焦向偉 伏旭

摘 要：煤礦資源是當(dāng)前最為重要的資源之一，在諸多領(lǐng)域當(dāng)中，都發(fā)揮著重要的作用。在過去的煤礦開采當(dāng)中，井下探放水工作存在著一定的問題和不足，對(duì)于煤礦開采效率十分的不利?；诖?，文章主要對(duì)煤礦井下精確定向探放水技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)鉆孔開口、孔口裝置安裝、鉆具鉆進(jìn)、終孔放水等技術(shù)進(jìn)行了分析，從而形成了良好的煤礦井下精確定向探放水技術(shù)，對(duì)于長定向鉆孔軌跡，能夠?qū)γ刑剿鲄^(qū)域進(jìn)行精確的控制，通過一孔多分支孔，能夠?qū)μ綔y區(qū)域進(jìn)行增加，從而在采空區(qū)能夠有效的排放富水層水和積水。

關(guān)鍵詞：煤礦井下；精確定向；探放水技術(shù)

在煤礦井下開采的過程中，水害是一種十分嚴(yán)重災(zāi)害，如果沒能進(jìn)行有效的處理和防治，將會(huì)造成巨大的損失。煤礦水害當(dāng)中，富水層出水、采空區(qū)積水等，都將會(huì)造成較大的危害。而如果采用傳統(tǒng)的定向鉆探放水技術(shù)，通過對(duì)組合鉆具鉆進(jìn)方法的應(yīng)用，只能夠在一定的范圍之內(nèi)，利用該鉆進(jìn)方法對(duì)鉆孔傾角進(jìn)行控制，而對(duì)于方位角卻無法準(zhǔn)確進(jìn)行控制，因而不能做到精確的定向，難以取得良好的效果。同時(shí)由于受到鉆機(jī)能力的影響，無法達(dá)到較大的深度，并且容易出現(xiàn)廢孔。

一、煤礦井下精確定向鉆探放水方法

（一）頂板富水層。在頂板富水層定向探放水施工當(dāng)中，對(duì)煤層頂板含水層的含水情況進(jìn)行探測。在鉆孔的精確軌跡控制之下，能夠按照預(yù)定方位，在目標(biāo)層位進(jìn)行延伸。相比于過去的鉆孔技術(shù)，通過隨鉆測量系統(tǒng)，定向鉆富水層探測向目標(biāo)層孔段進(jìn)行準(zhǔn)確進(jìn)入，并且能夠?qū)︺@孔施工等工作量進(jìn)行減少，確保在含水層當(dāng)中，鉆孔能夠進(jìn)行最大有效孔段的穿行。在實(shí)際施工當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)鉆孔的涌水量、涌水點(diǎn)等進(jìn)行記錄和觀測。如果在鉆進(jìn)當(dāng)中發(fā)生了涌水量增加的情況，應(yīng)當(dāng)將鉆進(jìn)速度進(jìn)行降低。在富水層定向鉆探放水孔的施工過程當(dāng)中，無需進(jìn)行透孔的操作，結(jié)合具體的施工情況、鉆孔設(shè)計(jì)等，對(duì)終孔點(diǎn)進(jìn)行確定。

（二）采空區(qū)積水。在采空區(qū)定向探放水施工當(dāng)中，通過對(duì)螺桿馬達(dá)實(shí)時(shí)定向功能的運(yùn)用，能夠平緩的在穩(wěn)定巖層中進(jìn)行穿行。通過對(duì)精確控制優(yōu)勢的發(fā)揮，能夠準(zhǔn)確的命中靶點(diǎn)。對(duì)采空區(qū)積水，能夠由高到低對(duì)水位進(jìn)行降低，對(duì)分支點(diǎn)，通過分支孔技術(shù)進(jìn)行預(yù)留，從而進(jìn)一步確保鉆孔探放水成功率。相比于過去的鉆孔技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)χ貜?fù)開孔、水壓水量過大、鉆孔跑偏、脫靶、鉆孔施工距離短等問題，都能夠進(jìn)行有效的解決。在實(shí)際施工當(dāng)中，對(duì)于鉆進(jìn)速度，應(yīng)進(jìn)行妥善的控制，并對(duì)鉆進(jìn)速度、返水量等進(jìn)行記錄和觀測。將逆止閥鉆桿連接在通纜鉆桿、鉆頭之間，在到達(dá)終孔十米的位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)每隔一米進(jìn)行停鉆，對(duì)孔內(nèi)返水狀態(tài)進(jìn)行觀察，確保鉆孔施工的順利進(jìn)行。

二、煤礦井下精確定向鉆探放水施工

（一）開孔。在開孔操作中，結(jié)合設(shè)計(jì)的傾角、方位角等，在煤（巖）層中利用鉆頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，然后利用擴(kuò)孔鉆頭對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)孔。

（二）下孔口管。下放相應(yīng)壁厚、管徑規(guī)格的孔口管，保持一定外露的長度，并在孔口相應(yīng)位置對(duì)壓力表進(jìn)行安裝，進(jìn)而安裝孔口裝置，對(duì)壓力變化進(jìn)行觀察。對(duì)孔口三通、防噴裝置、控水閥門等進(jìn)行安裝，將膨脹水泥漿液利用注漿泵注入，進(jìn)行48小時(shí)的侯凝。在侯凝結(jié)束之后，為了對(duì)封孔質(zhì)量進(jìn)行確保，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行套管拉拔試驗(yàn)，利用相應(yīng)鉆頭進(jìn)行掃孔，然后結(jié)合耐壓試驗(yàn)得出的結(jié)果，對(duì)耐壓值進(jìn)行設(shè)定。在30分鐘的耐壓試驗(yàn)之后，一旦有漏水現(xiàn)象發(fā)生，就需要重新進(jìn)行開封孔。

（三）精確鉆進(jìn)。在煤礦井下精確定向探放水施工當(dāng)中，采用了專用封孔器、單彎螺桿馬達(dá)、擴(kuò)孔鉆頭、PDC鉆頭、上下無磁鉆桿、通纜鉆桿、隨鉆測量系統(tǒng)、泥漿泵、定向鉆機(jī)等設(shè)備。通常情況下，間隔6米進(jìn)行測量，并對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行調(diào)整，讓鉆孔能夠沿著設(shè)計(jì)軌跡進(jìn)行延伸。在定向鉆進(jìn)的過程中，確保目標(biāo)區(qū)域能夠被鉆孔軌跡完全覆蓋，能夠?qū)Φ貙雍畔⑦M(jìn)行探測。如果在施工當(dāng)中發(fā)生了大量涌水等問題，應(yīng)當(dāng)立刻暫停施工，并采取有效的措施進(jìn)行處理。在鉆進(jìn)過程中，對(duì)于孔口的返水情況，必須加以重視，如果超出了規(guī)定的水量，應(yīng)當(dāng)立即停鉆，對(duì)地層出水量進(jìn)行記錄。如果出水量過大，影響到了施工安全，必須采取有效的排放水措施，或是進(jìn)行注漿堵水，從而確保施工能夠安全的進(jìn)行。

（四）終孔。對(duì)于終孔措施、終孔位置等，應(yīng)按照設(shè)計(jì)孔深、鉆孔出水情況等進(jìn)行確定。按照探測資料對(duì)排水措施、水量預(yù)測等進(jìn)行確定，在透孔之后，應(yīng)對(duì)出水量進(jìn)行觀察，等到出水量平穩(wěn)之后，才能將鉆具進(jìn)行緩慢的拔出。在透孔之后，利用礦井的排水能力、以及控水閥門等，對(duì)放水進(jìn)行控制，要確保最大放水量在礦井正常排水能力80%以內(nèi)。

三、煤礦井下精確定向鉆探放水技術(shù)優(yōu)勢

傳統(tǒng)探放水技術(shù)鉆探往往施工多個(gè)鉆孔才會(huì)有個(gè)別鉆孔命中靶點(diǎn)，存在盲目性和不可控性。精確定向鉆探放水技術(shù)的運(yùn)用相比傳統(tǒng)的探放水施工能做到探放水效率高，廢孔率低，鉆探工程量減少，節(jié)約探放水成本，能準(zhǔn)確疏放含水層水和老空水，更能有效保障煤炭資源的安全開采。

四、結(jié)語

煤礦資源作為當(dāng)前社會(huì)中一種十分重要的資源，對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家發(fā)展建設(shè)都有著重要的意義。而在煤礦資源的井下開采過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生涌水、出水等問題，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)對(duì)施工安全造成影響。因此，在實(shí)際施工當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)煤礦井下精確定向探放水技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，確保煤礦開采的安全。

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