試析水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在胡底地質(zhì)構(gòu)造勘探中的應(yīng)用

秦濤

摘 要：定向鉆孔技術(shù)能夠?qū)︺@孔的軌跡進(jìn)行精確控制，且能滿足現(xiàn)代社會(huì)中胡底礦井中對(duì)探明地質(zhì)構(gòu)造的相關(guān)要求，因此本文主要對(duì)水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在胡底礦井地質(zhì)構(gòu)造勘探中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，希望能夠提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：水平定向鉆進(jìn);胡底礦井;地質(zhì)構(gòu)造勘探;應(yīng)用

胡底礦井主要位于我國山西省沁水礦天的南部位置，為了能夠?qū)⒑椎V井主運(yùn)石門附近地層發(fā)生的變化情況勘探情況，為抽掘采銜接提供有效的依據(jù)，引進(jìn)了一臺(tái)型號(hào)為ZDY6000LD的定向鉆機(jī)，一共斷續(xù)施工了4個(gè)定向鉆孔，將礦層的走勢(shì)準(zhǔn)確探明清楚，并為礦方的施工提供了比較有效的地質(zhì)參數(shù)情況。

1 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的相關(guān)概述

礦井下近水平定向鉆進(jìn)技術(shù)主要是利用泥漿泵，將孔底螺桿馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，使其帶動(dòng)鉆頭進(jìn)行回轉(zhuǎn)切削工作，而鉆進(jìn)中鉆桿中不進(jìn)行回轉(zhuǎn)。通過孔口防爆計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)顯示設(shè)計(jì)的軌跡和實(shí)鉆關(guān)機(jī)，將帶彎接頭的螺桿鉆具進(jìn)行調(diào)整，從而將工具面向角進(jìn)行改變，對(duì)鉆頭處的傾角和方位角進(jìn)行控制，最終就能達(dá)到對(duì)軌跡控制的目的。

水平定向鉆進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)的回鉆技術(shù)相比，其能夠更加精準(zhǔn)對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行控制，且能進(jìn)行孔內(nèi)開分支，有效降低鉆場(chǎng)開鉆的成本費(fèi)用，但在鉆進(jìn)的過程中遇到孔內(nèi)事故，還可以利用分支繞開障礙，推動(dòng)了我國礦井下鉆探方面的發(fā)展。因?yàn)槊總€(gè)礦井地層的條件和用途存在不同，一般情況下水平定向鉆進(jìn)技術(shù)主要應(yīng)用于勘探地質(zhì)構(gòu)造、抽采礦層及高位瓦斯等方面，本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

2 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)在礦井地質(zhì)構(gòu)造勘探中的應(yīng)用

2.1 地質(zhì)構(gòu)造勘探中的定向鉆孔

地質(zhì)勘探工作主要用于當(dāng)了解的礦井地質(zhì)內(nèi)容較少的情況下，在進(jìn)行開掘巷道前能夠?qū)Φ刭|(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確勘測(cè)，進(jìn)一步降低開采的成本費(fèi)用。地質(zhì)構(gòu)造勘探的工作包括探測(cè)礦層頂?shù)装遄呦?、斷層?gòu)造以及地質(zhì)體邊界等內(nèi)容，而胡底礦井水平定向鉆進(jìn)施工主要是探測(cè)礦層傾角。

2.2 胡底礦井地質(zhì)層的特點(diǎn)

胡底礦井處于山西省沁水礦田南部，整個(gè)區(qū)域內(nèi)的地層總體走向?yàn)楸北睎|，井田西北邊界的寺頭正斷層是主要的斷層，該斷層延長的長度大約有10km，控制著區(qū)內(nèi)礦層氣成藏，區(qū)域內(nèi)發(fā)育還擁有石門上向斜、東嶺山向斜等，并在邊界附近發(fā)育了7處坡陷落柱，所以由此可以知道，該礦層的起伏相對(duì)較大，要想開拓巷道并開采礦層具有非常大的難度。

在井田內(nèi)，其主要的含礦地層由太原組和山西組構(gòu)成，整個(gè)區(qū)域內(nèi)最穩(wěn)定的可采礦層為山西組3號(hào)礦層，該礦層頂?shù)装鍘r性主要是泥巖和砂巖，其具體的礦頂?shù)装鍘r性如表所示。

2.3 鉆孔設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容

2.3.1 設(shè)計(jì)鉆孔的依據(jù)

鉆場(chǎng)主要設(shè)置于鋪運(yùn)石門底板礦層線上，因?yàn)榈V層容易出現(xiàn)塌孔和噴孔等情況，所以應(yīng)該在底板中布置定向鉆孔，并向上到礦層后開設(shè)分支孔開展重新的探礦工作，知道了解了地層起伏的具體情況以及分布的陷落柱情況等。通過探測(cè)可以知道，在該鉆場(chǎng)內(nèi)地層的起伏傾角相對(duì)較大，因此在實(shí)際施工的過程中應(yīng)該注意對(duì)軌跡進(jìn)行控制，并讓排渣的順暢性得到保證，當(dāng)鉆進(jìn)到探礦點(diǎn)時(shí)需要急速上升，并預(yù)留出分支點(diǎn)。

2.3.2 水平定向鉆孔施工工藝研究

水平定向鉆孔施工的具體流程如下：首先需要設(shè)計(jì)鉆場(chǎng)和準(zhǔn)備鉆場(chǎng)，在設(shè)計(jì)鉆場(chǎng)時(shí)應(yīng)該確定其傾角和方位角，準(zhǔn)備鉆場(chǎng)的過程中則需要對(duì)設(shè)備安裝進(jìn)行調(diào)試;當(dāng)確定了工具面向角之后進(jìn)行主鉆孔施工，并對(duì)鉆孔進(jìn)行測(cè)量，了解方位角和傾角的實(shí)際情況是否于設(shè)計(jì)軌跡存在偏差，當(dāng)鉆進(jìn)到多個(gè)分支孔點(diǎn)之后需要對(duì)工具面向角進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)鉆進(jìn)完成了多個(gè)分支孔后就要提鉆到主孔位置對(duì)主孔進(jìn)行施工，最終完成終孔提鉆。

本文對(duì)鉆場(chǎng)進(jìn)行布置主要是將型號(hào)為ZDY6000LD的定向鉆機(jī)以及其配套的裝備按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行連接，并且頂板和底板需要掛網(wǎng)噴漿，對(duì)底板進(jìn)行硬化處理，在現(xiàn)場(chǎng)還需要設(shè)置通訊、水電等必要的設(shè)施，在設(shè)計(jì)鉆孔的過程中需要按照施工要求對(duì)軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)樵搮^(qū)域內(nèi)的礦層起伏相對(duì)較大，所以為了對(duì)主運(yùn)和鋪運(yùn)巷道掘進(jìn)的方向礦層趨勢(shì)進(jìn)行探測(cè)，必須要進(jìn)行設(shè)計(jì)鉆孔的工作，加上礦層的瓦斯壓力較大且比較破碎，所以給礦層施工帶來了更大的難度，無法讓施工安全得到有效保障，所以需要在底板的砂巖中布置鉆孔，使用前進(jìn)式的分支方法，探礦工作完成后需要開分支進(jìn)行繼續(xù)的探礦工作，直到探明了整個(gè)礦層傾角，并以相關(guān)的設(shè)計(jì)鉆孔參數(shù)要求為依據(jù)，編制出更加科學(xué)的施工方案和技術(shù)措施，為施工的開展做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。

在實(shí)際鉆孔施工的過程中，需要以鉆孔開孔設(shè)計(jì)的參數(shù)將鉆進(jìn)進(jìn)行穩(wěn)固，并采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝進(jìn)行開孔，使用的鉆具組合由平底鉆頭和鉆桿組成，當(dāng)開孔12m后需要擴(kuò)孔6m，安裝孔口裝置時(shí)需要按照兩堵一注的方法進(jìn)行封孔工作，然后對(duì)工具面向角進(jìn)行調(diào)整之后再鉆進(jìn)，直到達(dá)到預(yù)定的孔深后再終孔提鉆，并按照相關(guān)的要求進(jìn)行封孔。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)是必然趨勢(shì)，其可以精確控制鉆孔的軌跡，并能再原鉆孔的軌跡中開分支進(jìn)行進(jìn)一步的探礦工作，讓礦井地質(zhì)構(gòu)造勘探工作的質(zhì)量和效率得到了一定的保證，所以相關(guān)部門在實(shí)際施工的過程中應(yīng)該積極采用該類技術(shù)，并嚴(yán)格按照相關(guān)的要求使用，將該技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來，并推動(dòng)我國礦田開采行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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