鉆探技術(shù)在煤礦井下防治水中的應(yīng)用

任常波

摘要：伴隨現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)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(dāng)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(shù)應(yīng)用于煤礦井下防治水中的優(yōu)勢，以及鉆探技術(shù)在煤礦井下防治水中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鉆探；煤礦；防治水；應(yīng)用

1鉆探技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下防治水中的優(yōu)勢

將鉆探技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下防治水工作中的根本目的在于為生產(chǎn)服務(wù)，而科學(xué)性、有效性、靈活性、機動性以及快速性則是鉆探技術(shù)應(yīng)用過程中的基本要求。鉆探技術(shù)主要擁有以下幾點優(yōu)勢：①占用空間較小。鉆探設(shè)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(shè)備機身輕便，大件在搬運過程中可以拆成小件來進(jìn)行；三是鉆探設(shè)備安全系數(shù)較高、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作。

2具體鉆探技術(shù)在煤礦井下防治水中的應(yīng)用

2.1角度上仰孔鉆進(jìn)

在開展施工的過程中，若是目標(biāo)與施工位置之間存在著垂直上下的關(guān)系，要想實現(xiàn)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(hù)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螅瑥目卓诩咏右桓坠?，從而有效的降低扣孔口高度，有利于上護(hù)口及瓦路施工，為了保證施工質(zhì)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(jìn)

通常情況下，開展施工的過程中，鉆孔都是采用順層鉆進(jìn)的方式，那么在上巖層自重的作用之下，很容易導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象的出現(xiàn)，破碎巖層的鉆進(jìn)難度也會大大增加，為了很好的能夠取得良好的應(yīng)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(xiàn)有憋泵現(xiàn)象，應(yīng)該立即提鉆進(jìn)行相應(yīng)的處理，在鉆頭下到孔底之后，在轉(zhuǎn)動鉆機沖水10分鐘之后才可以開展鉆進(jìn)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(yīng)用過程中出現(xiàn)水龍頭吸空、堵塞現(xiàn)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(jìn)時由于是通過順層的方式鉆進(jìn)加上地質(zhì)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(shè)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(fēng)吹散孔底的殘渣粉末，等到設(shè)備恢復(fù)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(yīng)設(shè)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(shè)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(hù)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(hù)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(yán)，并且在下管前，一定要先將水泥拌成面團(tuán)狀，2m孔口管需用1袋半水泥。之后，再往孔內(nèi)投漿，接著管壁抹上水泥。這些準(zhǔn)備結(jié)束后，開始下氰，下管時需手扶套管，旋轉(zhuǎn)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(nèi)。反復(fù)使用此法，直到套管下到孔底。完成后戴上89護(hù)口，然后上好注漿盤并開始注漿。在注漿開始前，將108護(hù)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(guān)閉排氣孔，直至達(dá)到設(shè)計壓力要求，封注結(jié)束。

2.4松軟層跟管鉆進(jìn)

松軟層指的是軟巖、軟媒、破碎的巖石等。在鉆進(jìn)時，兩種情況會碰到松軟層：第一，當(dāng)鉆進(jìn)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(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到松軟土層后拉鉆，然后采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)鉆過松軟層，此法可以很好地發(fā)揮保護(hù)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(jìn)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(nèi)塌陷，不能下管。可以在止水套管前端，用特制的相應(yīng)口徑筒狀合金鉆頭，并在后端上螺絲頭，在第一根套管鉆進(jìn)孔內(nèi)后，解下螺絲頭，上第二根套管繼續(xù)，一直到鉆進(jìn)設(shè)計深度。

2.5全煤層孔螺旋鉆桿鉆進(jìn)技術(shù)

全煤層孔螺旋鉆桿鉆進(jìn)技術(shù)指的是全孔在煤層內(nèi)鉆進(jìn)的情況下，進(jìn)行充分鉆進(jìn)。在這種地質(zhì)條件下煤層相當(dāng)程度上比較松軟，如果采取另外一種方式來進(jìn)行鉆孔必然會造成難度加大的問題，而且由于地質(zhì)和水文環(huán)境復(fù)雜，鉆頭無法探測到內(nèi)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(jìn)技術(shù)，就會大幅度提高鉆進(jìn)的成功幾率，這樣不但加快完成了鉆孔，在這種復(fù)雜的環(huán)境下，還能保證勘探人員的安全。全煤層鉆進(jìn)是一種干鉆技術(shù)，它主要是利用了鉆機所產(chǎn)生的強大動力來巧妙的將能量進(jìn)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(nèi)的形式很方便的完成鉆孔，而不會出現(xiàn)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(yīng)用的老式的鉆孔技術(shù)，這些老式鉆孔技術(shù)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(shù)都會產(chǎn)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(shù)減少了這種干擾。

總結(jié)：

煤礦井下的水文地質(zhì)條件具有較強的復(fù)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(yīng)更多環(huán)境的鉆探技術(shù)，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(wù)完成度和勘探人員的生命安全，確保礦山安全生產(chǎn)具有重大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

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