煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)研究及應(yīng)用

由文舉

(龍煤七臺河礦業(yè)有限責任公司新鐵煤礦，黑龍江 七臺河 154600)

煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)是應(yīng)用全新鉆進設(shè)備及工具，配合施工人員操作，挖掘煤礦井下通道。其需要與其他鉆進技術(shù)相結(jié)合，通過技術(shù)融合與轉(zhuǎn)化，進一步探索煤礦井下挖掘流程。應(yīng)分析煤礦井下復(fù)雜環(huán)境及其對相關(guān)設(shè)備應(yīng)用的影響，合理應(yīng)用各類鉆進工具及軌道技術(shù)，逐步整合煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)的應(yīng)用體系，充分發(fā)揮現(xiàn)代化鉆進技術(shù)的優(yōu)勢。結(jié)合煤礦井下復(fù)合鉆進技術(shù)的應(yīng)用要求，對其應(yīng)用途徑進行了分析。

1 鉆孔軌跡控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法

煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)可分為鉆孔軌跡控制技術(shù)和鉆孔軌跡跟蹤技術(shù)，應(yīng)認真分析鉆孔軌跡控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法。相比于鉆孔軌道跟蹤技術(shù)，鉆孔軌跡控制技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，實際應(yīng)用效果較為明顯。必須合理分析鉆孔軌跡控制技術(shù)的具體應(yīng)用方法及應(yīng)用范圍，更加靈活地應(yīng)用煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)。要對鉆孔軌跡進行分析，在滑動鉆進模式下對鉆孔軌跡及鉆孔數(shù)量進行全方位控制，對鉆孔工具內(nèi)部螺桿及電動馬達設(shè)備進行全方位分析，調(diào)整各類重要設(shè)備的實際應(yīng)用順序，選擇合適規(guī)格的螺桿和合適型號的電動馬達。如果鉆孔工具實際運行軌跡與施工設(shè)計軌跡之間存在一定的偏差，將會嚴重影響煤礦開采效率及煤礦井下施工質(zhì)量。要調(diào)整鉆進設(shè)備內(nèi)部螺桿及電動馬達的傾斜角度，采用滑動鉆進方式，連續(xù)改變鉆進設(shè)備內(nèi)部螺桿角度及螺桿旋轉(zhuǎn)速度。螺桿角度及螺桿旋轉(zhuǎn)速度會對鉆進技術(shù)的實際應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。螺桿角度越大，鉆進效果越明顯，但是鉆進難度也會逐漸加大，因此必須將螺桿角度控制在15°左右。如果遇到較為特殊的煤礦井下環(huán)境，則需要將螺桿角度控制在20°左右，最多不宜超過30°。如果決定采取復(fù)合鉆進模式，則必須盡量控制螺桿角度，將螺桿角度控制在15°以下或10°左右，對鉆機的動力驅(qū)動模式進行調(diào)整。

2 隨鉆測量技術(shù)具體應(yīng)用方法

隨鉆測量技術(shù)是一種較為復(fù)雜的煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)。煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)發(fā)展迅速，已逐漸延伸出綜合滑動定向技術(shù)及旋轉(zhuǎn)復(fù)合鉆進技術(shù)，兩種技術(shù)之間存在較大差異。綜合滑動定向技術(shù)需要操作人員確定滑動速度及具體滑動方向。在此過程中，必須要保證鉆機的滑動角度及螺桿轉(zhuǎn)動速度。綜合滑動定向技術(shù)主要適用于井下環(huán)境較為復(fù)雜的煤礦開采，如果煤礦井下地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜或開采環(huán)境較為特殊，可以考慮運用綜合滑動定向技術(shù)，或結(jié)合其他煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)，逐步調(diào)整煤礦井下施工環(huán)境，盡量減少煤礦井下復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境對煤礦開采工作及煤礦井下施工的負面影響。合理應(yīng)用煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)不僅可以更好調(diào)整煤礦井下施工與開采過程，還可以逐步完善煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)及其應(yīng)用流程，以此為基礎(chǔ)，完善復(fù)合定向鉆進技術(shù)實際應(yīng)用體系。應(yīng)結(jié)合螺桿的最大承受力，分析螺桿的彎矩、扭矩等，將螺桿傾斜角度及受力情況進行全方位調(diào)整。要注意應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備及相關(guān)配套測量設(shè)備，及時測量螺桿傾斜角度及螺桿旋轉(zhuǎn)速度。如果發(fā)現(xiàn)螺桿接頭存在斷裂風險或是老化、銹蝕問題，要在第一時間更換螺桿，保證鉆機正常運行。煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)體系在逐步優(yōu)化，相關(guān)技術(shù)體系中已出現(xiàn)了高溫高壓信號傳輸介質(zhì)，此類信號傳輸介質(zhì)可以在高溫高壓環(huán)境下，將重要的信號傳輸至煤礦井下通道之中，以便操作人員結(jié)合地表具體情況，合理調(diào)整煤礦井下挖掘與開采工作。通過信號傳輸及數(shù)據(jù)傳遞等形式，將各類重要信息傳輸至煤礦井下區(qū)域，幫助技術(shù)人員進一步優(yōu)化煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)的使用，極大程度避免出現(xiàn)各類設(shè)備故障問題及安全事故。

3 鉆進設(shè)備與鉆具配套設(shè)備

3.1 大功率定向鉆機

為了滿足操作人員的實際技術(shù)應(yīng)用要求，必須要配備大功率定向鉆機。大功率定向鉆機與一般鉆機有所不同，其可以在高溫高壓環(huán)境下正常運行，為鉆機提供強大的動力支撐。如果大功率定向鉆機在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了軌道偏移問題，要應(yīng)用鉆孔軌跡控制技術(shù)，綜合其他各類煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)，逐步調(diào)整大功率定向鉆機的具體運用過程。一般情況下，大功率定向鉆機需要具備一定數(shù)量的動力來源及動力設(shè)備，可以選擇應(yīng)用滑動鉆機設(shè)備及回轉(zhuǎn)鉆進設(shè)備。鉆進設(shè)備及各類工具要具備較為靈活的設(shè)備切換功能，保證大功率定向鉆機適用于煤礦井下多種復(fù)雜環(huán)境及多種施工開采要求。為了應(yīng)對更長距離的水平定向鉆孔，要合理處理各類卡鉆及掉鉆事故。不同功率的鉆機需要應(yīng)用于不同施工環(huán)境中，應(yīng)結(jié)合煤礦井下具體情況及相關(guān)鉆進要求，合理應(yīng)用各型號鉆機。

3.2 配套鉆桿

結(jié)合大功率定向鉆機，要安裝配套鉆桿。應(yīng)根據(jù)大功率定向鉆機型號及實際開采需要，合理選擇不同型號的配頭鉆桿及相關(guān)鉆桿設(shè)備。要細致分析配套鉆桿的各類工藝需求，將配套鉆桿的接頭與整個桿體進行強有力的焊接，在鉆桿接頭處采用雙頂結(jié)構(gòu)，選用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料，經(jīng)過多重熱處理之后，保證鉆桿接頭可以承受一定壓力。除此之外，要注意鉆桿接頭與桿體的連接處，必須采用專業(yè)焊接工藝將各類零部件進行精確焊接，保證焊接處不會出現(xiàn)斷裂或碎裂問題。

4 結(jié)語

應(yīng)用各類鉆進技術(shù)及相關(guān)機械時要考慮煤礦井下具體環(huán)境及開采要求，操作人員應(yīng)整合各類鉆進技術(shù)，結(jié)合具體鉆進設(shè)備及軌道控制設(shè)備，合理安排鉆孔及鉆桿的具體位置。煤礦井下探礦與施工建設(shè)過程中可能會遇到設(shè)備故障問題或技術(shù)應(yīng)用問題，應(yīng)合理調(diào)整技術(shù)應(yīng)用途徑，探索出煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)的具體應(yīng)用方法，進一步提升煤礦井下復(fù)合定向鉆進技術(shù)的應(yīng)用效率。