定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦地質(zhì)防治水工作中的應(yīng)用

帕力旦.麥麥提

摘? 要：煤炭工業(yè)在我國(guó)許多行業(yè)中占有重要地位。煤炭資源不僅與人們的日常生活息息相關(guān)，而且對(duì)國(guó)家各方面的發(fā)展都有重要影響。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，地質(zhì)災(zāi)害和水害往往會(huì)對(duì)整個(gè)開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生不利影響。煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)具有高效、高精度的特點(diǎn)。在煤礦地質(zhì)防水工作中的應(yīng)用十分重要。簡(jiǎn)要分析了定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦中的優(yōu)勢(shì)和實(shí)際應(yīng)用，為煤礦水害防治、加強(qiáng)煤礦地質(zhì)勘查、提高煤礦安全性提供思路。

關(guān)鍵詞：定向鉆進(jìn)技術(shù);煤礦;地質(zhì)防水;防水應(yīng)用

引言：我國(guó)煤礦區(qū)分布廣泛，地質(zhì)環(huán)境差異大，風(fēng)險(xiǎn)高。煤礦地質(zhì)環(huán)境的多樣化導(dǎo)致煤礦工人在采礦作業(yè)中面臨許多水害。因此，有關(guān)部門(mén)和企業(yè)需要積極采取有效的防水措施，在煤礦中應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)，調(diào)查水害威脅，提高煤礦穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)水平。

一、定向鉆井技術(shù)的定義和優(yōu)勢(shì)

1.定向鉆井技術(shù)概念

當(dāng)今社會(huì)，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，其效果也越來(lái)越明顯。定向鉆進(jìn)技術(shù)是我國(guó)地下資源勘探開(kāi)發(fā)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。該技術(shù)主要由井下特種作業(yè)、精密測(cè)量及相關(guān)采礦設(shè)備組成。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，能科學(xué)、準(zhǔn)確地定位鉆孔軌跡，使鉆頭能實(shí)現(xiàn)地下目標(biāo)的正確方向作業(yè)，不僅能提高礦山勘探效率，而且能極大地保證地下相關(guān)采礦工作的安全。

2.定向鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

定向鉆進(jìn)技術(shù)是利用定向鉆機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)距離鉆探作業(yè)，有效探測(cè)礦區(qū)前方或周?chē)w，并采用布孔注漿封堵的方式，以達(dá)到防治地質(zhì)水害的目的。與傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：第一，鉆孔和成孔精度高，偏差率很小。常規(guī)鉆井技術(shù)的作業(yè)軌跡往往大于預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡，容易出現(xiàn)鉆柱孔。但定向鉆進(jìn)技術(shù)可以利用螺桿馬達(dá)的實(shí)時(shí)定位功能，在鉆進(jìn)施工過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)軌跡，從而有效提高效率;第二，定向鉆井技術(shù)的勘探距離比常規(guī)鉆井技術(shù)的勘探距離長(zhǎng)，一般限制在200～300m。為了確保施工期間采礦作業(yè)的安全，需要進(jìn)行多輪循環(huán)施工作業(yè)。定向鉆進(jìn)技術(shù)一次可鉆進(jìn)1000米以上，大大提高了礦山開(kāi)采效率;三是定向鉆進(jìn)技術(shù)采用人工設(shè)計(jì)的鉆進(jìn)軌跡，具有較高的勘探效率，可在回采巷道前方形成圈閉，有效消除礦井水害。

二、定向鉆進(jìn)技術(shù)、設(shè)備及工作原理

1.定向鉆井技術(shù)和設(shè)備

根據(jù)我國(guó)的實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用情況，定向鉆機(jī)的應(yīng)用在我國(guó)大多數(shù)煤礦中占有重要地位，直接影響煤礦的整體工作效率。目前，我國(guó)整個(gè)定向鉆井技術(shù)和設(shè)備主要由定向鉆機(jī)、泥漿泵、下部無(wú)磁鉆桿和測(cè)量檢測(cè)管組成。

2.定向鉆井技術(shù)的工作原理

定向鉆井技術(shù)的工作原理是，工作過(guò)程中，高壓水存在于泥漿泵中，可直接輸送至給水管。在這個(gè)過(guò)程中，中心鋼絲繩鉆桿將進(jìn)入電機(jī)，使定向鉆頭在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)下全方位旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤層的科學(xué)切割。采用定向鉆進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的精確鉆進(jìn)。鉆井過(guò)程中涉及的信息和數(shù)據(jù)可以直接反映在計(jì)算機(jī)上。相關(guān)人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，找出地下水災(zāi)害的原因，及時(shí)制定并采取有效措施，預(yù)防和控制水害。該技術(shù)的實(shí)施可以有效提高工作安全性，有效保障企業(yè)的整體利益和相關(guān)員工的生命安全。

三、定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤礦地質(zhì)防水工程中的實(shí)際應(yīng)用

1.地質(zhì)構(gòu)造勘探

利用地面鉆探技術(shù)，可以有效地獲取當(dāng)前煤礦的地質(zhì)構(gòu)造和開(kāi)采技術(shù)條件，為煤礦設(shè)計(jì)和開(kāi)采提供依據(jù)。但是，地面鉆探存在一定的局限性，不能很好地應(yīng)對(duì)局部構(gòu)造發(fā)育，實(shí)現(xiàn)煤層開(kāi)采的超前探測(cè)。定向鉆進(jìn)技術(shù)可以解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部地質(zhì)構(gòu)造及相關(guān)開(kāi)采地質(zhì)條件的超前探測(cè)。

2.施工前定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

施工前的準(zhǔn)備工作在煤礦防水施工過(guò)程中起著重要作用。準(zhǔn)備工作是否科學(xué)細(xì)致將直接影響到最終的防水效果，也是定向鉆進(jìn)技術(shù)發(fā)揮真正作用的地方。因此，施工設(shè)計(jì)人員首先需要充分了解煤礦的實(shí)際開(kāi)采和施工環(huán)境，探索煤礦的巖石結(jié)構(gòu)，最后根據(jù)煤礦的實(shí)際情況確定鉆孔尺寸。定向鉆井技術(shù)涉及面廣，要求相關(guān)人員具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)素養(yǎng)。施工過(guò)程中的缺陷直接影響防水效果。因此，施工人員除了具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能外，還應(yīng)有效控制施工環(huán)境。同時(shí)，要保證煤礦下頂板和支護(hù)板的支護(hù)效果，確保施工環(huán)境的安全，確保施工人員正確、正確地穿戴施工防護(hù)用品。

3.定向鉆進(jìn)技術(shù)在施工中的應(yīng)用

煤礦定向鉆進(jìn)技術(shù)施工時(shí)，鉆機(jī)旁應(yīng)有專(zhuān)人操作。鉆機(jī)應(yīng)干凈整潔，無(wú)雜物。操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)施工要求和規(guī)定操作鉆機(jī)。施工中出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有針對(duì)性地及時(shí)維修。此外，鉆井人員還應(yīng)做好相關(guān)記錄，記錄每個(gè)鉆孔的距離和深度。當(dāng)煤層水壓高、含水量高時(shí)，應(yīng)立即停止鉆井作業(yè)，有效記錄鉆孔深度等數(shù)據(jù)，并用鉆桿固定。然后將鉆井問(wèn)題上報(bào)上級(jí)部門(mén)，迅速制定科學(xué)的方法，及時(shí)有效地解決問(wèn)題。這主要是根據(jù)礦井的排水能力和儲(chǔ)水罐的容量，通過(guò)控制排水孔的流量、調(diào)整排水能力等方法，有效地排除定向鉆進(jìn)過(guò)程中的積水。

4.定向鉆井后

煤礦定向鉆進(jìn)工作全部完成后，有關(guān)人員應(yīng)實(shí)時(shí)觀察鉆進(jìn)情況。如果發(fā)生泄漏，應(yīng)及時(shí)記錄鉆井過(guò)程中的水、氣情況。鉆孔結(jié)束后，應(yīng)立即封堵鉆孔，防止其他物質(zhì)進(jìn)入鉆孔，影響最終鉆孔效果。此外，當(dāng)定向到達(dá)目標(biāo)巖層時(shí)，工作面底板和斷層破碎帶將出現(xiàn)突水問(wèn)題。此時(shí)，可采用注漿加固的方法緊急處理斷層破碎帶，在增加含水層厚度的情況下，有效提高隔水層的抗水性。粘土水泥漿可通過(guò)地面灌漿站、泥漿管溝、豎井和地下高壓灌漿管道打入地下灌漿孔，然后分段加固底板。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，科學(xué)合理地將定向鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)防水工作中，可以有效地控制井下水害的發(fā)生，提高井下安全，避免對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的損害。礦井水害對(duì)煤礦生產(chǎn)有重大影響。開(kāi)采前，有關(guān)企業(yè)必須采用科學(xué)的地質(zhì)勘查方法，有效收集、整理地質(zhì)、水文、采礦技術(shù)條件等資料。定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高礦山地質(zhì)勘查的質(zhì)量和效率，促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，管理者需要加強(qiáng)煤礦的經(jīng)營(yíng)管理，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，采取有效措施，預(yù)防和控制煤礦水害，為我國(guó)煤炭行業(yè)的健康安全發(fā)展提供重要保障。

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