普通鉆機(jī)施工定向鉆孔在煤礦中的應(yīng)用

張海榮

摘 要：對(duì)定向鉆孔技術(shù)進(jìn)行了概述，以VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機(jī)為例探討定向鉆孔鉆機(jī)的特點(diǎn)，研究其施工工藝及其在煤層地質(zhì)方面的應(yīng)用，以期為普通鉆機(jī)施工定向鉆孔在煤礦中的應(yīng)用提供參考，推動(dòng)我國(guó)定向鉆孔技術(shù)不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：定向鉆孔；煤礦；應(yīng)用

0 引言

普通鉆機(jī)施工定向鉆孔在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠在一定程度上緩解和預(yù)防在采煤過(guò)程中所遇到的瓦斯問(wèn)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(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

1 煤礦定向鉆孔技術(shù)簡(jiǎn)介

現(xiàn)代煤礦企業(yè)中應(yīng)用最多的定向鉆孔技術(shù)就是對(duì)固定目標(biāo)應(yīng)用定向制定的軌跡進(jìn)行不偏離的鉆孔。它主要的優(yōu)勢(shì)是其鉆孔和有效抽采時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，布孔較為均勻，同時(shí)工程量相對(duì)較小，實(shí)現(xiàn)的瓦斯抽采效率相對(duì)高，被不斷應(yīng)用于煤礦中。相比于傳統(tǒng)的煤礦中應(yīng)用的鉆孔技術(shù)，現(xiàn)在融合了最新科技與先進(jìn)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(dāng)?shù)氐牡貙邮欠裼袕澢潭热绾危⒁紤]鉆孔控制理論，應(yīng)用好人工造斜工具，收集好鉆孔的各種實(shí)際資料，理順?biāo)麄冎g的關(guān)系，從而制定切實(shí)可行的鉆探軌跡，完成定向鉆孔任務(wù)。在進(jìn)行定鉆孔過(guò)程中，地質(zhì)和工藝技術(shù)因素均會(huì)影響定向鉆孔軌跡的彎、直控制。因此，在進(jìn)行定向鉆孔時(shí)，應(yīng)充分考慮地質(zhì)因素和鉆探工藝技術(shù)，確保能夠讓鉆孔正常進(jìn)行。當(dāng)前，煤礦施工中的定向鉆孔技術(shù)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(zhǎng)度的有效距離，進(jìn)行長(zhǎng)距離鉆進(jìn)變得輕松準(zhǔn)確，可以對(duì)煤層實(shí)施大面積的抽采，另一方面我們可以看到定向鉆孔技術(shù)有效削弱了鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)的搬遷次數(shù)。定向鉆孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)鉆孔難以想象的水平和垂直分支鉆孔，讓每個(gè)煤層實(shí)現(xiàn)貫穿，并溝通一些煤層中的裂隙，達(dá)到了煤層間實(shí)行透氣的性能，有效提升抽采效率。同時(shí)，定向鉆孔技術(shù)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(jī)具特點(diǎn)

近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，各類(lèi)普通鉆機(jī)施工定向鉆孔技術(shù)不斷應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，推動(dòng)了我國(guó)定向鉆孔鉆機(jī)具的不斷發(fā)展。下面以VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機(jī)為例來(lái)介紹定向鉆孔鉆機(jī)具的特點(diǎn)。VLD-1000型和ZDY6000LD型定向鉆孔機(jī)在布局方面為整體布局，定向鉆孔機(jī)的各個(gè)部分間采用螺栓與高壓膠管來(lái)鏈接組合到一起。這兩種定向鉆孔機(jī)均在平臺(tái)設(shè)計(jì)方面采用了模塊化設(shè)計(jì)，在行走方式的設(shè)計(jì)上考慮到自重較大、推進(jìn)力較強(qiáng)，所以應(yīng)用了履帶行走法，并安裝了隨鉆測(cè)量定向鉆進(jìn)系統(tǒng)，能及時(shí)顯示孔口鉆孔參數(shù)、軌跡等相關(guān)鉆探信息，以便現(xiàn)場(chǎng)工作人員能夠隨時(shí)了解成孔的信息，依據(jù)制定計(jì)劃來(lái)實(shí)施定向鉆進(jìn)工作。考慮到鉆孔作業(yè)的特殊性，所以采用電液驅(qū)動(dòng)的方式，應(yīng)用孔底馬達(dá)實(shí)行鉆進(jìn)，讓鉆桿不旋轉(zhuǎn)，而應(yīng)用高壓水柱進(jìn)行鉆進(jìn)，這種定向鉆孔鉆進(jìn)能力超過(guò)1000m。

3 鉆機(jī)施工定向鉆孔在煤礦中的應(yīng)用

（一）定向鉆孔施工工藝

煤礦在進(jìn)行煤層鉆機(jī)作業(yè)定向鉆孔時(shí)，其定向鉆孔施工工藝主要包括以下流程：①開(kāi)孔。在進(jìn)行定向鉆孔與開(kāi)孔時(shí)，應(yīng)先通過(guò)通纜鉆桿直接連接直徑是96毫米的轉(zhuǎn)頭實(shí)施12毫米的鉆進(jìn)，之后提出鉆機(jī)更換153毫米直徑的鉆頭實(shí)施6毫米的鉆進(jìn)，最后提出鉆機(jī)將133毫米直徑的孔口管伸入到鉆孔中用封孔劑進(jìn)行封孔。②安裝測(cè)斜儀器，連接無(wú)磁鉆桿與螺桿馬達(dá)，認(rèn)真對(duì)螺桿鉆具和泥漿泵的連接進(jìn)行詳細(xì)的審查后才可以下鉆。③在已開(kāi)孔中進(jìn)行下鉆，下鉆到孔底，利用軌跡的改變來(lái)對(duì)工具面值實(shí)行合理的調(diào)整，開(kāi)動(dòng)泥漿泵實(shí)施鉆進(jìn)作業(yè)，根據(jù)作業(yè)過(guò)程中泥漿泵的壓力來(lái)了解鉆孔的孔底狀況，以便及時(shí)調(diào)節(jié)定向鉆孔鉆機(jī)鉆進(jìn)的給進(jìn)壓力。在進(jìn)行定向鉆孔過(guò)程中，為了確保層位的合理控制，應(yīng)當(dāng)在每鉆進(jìn)50米至100米便進(jìn)行一次探頂。④在完成定向鉆孔后，及時(shí)進(jìn)行終孔起鉆。

（二）定向鉆孔在煤層地質(zhì)方面應(yīng)用

地向鉆孔技術(shù)除了應(yīng)用在瓦斯抽檢方面外，在煤層地質(zhì)條件及煤層賦存狀態(tài)分析預(yù)測(cè)方面也發(fā)揮著重要意義。地質(zhì)部門(mén)利用定向鉆孔技術(shù)通過(guò)鉆孔孔口的實(shí)測(cè)坐標(biāo)及應(yīng)用鉆孔軌跡進(jìn)行估測(cè)煤層的大致標(biāo)高，并對(duì)照和參考其他有關(guān)的煤層材料及地質(zhì)數(shù)據(jù)繪制新的比較準(zhǔn)確的煤層底板等高線圖。經(jīng)過(guò)詳細(xì)檢查鉆孔的剖面軌跡，認(rèn)真審核查看每個(gè)鉆進(jìn)時(shí)間段排渣和進(jìn)鉆參數(shù)，來(lái)標(biāo)出工作面存在異常的區(qū)域。根據(jù)定向鉆孔技術(shù)來(lái)繪制的煤層等高線圖及經(jīng)過(guò)詳細(xì)勘察得到的煤層異常區(qū)域，能預(yù)測(cè)該區(qū)域的煤層賦存狀態(tài)及主要的地質(zhì)構(gòu)造，為有關(guān)的采掘計(jì)劃及煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。同時(shí)定向鉆孔技術(shù)具有定向功能和較長(zhǎng)成孔距離的特點(diǎn)，能作為煤礦井下探放水鉆孔施工。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著科技不斷發(fā)展，各類(lèi)定向鉆孔技術(shù)不斷應(yīng)用于煤礦中，推動(dòng)我國(guó)定向鉆孔鉆機(jī)具的不斷發(fā)展。普通鉆機(jī)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(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，推動(dòng)煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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