普通鉆機施工定向鉆孔在煤礦中的應用

張海榮

摘 要：對定向鉆孔技術進行了概述，以VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機為例探討定向鉆孔鉆機的特點，研究其施工工藝及其在煤層地質方面的應用，以期為普通鉆機施工定向鉆孔在煤礦中的應用提供參考，推動我國定向鉆孔技術不斷發(fā)展。

關鍵詞：定向鉆孔；煤礦；應用

0 引言

普通鉆機施工定向鉆孔在煤礦生產中的應用，能夠在一定程度上緩解和預防在采煤過程中所遇到的瓦斯問題，并提升了礦井瓦斯抽采量和瓦斯的利用量，為煤礦企業(yè)帶來了更大的經濟和環(huán)保效益。

1 煤礦定向鉆孔技術簡介

現代煤礦企業(yè)中應用最多的定向鉆孔技術就是對固定目標應用定向制定的軌跡進行不偏離的鉆孔。它主要的優(yōu)勢是其鉆孔和有效抽采時間相對長，布孔較為均勻，同時工程量相對較小，實現的瓦斯抽采效率相對高，被不斷應用于煤礦中。相比于傳統的煤礦中應用的鉆孔技術，現在融合了最新科技與先進工藝的定向鉆孔憑借事先制定好的固定軌跡，可以節(jié)省不少人力物力。但在制定軌跡前我們須考察當地的地層是否有彎曲，程度如何，并要考慮鉆孔控制理論，應用好人工造斜工具，收集好鉆孔的各種實際資料，理順他們之間的關系，從而制定切實可行的鉆探軌跡，完成定向鉆孔任務。在進行定鉆孔過程中，地質和工藝技術因素均會影響定向鉆孔軌跡的彎、直控制。因此，在進行定向鉆孔時，應充分考慮地質因素和鉆探工藝技術，確保能夠讓鉆孔正常進行。當前，煤礦施工中的定向鉆孔技術有著良好的定位軌跡效能，使得鉆孔路徑始終處于煤層之中，并加大了鉆孔長度的有效距離，進行長距離鉆進變得輕松準確，可以對煤層實施大面積的抽采，另一方面我們可以看到定向鉆孔技術有效削弱了鉆孔過程中鉆機的搬遷次數。定向鉆孔技術實現了傳統鉆孔難以想象的水平和垂直分支鉆孔，讓每個煤層實現貫穿，并溝通一些煤層中的裂隙，達到了煤層間實行透氣的性能，有效提升抽采效率。同時，定向鉆孔技術具有可視功能和定向功能，能夠有效避免抽采盲區(qū)，提升抽采效率。

2 定向鉆孔鉆機具特點

近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，各類普通鉆機施工定向鉆孔技術不斷應用于煤礦生產中，推動了我國定向鉆孔鉆機具的不斷發(fā)展。下面以VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機為例來介紹定向鉆孔鉆機具的特點。VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機在布局方面為整體布局，定向鉆孔機的各個部分間采用螺栓與高壓膠管來鏈接組合到一起。這兩種定向鉆孔機均在平臺設計方面采用了模塊化設計，在行走方式的設計上考慮到自重較大、推進力較強，所以應用了履帶行走法，并安裝了隨鉆測量定向鉆進系統，能及時顯示孔口鉆孔參數、軌跡等相關鉆探信息，以便現場工作人員能夠隨時了解成孔的信息，依據制定計劃來實施定向鉆進工作?？紤]到鉆孔作業(yè)的特殊性，所以采用電液驅動的方式，應用孔底馬達實行鉆進，讓鉆桿不旋轉，而應用高壓水柱進行鉆進，這種定向鉆孔鉆進能力超過1000m。

3 鉆機施工定向鉆孔在煤礦中的應用

（一）定向鉆孔施工工藝

煤礦在進行煤層鉆機作業(yè)定向鉆孔時，其定向鉆孔施工工藝主要包括以下流程：①開孔。在進行定向鉆孔與開孔時，應先通過通纜鉆桿直接連接直徑是96毫米的轉頭實施12毫米的鉆進，之后提出鉆機更換153毫米直徑的鉆頭實施6毫米的鉆進，最后提出鉆機將133毫米直徑的孔口管伸入到鉆孔中用封孔劑進行封孔。②安裝測斜儀器，連接無磁鉆桿與螺桿馬達，認真對螺桿鉆具和泥漿泵的連接進行詳細的審查后才可以下鉆。③在已開孔中進行下鉆，下鉆到孔底，利用軌跡的改變來對工具面值實行合理的調整，開動泥漿泵實施鉆進作業(yè)，根據作業(yè)過程中泥漿泵的壓力來了解鉆孔的孔底狀況，以便及時調節(jié)定向鉆孔鉆機鉆進的給進壓力。在進行定向鉆孔過程中，為了確保層位的合理控制，應當在每鉆進50米至100米便進行一次探頂。④在完成定向鉆孔后，及時進行終孔起鉆。

（二）定向鉆孔在煤層地質方面應用

地向鉆孔技術除了應用在瓦斯抽檢方面外，在煤層地質條件及煤層賦存狀態(tài)分析預測方面也發(fā)揮著重要意義。地質部門利用定向鉆孔技術通過鉆孔孔口的實測坐標及應用鉆孔軌跡進行估測煤層的大致標高，并對照和參考其他有關的煤層材料及地質數據繪制新的比較準確的煤層底板等高線圖。經過詳細檢查鉆孔的剖面軌跡，認真審核查看每個鉆進時間段排渣和進鉆參數，來標出工作面存在異常的區(qū)域。根據定向鉆孔技術來繪制的煤層等高線圖及經過詳細勘察得到的煤層異常區(qū)域，能預測該區(qū)域的煤層賦存狀態(tài)及主要的地質構造，為有關的采掘計劃及煤礦安全生產提供技術保障。同時定向鉆孔技術具有定向功能和較長成孔距離的特點，能作為煤礦井下探放水鉆孔施工。

4 結束語

近年來，隨著科技不斷發(fā)展，各類定向鉆孔技術不斷應用于煤礦中，推動我國定向鉆孔鉆機具的不斷發(fā)展。普通鉆機施工提高了礦井瓦斯的抽采量和利用量，有效降低瓦斯安全事故的發(fā)生，為煤礦企業(yè)帶來了更大的經濟和環(huán)保效益，推動煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1]姚寧平.煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術[J].煤礦安全， 2008（10）.