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煤矿防治水工作中应用钻探技术的分析李硕

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李硕王勇韩文冲

[导读] 摘要：近年来，我国煤炭行业发生事故的机率略有下降，但受到地质条件复杂和操作不规范的影响，水害问题依旧非常突出，甚至造成了难以计算的损失。

        山东能源新矿集团内蒙能源长城二矿内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗 016200
        摘要：近年来，我国煤炭行业发生事故的机率略有下降，但受到地质条件复杂和操作不规范的影响，水害问题依旧非常突出，甚至造成了难以计算的损失。因此，为了解决这个影响煤炭行业发展的重大障碍，需要使用适合的探测技术，提前勘测水害问题，为煤矿防治水工作提供依据。在诸多技术当中，钻探技术较为有效。
        关键词：煤矿；防治水工作；钻探技术
        1在煤矿内形成水患的原因
        在开展煤炭开采工作的时候，因为需要在地下层开展工作，所以比较容易出现透水事故，因为地球表面水、气候性降水以及老旧孔洞区积水等等因素，造成透水事故的发生。因为水域的来源不同，所以水患的危害以及特点还有水患的危害程度也会产生不同。因为气候以及环境的原因导致的降水，会在矿井的井田内存留，所以在这些水大量的存积之后，就会将井田和地下煤层之间的水力关联起来，所以地表的水就可能会向矿井内灌入。煤矿水患问题的另一个重要源头还有可能是地质层下的水，这些不同的水源问题将煤矿水患问题分成了不同的水患类型，例如直接透水水源、自身透水水源以及间接透水水源等等，因为产生积水的原因不同，所以在开展煤矿开采工作的时候，就会将不同程度的引发水患事故。
        2煤矿防治水技术分析
        2.1物探技术
        目前，用于防治水的物探技术，主要有电磁法和地震法两种。电磁法，是利用煤矿地下巷道、采场中的电性差异为基础，对地下电场、电磁场的分成规律、变化情况进行勘测，以便对相关的地质问题进行研究和解决。这种物探技术又可细分为直流电穿透、音频电穿透、无线电坑透、瞬间变电穿透等方法，地震法，是指针对煤矿井区的地质条件，利用勘测、坑透等相关仪器设备，对煤矿地质进行勘测。物探技术，自应用以来一直以其成本低、操作简便、勘测速度快、使用范围广等优点著称，但物探技术也有其不足，因其探测的结果较为多样，难以集中在某一问题上，因此只适用于初期的煤矿水害勘测工作。
        2.2化探技术
        化探技术，是基于化学反应的一种探测技术。当开采煤矿的过程中出现透水现象时，收集透出的地下水，利用专业的科学仪器对其进行分析，并将得到的具体结果与标准水质进行数据对比，最终得到煤矿地下水的测定结果。根据这一结果，可以确定相应的处理措施。
        2.3钻探技术
        在对煤矿水害问题处理的时候，最常用的技术就是钻探技术，这也是开展煤矿防治水工作的最后一项工作。主要就是对探放水钻机应用，将开采区域的钻孔检测工作完成，这项工作可以分成专项探测以及常规性检测。常规性探测主要就是在不了解开采煤炭区域的地质条件的时候，为了保证开采工作顺利进行，就需要应用常规性探测，将表面检查工作开展。专项检测主要就是对开采区域的地质条件情况探测，一般会钻探煤矿的采空区和集水区以及矿井开展钻探工作，偶尔也会钻探物探区域一些发生异常情况的地方，对异常情况深入的了解。钻探技术具有非常直观有效的效果，但是在对这项技术应用的时候，会对大量的人力以及资金产生消耗，而且在开展操作的时候也会比较麻烦。
        3在煤矿井下采用钻探技术进行防治水的具体方式
        3.1钻探技术施工前
        第一，设计工作者需要充分的了解作业的境况，针对矿区地下的岩石构造展开勘探，接着需要按照岩石的实际状况来确定钻孔的大小。钻探作业是一个比较繁杂的过程，对专业性的要求比较高，因此必须由专业技能过硬的工人来实施。如果在进行钻探作业时稍有疏忽就容易使得整体工作失败，因此，在钻探工作开始以前，需要选出专业技能强的人员，其需要持有上岗资格证书。第二，需要在进行作业以前，充分的检测作业范围内的安全程度，针对矿下的地下区域进行顶板与支板的支护活动，还需要检测矿下有没有积水和积气的状况，给工作人员创造良好的安全的作业环境。第三，在相关技术工人进到矿下时，需要提醒其佩戴安全保护用具，并且保证保护用具能够正常的应用。

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        3.2钻探施工中
        在钻探工作开始以后操控者必须站到钻机的侧边，严格禁止其站到立轴的下边和机械运转的部位，运转部位更不可以堆放别的物品。在对钻杆进行延伸操作时需要按照规范来操控，严格禁止佩戴手套来操控。在钻探期间需要关注钻机的转动速度和钻孔的深度，在排除卡钻等问题期间不能胜利硬拽。在钻探期间需要仔细、精准的登记每次钻孔的具体情况。在钻探期间还需要有地测工作者跟随进行初始登记，在煤岩层出现异常情况时需要实时登记异常情况的具体问题，如深度与性质，记录的讯息需要真实详细，每次钻到一定深度或者在替换钻探用具时，需要量测一下钻杆的数目和钻孔的深度，在终孔以前还需要再次核实。在钻孔作业期间，假如发生煤岩层突发松动、来压、片帮的问题或者钻孔中的水压和水量突发性的变大，还有发生顶钻情况时，需要立刻叫停工作，登记其孔的深度然后把钻杆进行固定，注意不可以将钻杆拔出，然后立刻上报煤矿调度中心，尽快采取有效措施。
        3.3缺乏完善的管理制度
        在实际工作过程中，并没有完善管理制度，没有结合企业的实际情况制定相应的管理方法，这就无法保证工作质量。我国煤矿开采过程中，虽然企业的经济收入在不断提高，但是管理人员却没有根据煤矿开采工作的实际情况进行分析，没有调查复杂工作内容。比如企业在排查水患过程中，没有及时了解具体的水文情况，只是为了提高经济收入，却忽视了事故的原因。还有一些企业在发展过程中，并没有制定相应的防治水制度；也没有利用先进的工作方法进行管理；对于恶劣天气的影响企业没有对其进行处理；对于一些废弃的煤窑也没有进行严格的检查；没有对水位进行有效勘测，导致出现地面坍塌事件，地下水渗入，出现安全事故。
        3.4应用钻探技术后
        在钻探施工操作结束后，要对钻探作业进行评估。如果钻孔已经没有其他作用时，要采取封孔处理的操作。如果遇到钻孔内有出水情况，要安排专业人员观察记录钻孔内的涌水情况，经专业处理后再行封孔处理。
        4钻探技术在煤矿防治水工作中的具体应用
        在煤矿开采过程中，通常需要设置一个顶板、两个空区，在接近可能有水害的区域时还需要开挖验证。在勘测顶板自由区的时候，可以采用常规探测和专项探测相结合的方法，共同勘测，以弥补单一方法不能全部探测到位的不足。在常规探测的方法下，需要设定30m的超前距和20m的帮距，以确保操作安全。在钻探前，要对煤岩层的积水情况进行分析，严格按照钻机操作流程进行施工，由专业人员确定钻孔的方位角和倾角，并由专职探放水队伍使用专用探水钻机进行施工。同时，在探测过程中实施钻孔操作时，不得用手握持钻机，以提高安全保障。
        在探放水的过程中，要严格遵守防治水的细则规定，在掘进正前方布置钻孔，钻孔数量要多于3个；或是在含水体方向钻孔，钻孔数量要多于3个，并呈扇形布置。
        在计算确定了超前距和止水套管长度等数据以后，再结合煤岩层的数据设计钻孔参数，制定施工流程，并据此开展施工作业。在钻探作业当中，遇到煤岩层发生变化时，要及时将其岩性提取出来；遇到钻孔出水时，要密切观察出水的水质、水量等情况，估算积水量以便确定补水量，同时适时开展放水实验，综合考虑矿井排水能力，调整排水速度，及时清理水仓；遇到钻孔内无水时，需要向内注水，开展耐压试验。最后，将钻孔作业前后过程中产生的各项数据予以客观准确地采集，全部完成后，将失去作用的钻孔封闭。
        结论
        综上，在开展煤矿井下防治水工作的时候，应用钻探技术一个最主要的目的就是将钻进钻孔工作更好的完成，将工作人员的生命安全保证。所以，就需要将钻探技术的研究力度不断加强，对国外的一些先进技术学习以及借鉴，和中国的实际情况相结合，不断的完善以及改进钻探技术，保证钻探工作的有序开展。
        参考文献：
        [1]张晓鹏.钻探技术在煤矿防治水工作中的应用[J].机械管理开发，2017，32（10）：71-72.
        [2]杨豪，李皎，李瑞，等.钻探技术在煤矿防治水工作中的应用[J].技术与市场，2018，25（9）：132，134.