矿山井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备

扈国红

摘 要：瓦斯抽采钻孔施工技术是矿山井下开采的一种主要技术形式之一，具有采矿效率高、专业技术强等优点。本文主要是在充分分析开采技术的基础上，结合矿山开采的实际情况和技术手段，重点分析矿山开采技术。

关键词：矿山;井下瓦斯;抽采钻孔;施工技术;装备

在施工的过程中要保证施工安全。一般来说，钻井平台的造价相对较高。钻井设备适应基土的恶劣环境需要很长时间。此外，钻井设备的好坏在一定程度上决定了施工的效率。因而，无论是对施工设备，还是施工技术进行相应的改进，都对促进我国经济发展具有重要意义。在开采时，要根据不同的工作环境采取不同的技术和设备。在矿山开采的这一过程中，由于多种因素的影响，矿山井下开采过程对矿山工人在钻井平台作业过程中的素质提出了更高的要求。它要求工人对于矿山企业发展过程中十分清楚，并且非常熟悉相关的技术，能够有效地保证钻井平台的运行。

1 瓦斯抽采钻孔技术所要采用的设备

1.1 钻机

在施工的过程中，设备的选择极为重要，在矿山瓦斯抽放过程中，需要结合岩石来选择合适的钻头。钻井平台在施工中需要充分保证其安全稳定，一般来说，在矿山开采过程中发现岩石都相对坚硬，再加上地下环境较为恶劣，对钻井设备的使用有一定的要求，如果使用高硬度联盟USO钻头，那么将有助于提高钻井质量效率。当然，钻井设备的选择与当前钻头生产技术的发展有着紧密的联系。

1.2钻杆

钻杆也是矿山瓦斯钻井的处理设备。在钻井技术中，它主要用于矿山井下的连接和输送。挖掘钻杆内部主要由数字程序进行控制的，外部主要由摩擦焊接控制。当内部程序根据控制命令进行区域性钻孔运动时，外部摩擦焊接部位会增加钻孔部分瓦斯密度，以此支撑压力，以保证承受的重力的相对平衡，保证在矿山井下运输过程中应用的安全性。要充分发挥瓦斯抽放钻孔技术在矿山井下开采调控的作用，必须重视钻杆的外承载力。并且确保内能系统指令传递的灵活性。

1.3钻头

矿山开采的外部环境主要是火成岩或变质岩，内部开采的强度较大。钻头作为支撑部分，是瓦斯抽放钻井技术实施的主力军。如果瓦斯抽放钻孔施工中，使用的钻机质量较差，那么很容易出现矿井瓦斯残留问题。对于以后的矿山井下开采工作，将存在很大的施工隐患。在选择用于地下采矿的钻头时，首先要考虑其硬度。从实际的矿山开采的情况来看，用于瓦斯抽放钻孔技术施工的钻头主要有硬质合金和金刚石复合芯片两类。这种钻头硬度高，能有效突破矿山井下岩石厚度，提高井下排水钻孔效率。

2 瓦斯抽采钻孔施工技术的主要形式

2.1 液压循环钻井技术

瓦斯抽放钻井技术有多种类型，其中正液循环孔板旋转技术被广泛应用。在應用液压循环技术时，应结合钻孔和钻杆来进行井下矿山钻探工作。根据实际施工环境，需要不同形式的水循环，包括动压和静压。一般来说，如果要开采的层比较浅，在这种情况下钻孔是相对容易的。此时，可以采用静水压，这不仅可以帮助企业降低生产成本，还可以有效地保证开采的效率;如果实际的矿山开采过程中遇到了更复杂的地质环境，那么压力水的动态流动是必要的。在这种情况下，使用动压的水循环方式可以有效地保证钻井的顺利进行。因此在实际的矿山钻探过程中，必须根据实际的建筑环境，慎重选择合适的水循环方式，以保证开采质量、公司经济效益和开采安全稳定，减少矿山开采过程中安全事故的发生。

2.2 多级组合钻具突钻进技术

瓦斯多级组合钻具突钻进技术也是矿山建设中的一项重要技术。这项技术的应用比较复杂。面对一些复杂危险的爆炸性层，通常需要采用多级组合钻具突钻进技术。该技术的应用，可将不同矿层完全分离，以获得不同矿层不同瓦斯的释放，有效防止瓦斯安全事故的发生，有效地保障矿山施工人员的安全。另外，在多级扩音器钻具组合钻进技术的实际应用过程中，需要采用小钻头操作，为了保证钻井的稳定性，有效防止爆炸和瓦斯事件的发生。之所以称之为多级组合钻具突钻进技术，主要是因为采用了三种不同程度的钻头，并将这些不同程度的钻有机地结合在一起。三种不同程度钻头的直径不同。第一级直肠直径较小，第三级较大。在没有实际安装过程的情况下，必须注意需要根据不同的等级安装不同等级的钻机，并对其进行有效的组合。只有这样，才能保证三种不同级别的钻机在钻井过程中起到防止爆炸的重要作用。

2.3 稳定组合定向钻进技术

矿山井下环境相对复杂，有别于开采天然气等流动性强的特点。为了实现矿山的正常运输和转移，矿山开采必须有足够的资源流动空间。地面采矿应有较好的空间支撑。然而，在实际的矿山开采过程中，往往会有与矿山开采区伴生的矿井支护部分。如果找不到有效的凿井方法，就会发生矿井坍塌等安全事故。稳定组合定向钻进技术就是基于这样的矿山开采环境要求而提出的一种具有代表性的施工技术。在钻孔瓦斯抽放的过程中，不仅可以从地层上保持主体的承载力，而且可以达到有效开采内部岩层的目的。

2.4 曲面钻孔施工技术

曲面钻孔施工技术是根据钻头应力区的角度来确定的。通过改变钻头工作时受力区的大小，可以有效地调整控制结构的调整，对矿山的钻进效果起到一定的作用。随着钻探设备在曲面矿山的应用，将原来独特的钻头的工作转化为两个钻头交互的工作。当钻井设备进行动力传动时，钻头按照一定的规律进行交替工作，两个钻头的交替工作能有效地调节井下作业的间歇运动，并对瓦斯抽放部分的充填与钻孔尺寸进行有效的控制。曲面结构的工作调整将有效地整合系统的工作系统。在钻头更换过程中，会产生与矿井瓦斯抽放周期性调整相一致的钻孔间距。从而保证瓦斯抽采率与单台钻机在建瓦斯抽放钻孔过程中所做的工作不一致，避免瓦斯漏失的频率，此外，还确保了矿山井下资源的安全高效开采。

2.5 空气钻井技术

空气钻井技术也是矿山瓦斯抽放钻孔施工的重要技术之一。之所以称之为空气钻井技术，主要是因为在该技术的应用过程中，必须达到压缩空气钻井的重要目的。空气钻井技术主要应用于矿山开采过程中的松散矿层。在这种情况下，空气钻井技术的应用可以提高钻井效率。空气射孔在实际应用过程中是非常广泛的，需要注意的是，在使用过程中，空气可以到达钻头后，保了证瞬变电磁空气在孔内产生高流量的空气，这可以大大提高钻井效率，有利于钻井作业后的除渣。

3 发展方向

近二十年来，无论是地下瓦斯抽放方法，还是施工设备和瓦斯抽放成型技术，都取得了显而易见的进步。瓦斯抽放专用钻井设备从无到有，从小到大。但是，由于我国矿山地质条件复杂多变，在软矿层射孔施工和瓦斯抽放定向钻进等方面有待提高，预计经过两年的努力，我国在软质矿的钻探方面将取得一定的进展，在适当的条件下，瓦斯抽放孔在矿层长度或高位的近似深度将达到1000m以上，并根据不同的需要，形成500m、600-800m和80m以上的一批支护设备和工艺方法，实现真正意义上的人工控制定向钻进。

4 结论

随着矿山瓦斯抽放钻孔技术的应用日益广泛，在矿山瓦斯抽放钻孔的实际施工过程中，采用合适的施工工艺显得尤为重要。矿山瓦斯抽放钻孔技术在实际施工中常用的设备主要有钻机和钻杆。主要施工技术有液压循环钻进技术、多级组合钻具钻进技术、稳定组合定向钻进技术和空气钻进技术。

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