定向鉆進技術在煤礦地質防治水工作中的應用

帕力旦.麥麥提

摘? 要：煤炭工業在我國許多行業中占有重要地位。煤炭資源不僅與人們的日常生活息息相關，而且對國家各方面的發展都有重要影響。在煤炭開采過程中，地質災害和水害往往會對整個開采過程產生不利影響。煤礦井下定向鉆進技術具有高效、高精度的特點。在煤礦地質防水工作中的應用十分重要。簡要分析了定向鉆進技術在煤礦中的優勢和實際應用，為煤礦水害防治、加強煤礦地質勘查、提高煤礦安全性提供思路。

關鍵詞：定向鉆進技術;煤礦;地質防水;防水應用

引言：我國煤礦區分布廣泛，地質環境差異大，風險高。煤礦地質環境的多樣化導致煤礦工人在采礦作業中面臨許多水害。因此，有關部門和企業需要積極采取有效的防水措施，在煤礦中應用定向鉆進技術，調查水害威脅，提高煤礦穩定運行和安全生產水平。

一、定向鉆井技術的定義和優勢

1.定向鉆井技術概念

當今社會，先進的科學技術和先進的設備越來越廣泛地應用于各行各業，其效果也越來越明顯。定向鉆進技術是我國地下資源勘探開發中應用最廣泛的技術之一。該技術主要由井下特種作業、精密測量及相關采礦設備組成。在實際應用過程中，能科學、準確地定位鉆孔軌跡，使鉆頭能實現地下目標的正確方向作業，不僅能提高礦山勘探效率，而且能極大地保證地下相關采礦工作的安全。

2.定向鉆井技術的優勢

定向鉆進技術是利用定向鉆機進行長距離鉆探作業，有效探測礦區前方或周圍水體，并采用布孔注漿封堵的方式，以達到防治地質水害的目的。與傳統鉆孔技術相比，具有以下顯著優勢：第一，鉆孔和成孔精度高，偏差率很小。常規鉆井技術的作業軌跡往往大于預先設計的軌跡，容易出現鉆柱孔。但定向鉆進技術可以利用螺桿馬達的實時定位功能，在鉆進施工過程中實時調整鉆進軌跡，從而有效提高效率;第二，定向鉆井技術的勘探距離比常規鉆井技術的勘探距離長，一般限制在200～300m。為了確保施工期間采礦作業的安全，需要進行多輪循環施工作業。定向鉆進技術一次可鉆進1000米以上，大大提高了礦山開采效率;三是定向鉆進技術采用人工設計的鉆進軌跡，具有較高的勘探效率，可在回采巷道前方形成圈閉，有效消除礦井水害。

二、定向鉆進技術、設備及工作原理

1.定向鉆井技術和設備

根據我國的實際生產和應用情況，定向鉆機的應用在我國大多數煤礦中占有重要地位，直接影響煤礦的整體工作效率。目前，我國整個定向鉆井技術和設備主要由定向鉆機、泥漿泵、下部無磁鉆桿和測量檢測管組成。

2.定向鉆井技術的工作原理

定向鉆井技術的工作原理是，工作過程中，高壓水存在于泥漿泵中，可直接輸送至給水管。在這個過程中，中心鋼絲繩鉆桿將進入電機，使定向鉆頭在驅動電機的旋轉下全方位旋轉，從而實現整個煤層的科學切割。采用定向鉆進技術，可實現特定區域的精確鉆進。鉆井過程中涉及的信息和數據可以直接反映在計算機上。相關人員可以通過數據進行科學分析，找出地下水災害的原因，及時制定并采取有效措施，預防和控制水害。該技術的實施可以有效提高工作安全性，有效保障企業的整體利益和相關員工的生命安全。

三、定向鉆進技術在煤礦地質防水工程中的實際應用

1.地質構造勘探

利用地面鉆探技術，可以有效地獲取當前煤礦的地質構造和開采技術條件，為煤礦設計和開采提供依據。但是，地面鉆探存在一定的局限性，不能很好地應對局部構造發育，實現煤層開采的超前探測。定向鉆進技術可以解決這一問題，實現對局部地質構造及相關開采地質條件的超前探測。

2.施工前定向鉆進技術的應用

施工前的準備工作在煤礦防水施工過程中起著重要作用。準備工作是否科學細致將直接影響到最終的防水效果，也是定向鉆進技術發揮真正作用的地方。因此，施工設計人員首先需要充分了解煤礦的實際開采和施工環境，探索煤礦的巖石結構，最后根據煤礦的實際情況確定鉆孔尺寸。定向鉆井技術涉及面廣，要求相關人員具備專業知識和技術素養。施工過程中的缺陷直接影響防水效果。因此，施工人員除了具備專業知識和技能外，還應有效控制施工環境。同時，要保證煤礦下頂板和支護板的支護效果，確保施工環境的安全，確保施工人員正確、正確地穿戴施工防護用品。

3.定向鉆進技術在施工中的應用

煤礦定向鉆進技術施工時，鉆機旁應有專人操作。鉆機應干凈整潔，無雜物。操作人員應嚴格按照相關施工要求和規定操作鉆機。施工中出現故障時，應立即停機，發現問題，有針對性地及時維修。此外，鉆井人員還應做好相關記錄，記錄每個鉆孔的距離和深度。當煤層水壓高、含水量高時，應立即停止鉆井作業，有效記錄鉆孔深度等數據，并用鉆桿固定。然后將鉆井問題上報上級部門，迅速制定科學的方法，及時有效地解決問題。這主要是根據礦井的排水能力和儲水罐的容量，通過控制排水孔的流量、調整排水能力等方法，有效地排除定向鉆進過程中的積水。

4.定向鉆井后

煤礦定向鉆進工作全部完成后，有關人員應實時觀察鉆進情況。如果發生泄漏，應及時記錄鉆井過程中的水、氣情況。鉆孔結束后，應立即封堵鉆孔，防止其他物質進入鉆孔，影響最終鉆孔效果。此外，當定向到達目標巖層時，工作面底板和斷層破碎帶將出現突水問題。此時，可采用注漿加固的方法緊急處理斷層破碎帶，在增加含水層厚度的情況下，有效提高隔水層的抗水性。粘土水泥漿可通過地面灌漿站、泥漿管溝、豎井和地下高壓灌漿管道打入地下灌漿孔，然后分段加固底板。

四、結語

綜上所述，科學合理地將定向鉆進技術應用于煤礦地質防水工作中，可以有效地控制井下水害的發生，提高井下安全，避免對人民生命財產的損害。礦井水害對煤礦生產有重大影響。開采前，有關企業必須采用科學的地質勘查方法，有效收集、整理地質、水文、采礦技術條件等資料。定向鉆進技術的應用可以有效提高礦山地質勘查的質量和效率，促進我國煤炭工業的穩定發展。因此，管理者需要加強煤礦的經營管理，根據企業的實際情況，采取有效措施，預防和控制煤礦水害，為我國煤炭行業的健康安全發展提供重要保障。

參考文獻：

[2]代夫博.礦井定向鉆進技術在煤礦地質勘探中的應用 [J].數字化用戶，2019，25（10）：60.

[2]方俊，劉飛，李泉新，等.煤礦井下碎軟煤層空氣復合定 向鉆進技術與裝備[J].煤炭科學技術，2019，47（02） ：224-229.