定向鉆進(jìn)技術(shù)對(duì)礦井地質(zhì)勘探的應(yīng)用

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摘要：煤礦井下作業(yè)的實(shí)施中，為了可以針對(duì)較遠(yuǎn)距離煤層進(jìn)行實(shí)際走勢(shì)的探勘，同時(shí)探查出陷落柱和采空區(qū)等某些異常的地質(zhì)狀況，合理減少因地質(zhì)構(gòu)造而導(dǎo)致的礦井生產(chǎn)安全問題，應(yīng)對(duì)定向鉆進(jìn)技術(shù)加以運(yùn)用。該項(xiàng)技術(shù)擁有作業(yè)靈活、精度較高等特點(diǎn)，在煤礦井下地質(zhì)勘探工作的開展中，有著良好的應(yīng)用。文章對(duì)定向鉆進(jìn)技術(shù)做出概述，論述了礦井地質(zhì)勘探中該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦井；定向鉆進(jìn)；地質(zhì)勘探

煤礦開采是一項(xiàng)較為特殊的工作，該項(xiàng)作業(yè)的施工和工作人員的生命安全之間存在高度的關(guān)聯(lián)性，如果作業(yè)中出現(xiàn)問題，不但會(huì)導(dǎo)致煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到一定的影響，還會(huì)威脅煤礦開采工人的安全。因此，加強(qiáng)煤礦開采中先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用是確保開采作業(yè)人員生命安全的基礎(chǔ)，而定向鉆進(jìn)技術(shù)是一種比較先進(jìn)的煤礦開采技術(shù)，可以為煤礦開采工作人員的安全提供保障，值得推廣應(yīng)用。

1定向鉆進(jìn)技術(shù)概述

定向鉆進(jìn)技術(shù)屬于新型的煤礦開采技術(shù)，在礦井勘探工作的開展中具有較為廣泛的應(yīng)用[1]。我國(guó)煤礦勘探工作的開展中，定向鉆進(jìn)技術(shù)比較重要的應(yīng)用便是針對(duì)抽采煤礦井下瓦斯等相關(guān)毒性氣體的防治，同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以有效確保煤礦井下勘探工作的有序推進(jìn)，創(chuàng)造一個(gè)比較安全的作業(yè)施工環(huán)境，給煤礦井下開采工作的開展提供了有力保障。具體應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的過程中，通常是將相關(guān)的工藝設(shè)備、測(cè)量工具及其井下作業(yè)工具加以結(jié)合，借助對(duì)鉆孔運(yùn)動(dòng)軌跡不斷做出適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)性調(diào)整，確保鉆頭可以順沿指定的方向到達(dá)預(yù)先設(shè)計(jì)的目標(biāo)位置，從而有效提升實(shí)際工作開展的效率，縮減作業(yè)施工成本，獲取較為理想的效果，針對(duì)后續(xù)作業(yè)施工起到一定的參考與指導(dǎo)作用，從而明顯提高作業(yè)施工的安全性。相較于過往所采用的常規(guī)鉆探作業(yè)技術(shù)來講，定向鉆進(jìn)技術(shù)在分支孔的施工中通常存在如下優(yōu)勢(shì)：①實(shí)施伴隨鉆探工作的開展進(jìn)行勘探相關(guān)信息的計(jì)算與保存。②以較小的誤差計(jì)算并創(chuàng)建出地層結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的三維坐標(biāo)，然后應(yīng)用定向分支技術(shù)對(duì)這一點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，借助多個(gè)三維坐標(biāo)的創(chuàng)建，整體的三維模型便得到了較為有效的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)這一區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘探，產(chǎn)生的誤差比較小。③借助已經(jīng)完成作業(yè)施工的眾多地質(zhì)鉆孔和實(shí)揭煤層剖面的比較，探尋地質(zhì)鉆孔相應(yīng)的偏斜規(guī)律，對(duì)其中的相關(guān)影響因素加以分析，利用實(shí)踐驗(yàn)證的比較，可以更加準(zhǔn)確地確立地質(zhì)鉆孔偏斜所具有的規(guī)律性。

2礦井地質(zhì)勘探中煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1地質(zhì)構(gòu)造的勘探

煤礦井下開采工作的開展中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘探是基礎(chǔ)性工作內(nèi)容，和煤礦開采技術(shù)的工作效率之間存在著高度關(guān)聯(lián)性，可以保證煤礦開采工作更加良好的效果[2]。具體地質(zhì)勘探工作的實(shí)施中，借助隨鉆系統(tǒng)的應(yīng)用，可以較為精準(zhǔn)地將地質(zhì)層相應(yīng)的三維坐標(biāo)計(jì)算出來，接下來利用已經(jīng)完成探查的構(gòu)造點(diǎn)進(jìn)行多個(gè)不同分支孔的設(shè)置，應(yīng)用定向鉆進(jìn)技術(shù)可以獲取相應(yīng)的三維坐標(biāo)，這樣便可以結(jié)合多組不同的三維坐標(biāo)相關(guān)數(shù)據(jù)信息加以分析，獲取精準(zhǔn)的空間分布狀態(tài)，從而給出更加合理，且具有一定安全性的煤礦井開采方案，同時(shí)可以有效節(jié)省更多的物力和人力。山西焦煤西山煤電斜溝煤礦，山西呂梁033602摘要：煤礦井下作業(yè)的實(shí)施中，為了可以針對(duì)較遠(yuǎn)距離煤層進(jìn)行實(shí)際走勢(shì)的探勘，同時(shí)探查出陷落柱和采空區(qū)等某些異常的地質(zhì)狀況，合理減少因地質(zhì)構(gòu)造而導(dǎo)致的礦井生產(chǎn)安全問題，應(yīng)對(duì)定向鉆進(jìn)技術(shù)加以運(yùn)用。該項(xiàng)技術(shù)擁有作業(yè)靈活、精度較高等特點(diǎn)，在煤礦井下地質(zhì)勘探工作的開展中，有著良好的應(yīng)用。文章對(duì)定向鉆進(jìn)技術(shù)做出概述，論述了礦井地質(zhì)勘探中該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，以供參考。

2.2工作面煤層厚度與走向的勘探

針對(duì)煤層相應(yīng)的走向及其厚度進(jìn)行探測(cè)也是定向鉆進(jìn)技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用。具體生產(chǎn)作業(yè)中，利用這項(xiàng)技術(shù)能夠根據(jù)距離不同的探底與探頂方向，對(duì)鉆孔過程中出現(xiàn)的位移進(jìn)行測(cè)算，并能夠?qū)崿F(xiàn)此區(qū)域相對(duì)高度的轉(zhuǎn)換，利用多個(gè)相對(duì)標(biāo)高便可以確定出鉆煤層相應(yīng)的傾角，并且根據(jù)對(duì)聯(lián)合煤層的走向，還可以直接確定工作面的煤層方向，進(jìn)而有效減小煤礦開采的困難性。

2.3順層孔煤層地質(zhì)的勘探

順層孔煤層地質(zhì)的勘探工作中，定向鉆孔技術(shù)在其中起到十分關(guān)鍵的作用。在這種對(duì)煤層地質(zhì)的勘探中，孔底馬達(dá)造斜鉆頭是其關(guān)鍵的應(yīng)用工具，可以完成對(duì)煤層中相應(yīng)頂板實(shí)際起伏狀況的勘探。在結(jié)束地質(zhì)勘探工作以后，可以采用提鉆的作業(yè)方法開分支鉆孔，孔的深度通常保持在60~100m范圍內(nèi)，提鉆的距離需要控制在18~24m范圍內(nèi)。同時(shí)，鉆孔相應(yīng)的軌跡要求應(yīng)始終保持在煤層中，通過不斷地反復(fù)進(jìn)行作業(yè)以確定與煤層開采方向相應(yīng)的傾角和褶皺，從而使鉆孔實(shí)際深度的設(shè)計(jì)條件得以較好實(shí)現(xiàn)。然后繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，順沿分支孔的方向?qū)嵤┿@進(jìn)處理，直至煤層位置，確切煤層地板的相應(yīng)高度，接下來運(yùn)用所獲取的數(shù)據(jù)信息，計(jì)算出煤層整體的高度和所具有的厚度，這樣可以保證所制定的煤層開采方案更加安全與可靠。

2.4采空區(qū)的勘探

采空區(qū)域的勘探作業(yè)中，定向鉆進(jìn)技術(shù)也具有較為重要的應(yīng)用，具體方法如下：對(duì)設(shè)計(jì)鉆孔相應(yīng)的靶點(diǎn)位置加以選取，然后應(yīng)用定向鉆孔技術(shù)精準(zhǔn)地對(duì)所設(shè)計(jì)的靶點(diǎn)位置進(jìn)行鉆孔；具體鉆孔作業(yè)的實(shí)施中，如果鉆孔相應(yīng)的位置產(chǎn)生了不反水或是鉆進(jìn)較快突然性卡鉆等方面的問題，便表明該區(qū)域便是采空區(qū)；找到采空區(qū)以后，應(yīng)用碎鉆系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)域相應(yīng)的坐標(biāo)加以檢測(cè)，再結(jié)合坐標(biāo)的信息進(jìn)行采空區(qū)煤礦具體分布狀況的繪制，制定出可行的煤礦開采方案。

2.5巷道斷層的勘探

巷道斷層勘探作業(yè)開展中，運(yùn)用定向鉆進(jìn)技術(shù)將能夠?qū)崿F(xiàn)巷道斷層勘探工作的有序開展。在具體開展勘探作業(yè)時(shí)，首先完成針對(duì)一處松軟煤層的尋找工作，并從遠(yuǎn)距離對(duì)巷道前方展開探查，同時(shí)將這一煤層作為切入點(diǎn)，針對(duì)巷道實(shí)施開挖處理[3-5]。具體開展勘探作業(yè)時(shí)，也許會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)勘探作業(yè)的距離與預(yù)期的情況不相符、出現(xiàn)距離過短等方面的問題，這時(shí)應(yīng)結(jié)合作業(yè)施工的具體特點(diǎn)適宜地對(duì)所采用的勘探方案加以調(diào)整。順沿煤層的方向開分支孔，對(duì)作業(yè)中獲取的所有坐標(biāo)位置加以整合，并根據(jù)具體情況，對(duì)出煤層相應(yīng)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)加以繪制，結(jié)合所繪制的結(jié)構(gòu)圖，對(duì)斷層相應(yīng)的位置進(jìn)行尋找，設(shè)計(jì)合理的煤礦開采方案。

2.6陷落柱的勘探

陷落柱的勘探也是煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用。作業(yè)施工中，首先應(yīng)選取合理的勘探位置，通常都是將陷落柱多發(fā)的區(qū)域當(dāng)作勘測(cè)的位置，并進(jìn)行靶點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)靶點(diǎn)位置的準(zhǔn)確命中。若是具鉆進(jìn)處理中，產(chǎn)生鉆進(jìn)速度突然變慢、返破碎巖粒等方面的問題，說明這一位置為陷落柱區(qū)域，可以應(yīng)用碎鉆系統(tǒng)對(duì)陷落柱相應(yīng)的坐標(biāo)加以測(cè)定。結(jié)合上述所獲取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行陷落柱實(shí)際分布圖的繪制，對(duì)陷落柱分布圖加以細(xì)致觀察，進(jìn)行煤礦開采方案的合理調(diào)整。

3結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，煤礦的實(shí)際需求量不斷上漲，原本的淺層煤礦資源基本已然被開發(fā)，并且過往所采用的煤礦開采技術(shù)也已經(jīng)無(wú)法適用深層煤礦資源的開采作用中。這便需要對(duì)一些新型的定向鉆進(jìn)技術(shù)加以應(yīng)用。綜上所述，定向鉆進(jìn)技術(shù)在礦井地質(zhì)勘探中具有重要的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)陷落柱、采空區(qū)和巷道斷層等相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘探，從而確保煤礦井下開采作業(yè)的安全性，提高開采作業(yè)的效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]牛小龍,季偉.煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)在礦井地質(zhì)勘探中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2021,11(17):148-150.

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[5]付勇濤.礦井地質(zhì)勘探中煤礦井下定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2016(17):123.

作者：段鑫 單位：山西焦煤西山煤電斜溝煤礦