定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用

CASE
区域治理
定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用
义煤集团新安县郁山煤业有限公司 陈玄
摘要：井下定向钻井技术具有高效、高精度的特点，在煤矿地质防水工作中得到了充分应用。

在此基础上，本文分析了定向钻井技术的优点，并通过煤矿找水、板承压水探测、找水、陷落柱探测等实际应用，以预防煤矿井水灾害，加强煤矿地质勘查工作，帮助工作人员控制好矿井地质和水文地质条件，确保煤矿安全。

关键词：定向钻进技术；煤矿地质；防治水；应用
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）46-0189-0001
一、定向钻进技术的优势
定向钻井技术近年来发展迅速，在煤矿勘探、矿山开采和煤层气开发中得到了广泛应用。

定向钻进技术实际上是利用钻进的自然弯曲规律和人造工具，按照钻进的设计要求进行钻进，从而达到预期目标的一种钻进技术。

它可以进行远距离通过定向钻机钻孔,以便检测潜在水体，或在矿区使用钻孔灌浆封堵方法,达到防治的目的,实现地质防水。

二、定向钻进技术综合防治水工作流程
（1）水害预测预报。

矿井总工程师负责地下水灾害的预测预报。

通过对水文地质资料和现场实测资料的综合分析，对可能发生水灾的地区进行预警，实现水灾预报。

地下工程灾害预测应覆盖整个工作面生产情况，进行综合预警。

水利部门应当每月或者每季度编制灾害预测参数，并组织有关部门审批。

综合技术部根据预测结果制定专项操作规程，安全保卫部负责编制和现场监督，确保预报信息的准确性和全面性。

（2）井下超前物探。

钻探高级地球物理勘探的目的是找出可能的损坏部位。

利用瞬变电磁法和超声波法是先进的钻井检测技术。

钻井部根据矿山实际地质情况编制钻井方案，报总工程师批准。

含水地质勘查区钻探方案必须准确。

（3）物探成果报告。

勘查工作结束后，由勘查部门编制勘查成果报告，对超前勘查区的水情进行详细的地质分析。

总工程师负责组织和水文地质工作。

勘探部门应讨论勘探结果。

勘探工作的一切资料和记录，应当装订成册，交档案部门存档备查。

（4）钻探设计。

查明回采工作面围岩存在含水区后，由矿井总工担任主要责任人。

地质部门和水防治部门应在认真研究预测和物探成果的基础上，根据回采工作面的进展情况，按时编制钻孔设计方案。

钻孔设计方案由矿井总工程师牵头，会议批准后，下发给找水作业人员和测量人员，在钻孔、排水现场布置找水、排水孔设计图。

三、定向钻进技术防治水要点
在建设初期，矿井地质水害调查人员要全面细致地调查了解当地地质地貌、地下水
活动等情况，加强对当地煤炭资源的了解。

本文对这些内容进行了总结。

在水害调查报
告中，可以明确调查过程中使用的相关仪器
设备，以及钻遇煤层时的钻孔尺寸、目标深
度和止水套管长度。

在施工过程中，各探
测单位的施工深度要与施工队勘察人员的技
术交底相结合，使勘察人员掌握相关知识，
做好高质量的地质灾害勘查工作，为后续地
质治理工作提供有效指导。

在施工过程中，
现阶段施工人员需要结合自己的知识对现场
进行勘察，并对相应设备进行安装调试。

确认无问题后，检查仪器外观。

如果仪器
设备上灰尘过多，应及时清理，防止仪器
设备在使用过程中剧烈发热，造成测量数据
误差。

工作人员可在相应的工作岗位上直接
操作设备和标准参数，注重全过程的监督管
理。

当钻井过程中出现异常情况时，应及时
采取有效措施，加强干预，以保证煤层地
质灾害的理想效果，延长使用寿命。

此外，
在调查过程中，工作人员必须对所有生成的
数据进行记录和整理，避免遗漏或丢失，以
确保后续数据分析的质量。

在钻孔过程中，
要求操作人员实时分析煤层水压参数。

当获
得较高的水压参数时，说明地勘区水量较大，
应尽快停止勘探，分析钻孔深度。

此外，
还对钻井作业中使用的钻杆进行了固定，制
定了科学的煤层地质排水方案，使这里存在
的水得到及时有效处理，防止水事故的发生。

四、定向钻进技术在煤矿地质防水工作
中的实际应用
（1）煤矿积水探查。

老空积水及采空
积水是目前煤矿主要水害，因此需要相关人
员高度重视定向钻进技术的探查工作，切实
加强煤矿井内水害的防治。

以某煤矿为例，
在该煤矿周边存在许多小型煤窑，而且在两
侧皆有煤矿越界开采现象，导致日常回采工
作无法正常进行。

而利用定向钻进技术进行
圈闭探查，可以大幅度提升采掘效率。

（2）
对地质构造进行探测。

通过地表钻孔探测技
术的应用，可以有效地获取当前煤矿范围内
的地质构造、开采技术条件等资料，为煤矿
的设计和开采提供基础依据。

但地表钻探也
有一定的局限性，不能很好地响应局部范围
内的构造发展，不能实现煤炭开采的超前探
测。

定向钻井技术可以实现对当地地质构造
及相关矿山地质条件的超前探测。

（3）陷
落柱勘探。

煤矿陷落柱的勘探也是防治地质
水害的重要措施。

选择有多个陷落柱的区域
作为勘探点。

合理设计煤层水平平面靶材，
准确命中靶材，采用定向钻孔技术，并观察
煤层深部施工状态，一旦出现有人动作迟缓，
以及卡钻现象是源于一碰塌方，在钻孔时需
要绘制详细的地质构造表，为后期采煤工作
提供重要的参考依据。

根据勘探得到的数据，
可以在煤层掘进工作面工程图上标注钻孔轨
迹。

结合陷落柱的位置，可以在煤矿开采中
应用。

五、结束语
总而言之，在煤矿地质防渗过程中，
定向钻进技术取得了良好的效果，有效地抑
制了水害的发生和发展。

因此，在后续的资
源开采中，仍需大力推广这一技术的应用，
以确保煤炭资源开采周期的安全性得到明显
提高，且开采资源量大。

同时定向钻探技术
在煤矿地质工作中的应用也存在一些缺点和
不足，对于研究人员在进行研究时，可以
将最新的钻探技术与煤矿地质勘探技术相结
合，进一步增加定向钻井技术，再进行煤层
地质调查，确保工作质量得以开展。

特别是
对煤层地质灾害发生发展的调查和钻探可以
更加准确，保证作业进入的水能够及时排出。

煤矿企业员工可以充分利用这些钻井技术，
在矿区进行煤层排水，提高钻井作业的质量
和效率，提高作业的安全性。

参考文献
[1]孟秦宇.矿井定向钻进技术在煤
矿地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经
济,2017(24):11.
[2]李晓启.矿井定向钻进技术在煤矿
地质勘探中的应用[J].建筑工程技术与设
计,2018(8):192.
作者简介：陈 玄，生于1991年,大专，毕业于河南理工大学高等职业学院，采矿工程专业，2014年1月参加工作，义煤集团新安县郁山煤业有限公司地测科技术员，主管防治水工作。

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