钻探技术在煤矿防治水工作中的应用研究.pdf

2020年第9期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-12-13 作者简介 苏强强 （1984-） ， 男 （汉族） ， 山西临汾人， 助理工程师， 现从事煤矿地测工作。 钻探技术在煤矿防治水工作中的应用研究 苏强强* （山西古县西山登福康煤业有限公司， 山西 临汾 042400） 摘要 主要分析了钻探技术在煤矿防治水工作中的应用现状， 重点介绍了几项钻探技术和几项钻 探技术在煤矿防治水中的应用方式， 它们不仅能改善煤矿防治水工作中所存在的不足， 还能提高煤 矿工程的开采效率， 并且给煤矿工人的人身安全提供一个有效保障。通过改进钻探技术的具体应用 方法， 以期为煤矿企业提高经济收益。 关键词 钻探技术； 煤矿防治水工作； 应用措施 中图分类号 TD74 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202009-0181-02 根据调查结果来看， 我国的煤矿产量一直在不断 增加， 市场对煤矿的需求量和质量要求也不断提高。 但是， 由于煤矿工程的周围环境处于不稳定的状态， 因 此， 在煤矿开采过程中经常会处于意外事故， 这些事故 一方面会导致煤矿产量和质量受到影响； 另一方面还 会对煤矿工人的生命安全造成威胁。而钻探技术的应 用能在一定程度上从根本上解决这些问题， 通过增强 勘测工作来提高探测数据的精确性。 1在煤矿井下防治水中钻探技术应用的重要性 在煤矿井下防治水工作中， 通过对钻探技术的合 理应用， 不仅可以有效提高生产活动的有效性、 科学性 和灵活性， 而且还可以提高煤矿井下防治水的整体效 果。将钻探技术应用于煤矿防治水工作中一方面是为 了能满足社会日益增长的需求； 另一方面是为了能提 高煤矿开采工作的稳定性和安全， 让煤矿企业能用更 科学、 更有效的方式来开采煤矿。钻探技术的优点主 要体现在以下三个方面， 第一， 提高煤矿开采工作的机 动性和灵活性， 让工作人员在施工过程中能使用更多 的开采方式， 并且能从中选择最合适的一种。第二， 浪 费的空间较小， 钻探技术所需要用到的设备体积较小， 在选择设备时对设备体积的要求有一个较为严格的控 制， 因此， 钻探技术不需要占据大量空间。第三， 由于 设备体积较小， 所以它的重量也不是很大， 所以比较方 便移动搬运。 2钻探技术的应用要求 2.1钻探前的要求 在进行钻探工作前， 钻探技术的应用要求主要体 现在对工作人员的要求这一方面， 首先， 在煤层的探测 工作中应该详细测量煤岩层的倾角， 并且根据测量情 况来分析煤岩层的成分和岩性， 通过各方面的探测后， 全面分析煤矿工程， 才能进行最后的钻孔工作。对于 钻孔的专业工作人员而言， 必须要做到持证上岗， 并且 在正式工作前还要做好相应的培训工作， 让工作人员 对钻探技术有一个正确的认识， 这样才能熟练掌握钻 探技术。在进行钻探工作前还要进行检查维护工作， 不仅要确保煤矿地面安全无积水， 还要注意检查顶板 支护设备， 对于有积水的煤矿工程， 必须要在做好了排 水工作后才能正式开始施工。 2.2钻探中的要求 在钻探施工过程中， 工作人员应该严格按照行为 规范来进行工作， 在操作钻探设备时， 不能站在转动部 的下方， 必须要站在机器的侧面来操控机器， 除此之 外， 转动部分不能堆放杂物， 必须要保持空旷。同时， 在进行延伸钻杆操作时， 工作人员不能戴手套操作， 降 低在操作过程中出现意外事故的可能性。钻探过程中 还要保持对钻探部位的观察， 通过钻孔的深度来判断 有无出现卡钻的问题， 当出现卡钻问题时， 一定不能强 拉设备。在钻探前要根据测量结果来标记钻孔的位 置、 方向和角度等， 因此， 工作人员在进行钻孔工作时， 严格按照标记的位置来钻孔， 不能随意更改位置。测 量工作人员还应该要做好每次钻探工作时的岩层变 化， 并且根据变化的具体情况来改善钻探技术， 重新选 181 2020年第9期西部探矿工程 择合适的钻探设备。而在更换钻探设备时， 还要注意 测量钻杆的数量， 确定钻孔的数量和深度。 2.3钻探后的要求 钻孔完成后， 还要对钻孔和煤矿工程进行详细的 检查， 当钻孔存在出水的问题时， 应该先安排专业的工 作人员观察出水部位， 并且做好相应的测量工作， 将出 水的具体情况详细记录下来。对于还有作用的钻孔， 还要进行初步修复， 确定钻孔能完成工作， 对于已经没 用的钻孔， 必须要做好封孔工作， 从而防止因为废弃钻 孔而出现其他意外事故。 3在煤矿防治水中钻探技术的具体应用 3.1孔口承压止水套管封注 在对高压水进行探放过程中， 往往会选择双层套 管封注法， 其具体操作流程如下 （1） 用108开孔短开 孔；（2） 24h后， 戴好中108护口， 并借助89岩芯管钻至 设计深度；（3） 下中89套管， 该过程需要注意以下几个 方面 ①108护口需要按照要求留有排气孔， 并且在89 套管封注的时候， 要确保套管孔壁和外壁间完全封死， 并按照要求上压； ②在人工封注108孔口管时， 需要用 砰石块堵严， 而且要求在下管前， 将水泥拌成面团状， 2m孔口管一般需要用1袋半水泥。随后往孔内投浆， 管壁抹上水泥， 一切准备工作完成后， 开始下管， 下管 的过程中需手扶套管， 并要求管壁水泥分布均匀， 配钻 机压入孔底； ③斜孔89套管封注过程中， 要将平轮固定 在孔口上方， 然后下入第一根套管， 并将套管末端借助 卡缆固定在孔口处， 随后就可以连接第二根套管， 用麻 绳穿过平轮和提引器， 将简易螺丝头与提引器连好， 以 保证第二根套管可以顺利的下入孔内。 3.2斜下孔钻进 在煤矿防治水工作中， 在上岩层自重作用下一般 会选择顺层钻进方式进行钻孔， 但是其增加了塌孔的 发生率， 无形之中增加了破碎岩层钻进的难度。为了 提高煤矿防治水效果， 需要对泵压、 钻头距离等进行有 效的控制， 当钻头与孔底相距15m左右时， 需要选择水 下钻杆， 并对泵压进行控制， 如果出现憋泵问题时， 可 以通过提钻的方式给予有效处理。当钻头下到孔底 时， 要求钻机在转动的情况下冲水10min左右， 以确保 钻进工作的顺利进行， 并达到预期的防治水效果。 3.3松软层跟管钻进 这里所提及到的松软层一般是指软煤、 软岩、 破碎 的岩石等。在钻探施工过程中， 以下2种情况会遇到松 软层（1） 钻探施工到一定深度后， 往往会遇到松软层， 该情况下极易出现堵孔和卡钻等事故， 此时可以通过 下述措施给予解决 下大一径的孔口管， 并选择比钻头 大一径的岩芯管开展钻进施工， 当钻至松软土层后要 缓慢拉钻， 并通过跟管钻进的方式来钻过松软层， 这样 能够实现对松软层孔壁的有效保护；（2） 开孔的时候就 碰到了松软层， 此时将会增加开孔难度。在探放水孔 过程中， 需要将孔口承压止水套管封注， 而且在常规钻 进过程中， 一般先通过岩芯管或开孔短， 待孔钻出后再 下套管。当钻好松软层后， 拉钻具后会诱发孔内塌陷， 此时严禁下管。但是可以在止水套管前端， 选择特制 的简状合金钻头， 并将螺丝头安装在后端上， 第一根套 管钻进孔内后还需要按照要求解下螺丝头， 并连接第 二根套管继续钻进， 直至钻到设计深度为止。 3.4高角度上仰孔钻进 在应用高角度上仰孔钻进过程中， 要注意以下几 个方面的内容（1） 按照要求做好顶板支护工作， 或者 选择在顶板条件较好的位置进行钻进；（2） 钻进时不允 许随意张望孔内；（3） 操作人员在加完杆后， 要马上离 开孔口下方， 同时为了确保防治水施工的顺利进行， 要 做好以下几个方面的措施 ①在孔口管下好后， 需要从 孔口加接一根套管， 这样可以有效降低孔口高度。以 确保后续钻进工作的顺利进行； ②在钻机导正器前， 可 以适当地接加长导正器， 这样可以有效缩短击发距离， 进而提高开孔时的准确度； ③按照要求提前搭好牢固 的脚手架。 4结束语 总而言之， 在煤矿工程中， 水文问题是影响煤矿开 采工作的一个非常常见的问题， 为了解决这个问题， 施 工方通过在探查技术中加入钻探技术， 使水文问题得 到了一定的改善。但是， 从实际情况来看， 钻探技术的 应用过程中还是存在着一定问题， 如果工作人员对钻 探技术没有足够的重视， 将会给煤矿开采工作造成更 严重的影响， 因此， 必须要解决这些问题才能将钻探技 术的作用完全发挥出来。 参考文献 [1]张晓鹏.钻探技术在煤矿防治水工作中的应用[J].机械管理 开发,2017,321071-72. [2]许峰,杨茂林.定向钻探技术在神东矿区防治水中的应用[J]. 矿业安全与环保,2017,44170-73. [3]杨豪,李皎,李瑞,等.钻探技术在煤矿防治水工作中的应用 [J].技术与市场,2018,259132,134. 182