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定向钻探技术在煤矿防治水中应用

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：熊杰

[导读] 摘要：(b)水厂探测是防止燃煤发电厂地区水务事故的重要技术手段，深井目前主要使用钻井技术来确定供水情况，减少水压，减少降水，传统的挖掘深度小于200米，每次挖掘小巷前后偏差不超过30米，直至到达小巷；但在实际道路挖掘中，传统水处理工艺仍存在许多问题，主要表现在以下领域:钻井设备数量众多，工程数量众多。

        地质勘探工程分公司
        摘要：(b)水厂探测是防止燃煤发电厂地区水务事故的重要技术手段，深井目前主要使用钻井技术来确定供水情况，减少水压，减少降水，传统的挖掘深度小于200米，每次挖掘小巷前后偏差不超过30米，直至到达小巷；但在实际道路挖掘中，传统水处理工艺仍存在许多问题，主要表现在以下领域:钻井设备数量众多，工程数量众多。①在钻井加工过程中对车道的影响较大；①水处理效率低、盲目等。不仅水处理效率高，而且安全挖掘街道也受到严重威胁；因此，适当和有效的水处理对于改善煤炭开采和预防水灾害至关重要。
        关键词：煤矿探放水；定向钻探；技术原理；应用分析
        引言
        在煤矿井下开采时，煤矿水害时有发生，严重威胁煤矿安全生产。煤矿水害的发生，重则导致人员伤亡且救援十分困难，轻则导致巷道泥泞，设备锈蚀缩短寿命。因此，必须采取有效措施进行防治水。煤矿防治水措施主要有堵、抽和疏三种，虽然原理简单，但是实施起来十分困难。一方面是由于防治水经验不足，另一方面是由于防治水技术缺乏。为此，非常有必要充分认识煤矿防治水工作存在的问题。本文围绕定向钻探技术在煤矿防治水中应用进行展开，改善煤矿防治水工作的技术措施。
        1煤矿水害的具体类型
        煤矿发生水害的原因通常不是单一的，而是多方面的。煤炭企业要想将水害风险降到最低，就应当对水害的原因以及具体类型进行深入研究，以便寻求到更优质的防治水害的方式。根据实际研究可以发现，煤矿水害的具体类型可体现为以下几类：极端天气。一些设计师在进行矿井设计的时候并未将极端天气纳入考虑的因素。但在煤炭开采过程中，一旦暴雨等极端天气出现，就会大大增加发生山体滑坡以及泥石流灾害的频率。与此同时，在矿井下对煤炭开采方式不当或者过度开采势必会造成矿井发生塌陷的现象，如若此时发生较大降雨，就会造成矿井内发生严重的水害，影响煤炭的开采进度。关停的矿井发生积水现象。随着对煤矿产业管理制度的愈发完善，一些未按照国家相关规定进行生产的煤矿陆续被关停。但在这种情况下，矿井内的排水就极容易被忽视，长久关停的矿井内的巷道以及被采空的区域都会发生不同程度的积水现象。如若未及时对积水区域进行排水，矿井内就很容易发生水害事故，这对采煤业的长久发展是极为不利的。与此同时，矿井内积水的长时间聚集可能会最终导致矿井内还未开采的部分发生一定程度的坍塌，给相关煤炭产业带来巨大的经济损失。由此可见，即便有些矿井被关停，相关部门也应当对其排水问题加以重视，避免在矿井内发生水害事故；巷道和采空区域发生水害。近几年来，随着市场对煤炭资源的需求量逐渐增加，煤炭产业的发展也随之加快。所以矿井内煤炭被开采的范围也在不断扩大，原有的巷道已然不能满足现如今采煤工作的现实需要，故而在矿井内就会出现一些新的巷道，老巷道则会被弃用。煤炭开采速度的日益加快也会造成矿井内采空区域的不断扩大。这种现象的出现会造成矿井内踩空区域以及老巷道的积水现象愈发严重，极大的增加了矿井内发生水害的几率，影响煤炭产业的正常生产。
        2定向钻探技术原理
        定向钻探技术主要利用千米钻机进行钻孔施工，在钻进时通过螺杆马达提供钻进动力，同时采用钻进系统中的随钻测量系统对钻孔轨迹、弯角以及方位角进行实时测量并控制螺杆旋转角度，使钻头按指定方位角进行钻进，从而达到预期钻进的目的，定向钻探深度一般在400m以上，钻进准确度在98%以上。
        3定向钻探技术要点
        3.1重视煤矿水文地质勘探
        煤矿防治水工作的开展对水文地质资料有很大的依赖性。因此，要想有效地防治煤矿水害，必须做好水文地质勘探工作。为了做好水地质勘探工作，既要保证勘探数据的准确性，又要保证勘探数据的有效性。水文地质勘探数据的准确性可采用钻探和物探方法相结合来保证。而水文地质勘探数据的有效性则需要合理安排勘探时间。

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这是由于水是一种流体，其状态会随着周围条件的改变而改变。为了保证勘探数据的有效性，则水文地质勘探时间不应距离煤层开采的时间过久。
        3.2定向钻探施工工艺
        1)当9104沉入500米以下时，进行有针对性的钻井加工，根据材料和三维地震样品，确定道路上的污水主要位于870~1030米段，距施工现场45米的垂直距离和与电车22°的水平角度，从而通过研究决定开发4个编程井(1#-4#钻孔)，达到4个孔的平均深度。2)四个井孔钻孔至距板顶1.8米处的气井，四个井孔排列成距1.5米处的直线，所有井孔快速钻孔至前方350米处6度角，钻孔后回转偏差控制减少3°至350米，钻孔角度减少2°至集水区。
        3.3做好防治水管理工作
        很多时候，煤矿防治水工作的开展与煤矿管理有很大关系，严格管理是防治煤矿水害的关键。应建立以总工程师为核心的安全技术管理体系，配备专业的探放水队伍。在施工时，要对可能出现的水害做好实地勘探工作，建立完善的水害预测和预报机制。要将防治水的责任划分到个人，以加快防治水有关措施的实施。要严格执行“有疑必探、先探后掘”的探放水制度。不论出现何种透水预兆都必须立即停止掘进工作。采取边探边掘的方法，提前预设安全距离，发现有危险立即发出警报并采取措施进行处理。
        3.4提高防治水工作人员职业素养
        防治水工作是一项专业性较强的工作，针对目前防治水工作人员较为缺乏以及职业水平未达到标准的现实情况，煤炭企业相关部门应当采取必要的措施。煤炭企业应当引进数量足够的防治水技术人员组成专门的团队推进防治水工作的进行。与此同时，对现有的技术水平较低的防治水工作人员应当进行适当的培训，或者可以采取技术水平较高的技术人员帮带技术水平较低的技术人员的工作方式，使技术水平未达标的技术人员在实践中增长知识，提高防治水能力。通过这样的方式在短时间内防治水工作人员的技术水平定能得到极大的提升，矿井内水患事故发生的频率会大幅度减少，煤炭开采效率会得到很大提高。
        3.5矿井水害分类治理
        煤矿水害有多种类型，在进行防治时要根据水害的类型采取合适的防治措施。例如，对于陷落柱的涌水异常情况，在勘探时应查明陷落柱的具体情况，并制订合理的施工方案，可通过注浆的方式对陷落柱的导水进行治理。防治水措施主要可分为地面防治水措施和井下防治水措施。
        煤矿水害是煤矿安全生产的重要灾害之一，随着煤矿开采深度的增加，水害所引发灾害的破坏力增加。因此，必须做好煤矿的防治水工作。目前，中国煤矿防治水工作开展过程中存在着对煤矿水害认识不足、水文地质资料不精确及防治水施工质量难以保证等问题，严重威胁到煤矿的安全生产。为此，煤矿企业应重视煤矿水文地质勘探、完善煤矿防治水理论及做好防治水管理工作，从而提高防治水成功的可能性。研究可为煤矿防治水工作的开展提供一定的指导。
        参考文献
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        [3]王江平.基于超前钻探技术的煤矿防治水应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(15):26-27.
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