，因此定向钻井主要涵盖了两个不同的方面，即精确型与标准型。在开展井下钻探时，如果对钻井靶点精确度缺少控制，其无法满足严格要求，便可以运用标准定向钻井技术即可。事实上，任何事物都需要辩证看待，具有双面性。井下探放水钻探技术也存在一定的弊端，如靶点精确度无法精准控制，难以准确把控。例如，我国煤矿水文地质局在山西地区开展的一些放水项目中，采用井下探放水钻探技术可以实现精准勘探，并收获颇丰。

结语

综上所述，随着我国市场经济的快速发展，煤炭行业作为重要的国民支柱型产业，要迎接新时代的趋势和挑战，加大资源的开发和利用效率，利用钻探技术防治煤炭水态害问题的发生。加强对损害问题的防范与治理，对不同的施工技术环节进行细化，加强制度建设，优化钻探方案，保障人员的生命安全，对施工钻探工程的稳定运转加强保障，防范技术损失，实现技术升级，推动煤矿行业安全稳定向好的方向发展。

参考文献

[1]杨树才.钻探技术在煤矿井下防治水中的应用[J].现代矿业,2020,36(9):229-230.

[2]段世雄.钻探技术在煤矿井下防治水中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2020(4):119.

[3]张建荣.钻探技术在煤矿井下防治水中的应用分析[J].内蒙古煤炭经济,2020(18):170-171.