钻探技术在煤矿防治水工作中的应用探讨

周林

摘要：钻探作为煤矿水害防治工作一种重要的技术手段，得到了广泛的应用。煤矿大口径排水井钻进技术、底板多分支水平井地面定向钻进及注浆加固改造技术、井下定向探(疏)放水钻进技术、注浆封堵突水通道钻探技术和矿井突水灾害快速钻进救援技术等煤矿防治水钻探技术，在煤矿水害防治工作中得到了广泛应用，取得了良好效果。本文分析了钻探技术在煤矿防治水工作中的应用。

关键词：钻探技术；煤矿防治水；应用

引言：

我国是一个煤炭资源丰富的大国。山西省作为煤炭之都，每年煤炭开采量为我国的经济发展提供很大的动力。煤矿的水害问题是较为突出的。由于煤矿开采的地质条件复杂，再加上开采人员的不规范操作造成的。煤炭水害问题给煤矿带来的影响仅次于瓦斯事故，也成为制约我国煤炭行业发展的极大阻碍。所以，解决煤矿水害问题是一项重要工作。钻探技术是治理煤矿水害问题的重要手段。

一、煤矿防治水的技术手段

（一）物探技术

物探技术是对煤矿地下水进行探测的第一步，它有两种手段：一是电类法。电类法主要是对开采煤炭工作附近的积水进行探测，一般具体的操作是直电流法和瞬面电层法；二是地震法。它主要是探测煤矿开采附近的地质环境，一般会使用坑透、地质勘测仪和瑞利波等工具。物探技术的优点是成本低、操作简单、勘测范围广和勘测速度快。但它又存在物探结果多解化的劣势，所以只能将它用作初步的水害勘探工作。

（二）化探技术

化探技术主要是利用科学的仪器对煤矿的地下水进行全面分析，然后通过对比标准的煤矿水质要求来测定水样标本。一般它会在矿井挖掘工作出现透水问题时进行工作，可以快速地检查出透水的来源和物质结构，然后根据勘测结果来做出合理的解决措施。

（三）钻探技术

钻探技术是处理煤矿水害问题的常用手段，也是煤矿防治水工作的最后工作。主要是利用探放水钻机来对开采区域进行钻孔检测，它又分为常规性检测和专项探测。其中常规性探测是用来探测对开采煤炭区域的地质条件不了解时，为了保证开采工作的顺利进行，要采用常规性探测进行表面检查。专项检测主要是探测已知开采区域的地质条件情况，一般会对煤矿的矿井、采空区和积水区进行钻探，有时也会对物探区域异常的地方进行钻探，深入了解异常情况。钻探技术的优点是钻探结果直观有效；缺点是资金和人力的耗量较大，而且操作也比较繁琐。

二、钻探技术在煤矿防治水工作中的应用要求

（一）钻探技术应用前

在进行钻探前，专业技术人员需就地勘察钻探环境，对煤岩层倾角进行测量，并对煤岩层的岩性进行分析判断，综合勘探环境的多项因素后设计钻孔。进行钻孔施工的专职工作人员必须持证上岗，经过系统性的培训，在施工前必须保证工作面的安全、无积水、顶底板及两帮支护完好、钻具完好。施工现场挖好临时水仓并完善相关排水设备，工作人员都穿戴好劳动防护用品后才能进行钻探作业。

（二）钻探技术施工过程

在开始钻探工作后，操作人员禁止站立在钻机转动部位、立轴下方，只能在钻机的一侧。并且钻机转动部分不能堆积物品。进行延伸钻杆操作时，禁止戴手套操作，一定要按施工组织设计操作。在钻探过程中对钻机的转速及钻孔的深度都要注意观察，若出现卡钻等事故，不要强拉硬扭。钻孔要严格按照测量人员标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深进行施工，不经测量人员同意不得擅自改动。老空位置不清楚时探水钻孔成组布设，在巷道前方的水平面和竖直面呈扇形，钻孔终孔位置满足水平面间距不得大于3m，厚煤层内各孔终孔竖直面间距不得大于1.5m。在钻探过程中，地测人员应做好每一次的钻孔记录，煤岩层产生变化时，要详细记录变化的性质、深度，要保证记录资料的真实性与可靠性。进行钻具的更换时，必须对钻杆的数量进行测量，对所钻孔的孔深核实。如果在施工钻孔的过程中，煤岩层出现突然松软、片帮或钻孔内的水量增加、水压增大情况，必须立即停止钻孔不得取出钻杆。立即撤出所有受水害威胁区域的人员到安全地点，向矿调度室汇报，采取安全措施，派专业技术人员监测水情并分析，妥善处理。

（三）钻探技术施工后

在钻探完毕后，如果钻孔有出水现象，要安排专业人员对钻孔的涌水量等情况进行观察并做好记录。在钻孔已经无其他作用时一定要对其进行封孔处理。

三、钻探技术在煤矿防治水工作中的具体应用

在井下开采工作的过程中，若遇到顶板及两帮有采空区、接近可能积水区域等一系列情况时，必须进行钻探验证。在对顶板采空区进行探测时，要采用常规探测与专项探测相结合的方法，常规探测可以作为专项探测的补充探测，作用就是弥补专项探测未探测到的区域。常规探测的超前距为了保证安全起见取30m。帮距取20m。为了提高常规探测的安全性，在进行作业时，不可手持钻具进行钻探作业。在开始钻探前，需要对煤岩层的积水范围、积水量等情况进行分析，随后根据设计流程应按照专业技术人员现场标定钻孔的方位角、倾角、孔深；要求采用专用探水钻机、专职探放水队伍进行施工。

在探放断裂构造水的过程中，钻孔必须要按掘进方向正前方布置、或者是含水体方向呈扇形布置。钻孔不得少于3个，其中含水体方向的钻孔不得少于2个。在操作过程中要遵循《防治水细则》。

经过计算后，确定超前距以及止水套管的长度后，依据煤岩层的具体数据，进行设计钻孔，明确钻孔各项参数及施工顺序。按照相应参数依顺序施工。施工过程中煤岩层若出现变化要及时提取岩性；出现钻孔出水的情况，要观测水压、水质、水量估计积水量和补给量并且要进行放水实验，根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，清理水仓、水沟等；钻孔内若无水，应向钻孔内注水，进行注水耐压实验。钻孔施工的各项数据都采集完成后，对钻孔进行封孔处理。

四、结束语

煤炭行业是我国的重要支撑行业，钻探技术是煤矿开采中最常用的手段。虽然煤矿有关部门已经制定了钻探技术的操作要求，但是由于它的工作流程较多且工作复杂，会使煤矿出现水害问题。所以一定要做好钻探技术施工前的准备工作，然后认真对待操作中的每一个步骤，最后要处理好钻孔的出水现象，这样就能使煤矿的开采工作顺利安全地进行。

参考文献

[1]杨豪,李皎,李瑞.钻探技术在煤矿防治水工作中的应用[J].技术与市场,2018(9):132-132.

[2]李雪峰.钻探在煤矿防治水中的应用与研究[J].山西建筑,2017(23):91-92.