鉆探技術在煤礦井下防治水中的應用

任常波

摘要：伴隨現代化技術進步與發(fā)展，也給煤礦開采帶來了新希望與好前景，尤其是在當下對煤炭能源需求如此強烈的情況下，因此，本文以煤礦作為研究對象，探討鉆探技術應用于煤礦井下防治水中的優(yōu)勢，以及鉆探技術在煤礦井下防治水中的應用。

關鍵詞：鉆探；煤礦；防治水；應用

1鉆探技術應用于煤礦井下防治水中的優(yōu)勢

將鉆探技術應用于煤礦井下防治水工作中的根本目的在于為生產服務，而科學性、有效性、靈活性、機動性以及快速性則是鉆探技術應用過程中的基本要求。鉆探技術主要擁有以下幾點優(yōu)勢：①占用空間較小。鉆探設備的高度與寬度通常都分別控制在35m以下和2m以下；②鉆探設備機身輕便，大件在搬運過程中可以拆成小件來進行；三是鉆探設備安全系數較高、結構簡單、易于操作。

2具體鉆探技術在煤礦井下防治水中的應用

2.1角度上仰孔鉆進

在開展施工的過程中，若是目標與施工位置之間存在著垂直上下的關系，要想實現有效施工的目的，就需要通過高角度上仰孔來開展施工，具體施工過程中，為了保證施工安全，防止施工過程中所掉落的矸石快砸傷人，就需要做好頂板支護或者是選擇在頂板條件比較好的地方開展施工?？梢栽谙潞每卓诠苤?，從孔口加接一根套管，從而有效的降低扣孔口高度，有利于上護口及瓦路施工，為了保證施工質量，原則上來講，上孔口距離地表的距離不能超過2米。

2.2斜下孔鉆進

通常情況下，開展施工的過程中，鉆孔都是采用順層鉆進的方式，那么在上巖層自重的作用之下，很容易導致塌孔現象的出現，破碎巖層的鉆進難度也會大大增加，為了很好的能夠取得良好的應用效果，需要對泵壓、鉆頭距離等予以有效的控制，在鉆頭距離孔底大約15米左右的距離時，就必須給水下鉆桿，并要對泵壓予以良好的控制，一旦發(fā)現有憋泵現象，應該立即提鉆進行相應的處理，在鉆頭下到孔底之后，在轉動鉆機沖水10分鐘之后才可以開展鉆進工作，同時要在開展施工的過程中，安排專門的看管水泵吸水管的人員，防止在實際應用過程中出現水龍頭吸空、堵塞現象，鉆孔不取芯時，必須在班末沖孔20min之后再開展提鉆操作，至少要能夠提出10根鉆桿。斜下鉆孔鉆進時由于是通過順層的方式鉆進加上地質層中的巖層自重作用，很有可能大幅度降低成孔率，而且更大的危險是，還有可能引發(fā)水透，對設備和探查人員造成安全威脅。為了防止這種情況的發(fā)生，我們可以采取以下措施來防止：首先，萬一由于機器本身故障發(fā)生意外問題，這樣我們就必須馬上接通高壓電來啟動強風吹散孔底的殘渣粉末，等到設備恢復工作，就可以將鉆桿拔出，解除危機。其次，派專門人員看管相應設備保障安全，避免鉆孔過程中的意外發(fā)生。例如水泵損壞等，這樣也可以避免殘渣被吸附在設備上。

2.3孔口承壓止水套管封注

在探放高壓水時，通常采用雙層套管封注法，步驟如下：①用108開孔短開孔（108孔口管2m）；②等待24h之后，戴好中108護口，改用89的巖芯管一直鉆到要求深度；③下中89的套管。其中必須注意的是：①108護口要留有排氣孔，在封注89套管的時候，套管外壁和孔壁間要完全封死，而且要上壓；②108孔口管人工封注時，必須用砰石塊堵嚴，并且在下管前，一定要先將水泥拌成面團狀，2m孔口管需用1袋半水泥。之后，再往孔內投漿，接著管壁抹上水泥。這些準備結束后，開始下氰，下管時需手扶套管，旋轉著慢慢往孔底送，要保證管壁水泥均勻分布，同時配合用鉆機壓入孔底；③斜孔89套管封注時，先在孔口上方固定好平輪，然后下入第一根套管，用卡纜將套管末端固定住并卡在孔口，接著連接第二桿套管，第二根套管末端上簡易螺絲頭，用麻繩穿過提引器和平輪，將提引器與簡易螺絲頭連好，將第二根套管下入孔內。反復使用此法，直到套管下到孔底。完成后戴上89護口，然后上好注漿盤并開始注漿。在注漿開始前，將108護口上的排氣孔瓦路打開，直到注漿至排氣孔往外返漿的時候再關閉排氣孔，直至達到設計壓力要求，封注結束。

2.4松軟層跟管鉆進

松軟層指的是軟巖、軟媒、破碎的巖石等。在鉆進時，兩種情況會碰到松軟層：第一，當鉆進到一定深度后，遇到松層；第二，在開孔時碰到松軟層。第一種情況易發(fā)生卡鉆和堵孔等事故，可以采用以下措施解決：先下大一徑孔口管，接著采用比鉆頭大一徑的巖芯管進行鉆進，鉆進到松軟土層后拉鉆，然后采用跟管鉆進技術鉆過松軟層，此法可以很好地發(fā)揮保護松軟層孔壁的作用。第二種情況會大大增加開孔難度，因為探放水孔時，必須封注孔口承壓止水套管，在常規(guī)鉆進中，一般先開孔短或通過巖芯管，將孔鉆出后再下套管。在松軟層鉆好后，拉鉆具就會孔內塌陷，不能下管。可以在止水套管前端，用特制的相應口徑筒狀合金鉆頭，并在后端上螺絲頭，在第一根套管鉆進孔內后，解下螺絲頭，上第二根套管繼續(xù)，一直到鉆進設計深度。

2.5全煤層孔螺旋鉆桿鉆進技術

全煤層孔螺旋鉆桿鉆進技術指的是全孔在煤層內鉆進的情況下，進行充分鉆進。在這種地質條件下煤層相當程度上比較松軟，如果采取另外一種方式來進行鉆孔必然會造成難度加大的問題，而且由于地質和水文環(huán)境復雜，鉆頭無法探測到內部環(huán)境的具體情況，有可能孔會塌陷。相反采取這種全煤層孔螺旋鉆桿鉆進技術，就會大幅度提高鉆進的成功幾率，這樣不但加快完成了鉆孔，在這種復雜的環(huán)境下，還能保證勘探人員的安全。全煤層鉆進是一種干鉆技術，它主要是利用了鉆機所產生的強大動力來巧妙的將能量進行完整傳遞，這樣做的好處在于用一種不會將鉆屑留在孔內的形式很方便的完成鉆孔，而不會出現任何的故障問題。也在這種運作過程中形成了類似于螺旋機的運行方式。在過去我們主要應用的老式的鉆孔技術，這些老式鉆孔技術不但會加劇孔本身的垮塌可能性，還有可能對鉆機造成損傷，減少鉆機的使用壽命。傳統(tǒng)的鉆孔技術都會產生很大噪音和振動，在鉆孔過程中對孔壁造成極其不利的影響，而這種技術減少了這種干擾。

總結：

煤礦井下的水文地質條件具有較強的復雜性，所以就必須通過井下鉆探來避免、防治水害。只有探索出能夠適應更多環(huán)境的鉆探技術，才能夠切實保障煤礦井下防治水的真實功效，才能提高任務完成度和勘探人員的生命安全，確保礦山安全生產具有重大的社會和經濟效益。

參考文獻

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