定向钻进技术在煤矿地质防治水工作中的应用

帕力旦.麦麦提

摘  要：煤炭工业在我国许多行业中占有重要地位。煤炭资源不仅与人们的日常生活息息相关，而且对国家各方面的发展都有重要影响。在煤炭开采过程中，地质灾害和水害往往会对整个开采过程产生不利影响。煤矿井下定向钻进技术具有高效、高精度的特点。在煤矿地质防水工作中的应用十分重要。简要分析了定向钻进技术在煤矿中的优势和实际应用，为煤矿水害防治、加强煤矿地质勘查、提高煤矿安全性提供思路。

关键词：定向钻进技术;煤矿;地质防水;防水应用

引言：我国煤矿区分布广泛，地质环境差异大，风险高。煤矿地质环境的多样化导致煤矿工人在采矿作业中面临许多水害。因此，有关部门和企业需要积极采取有效的防水措施，在煤矿中应用定向钻进技术，调查水害威胁，提高煤矿稳定运行和安全生产水平。

一、定向钻井技术的定义和优势

1.定向钻井技术概念

当今社会，先进的科学技术和先进的设备越来越广泛地应用于各行各业，其效果也越来越明显。定向钻进技术是我国地下资源勘探开发中应用最广泛的技术之一。该技术主要由井下特种作业、精密测量及相关采矿设备组成。在实际应用过程中，能科学、准确地定位钻孔轨迹，使钻头能实现地下目标的正确方向作业，不仅能提高矿山勘探效率，而且能极大地保证地下相关采矿工作的安全。

2.定向钻井技术的优势

定向钻进技术是利用定向钻机进行长距离钻探作业，有效探测矿区前方或周围水体，并采用布孔注浆封堵的方式，以达到防治地质水害的目的。与传统钻孔技术相比，具有以下显著优势：第一，钻孔和成孔精度高，偏差率很小。常规钻井技术的作业轨迹往往大于预先设计的轨迹，容易出现钻柱孔。但定向钻进技术可以利用螺杆马达的实时定位功能，在钻进施工过程中实时调整钻进轨迹，从而有效提高效率;第二，定向钻井技术的勘探距离比常规钻井技术的勘探距离长，一般限制在200～300m。为了确保施工期间采矿作业的安全，需要进行多轮循环施工作业。定向钻进技术一次可钻进1000米以上，大大提高了矿山开采效率;三是定向钻进技术采用人工设计的钻进轨迹，具有较高的勘探效率，可在回采巷道前方形成圈闭，有效消除矿井水害。

二、定向钻进技术、设备及工作原理

1.定向钻井技术和设备

根据我国的实际生产和应用情况，定向钻机的应用在我国大多数煤矿中占有重要地位，直接影响煤矿的整体工作效率。目前，我国整个定向钻井技术和设备主要由定向钻机、泥浆泵、下部无磁钻杆和测量检测管组成。

2.定向钻井技术的工作原理

定向钻井技术的工作原理是，工作过程中，高压水存在于泥浆泵中，可直接输送至给水管。在这个过程中，中心钢丝绳钻杆将进入电机，使定向钻头在驱动电机的旋转下全方位旋转，从而实现整个煤层的科学切割。采用定向钻进技术，可实现特定区域的精确钻进。钻井过程中涉及的信息和数据可以直接反映在计算机上。相关人员可以通过数据进行科学分析，找出地下水灾害的原因，及时制定并采取有效措施，预防和控制水害。该技术的实施可以有效提高工作安全性，有效保障企业的整体利益和相关员工的生命安全。

三、定向钻进技术在煤矿地质防水工程中的实际应用

1.地质构造勘探

利用地面钻探技术，可以有效地获取当前煤矿的地质构造和开采技术条件，为煤矿设计和开采提供依据。但是，地面钻探存在一定的局限性，不能很好地应对局部构造发育，实现煤层开采的超前探测。定向钻进技术可以解决这一问题，实现对局部地质构造及相关开采地质条件的超前探测。

2.施工前定向钻进技术的应用

施工前的准备工作在煤矿防水施工过程中起着重要作用。准备工作是否科学细致将直接影响到最终的防水效果，也是定向钻进技术发挥真正作用的地方。因此，施工设计人员首先需要充分了解煤矿的实际开采和施工环境，探索煤矿的岩石结构，最后根据煤矿的实际情况确定钻孔尺寸。定向钻井技术涉及面广，要求相关人员具备专业知识和技术素养。施工过程中的缺陷直接影响防水效果。因此，施工人员除了具备专业知识和技能外，还应有效控制施工环境。同时，要保证煤矿下顶板和支护板的支护效果，确保施工环境的安全，确保施工人员正确、正确地穿戴施工防护用品。

3.定向钻进技术在施工中的应用

煤矿定向钻进技术施工时，钻机旁应有专人操作。钻机应干净整洁，无杂物。操作人员应严格按照相关施工要求和规定操作钻机。施工中出现故障时，应立即停机，发现问题，有针对性地及时维修。此外，钻井人员还应做好相关记录，记录每个钻孔的距离和深度。当煤层水压高、含水量高时，应立即停止钻井作业，有效记录钻孔深度等数据，并用钻杆固定。然后将钻井问题上报上级部门，迅速制定科学的方法，及时有效地解决问题。这主要是根据矿井的排水能力和储水罐的容量，通过控制排水孔的流量、调整排水能力等方法，有效地排除定向钻进过程中的积水。

4.定向钻井后

煤矿定向钻进工作全部完成后，有关人员应实时观察钻进情况。如果发生泄漏，应及时记录钻井过程中的水、气情况。钻孔结束后，应立即封堵钻孔，防止其他物质进入钻孔，影响最终鉆孔效果。此外，当定向到达目标岩层时，工作面底板和断层破碎带将出现突水问题。此时，可采用注浆加固的方法紧急处理断层破碎带，在增加含水层厚度的情况下，有效提高隔水层的抗水性。粘土水泥浆可通过地面灌浆站、泥浆管沟、竖井和地下高压灌浆管道打入地下灌浆孔，然后分段加固底板。

四、结语

综上所述，科学合理地将定向钻进技术应用于煤矿地质防水工作中，可以有效地控制井下水害的发生，提高井下安全，避免对人民生命财产的损害。矿井水害对煤矿生产有重大影响。开采前，有关企业必须采用科学的地质勘查方法，有效收集、整理地质、水文、采矿技术条件等资料。定向钻进技术的应用可以有效提高矿山地质勘查的质量和效率，促进我国煤炭工业的稳定发展。因此，管理者需要加强煤矿的经营管理，根据企业的实际情况，采取有效措施，预防和控制煤矿水害，为我国煤炭行业的健康安全发展提供重要保障。

参考文献：

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