新疆地矿局第一地质大队勘察公司 新疆 838204
摘要：我国煤炭储量与产量丰富，但不少煤矿的水文地质条件复杂，随着近年煤炭工业的迅速发展，煤矿安全生产中遇到的水害问题更加突出。在煤矿突发事故（除顶底板事故）造成的人员财产损失中，水害事故仅次于瓦斯事故，水害威胁已经成为制约我国煤矿安全生产的重大隐患。钻探技术作为注浆填充加固改造、注浆堵水、疏水降压、大排量直接排水、快速救援、水文地质异常体探查等煤矿水害防治技术实施的重要途径和手段，已成为煤矿水害防治工作的重要支撑。
关键词：钻探技术；煤矿水害防治；应用
1煤矿水害类型及防治技术
1.1水害类型
我国煤矿发生水害的因素很多，形成矿井水害的类型也很多，目前，对矿井水害类型的划分基本形成如下观点。（1）按水源类型划分：大气降水、地表水、地下水和老窑水。（2）按导水通道划分：断层突水、陷落柱突水、裂隙岩体突水、封闭不良钻孔突水、煤（岩）柱突水。（3）按水源含水介质类型划分：孔隙水、裂隙水、岩溶水。（4）按出水位置划分：顶板水、底板水、老空水。
1.2水害防治技术
矿井发生灾害性水害必须具备3个基本条件：一是必须具备充足的充水水源；二是必须具备畅通的导水裂隙、导水构造等突水通道；三是含水层必须有一定的水头高度和储量。在开采条件下，这3个条件必须同时具备时才能发生突水事故。依据突水成因，矿井防治水技术主要分为以下几类。（1）从水源上解决。属于这类技术有探放水、疏水降压开采、含水层注浆、建设矿井防排水系统。将水疏放出来，就谈不上突水了；将水头降低到不足以威胁生产，降低突水机率；含水层注浆改造技术，用水泥浆或粘土浆将水置换出来并占据水的位置，含水层由富水状态变为弱富水或隔水层情况；利用排水系统将矿井水排出。（2）从隔水层隔水能力和完整性方面解决。通过评价隔水层抵抗水压的能力，采取带压开采，或者采用底（顶）板注浆改造，使隔水层由不完整或含有通道的情况，变成一个完整的整体。（3）躲避水源。主要方法有留设防水煤柱、砌筑防水闸门和水闸墙、帷幕截流技术。（4）改变采煤方法。通过改变采煤设计和采煤方法，减少采动应力、减少底（顶）板破坏深度，从而达到安全采煤。如通过缩短工作面斜长的短臂工作面开采法、协调采煤法、对拉工作面采煤法、充填开采等。（5）水害预测预报预警技术。有了水害提前进行预测预报，有了出水危险发出警报而避免危险。
2钻探要求
2.1钻探前
设计钻孔前设计人员须实地观察钻探环境，测量煤岩层倾角，观察判断煤岩层的岩性等，然后根据实际情况设计钻孔。施工钻孔的人员必须经过培训合格并且持证上岗，钻孔施工前必须保证工作面作业安全，顶底板及两帮支护完好，工作面无积水积气，通讯设备安装到施工地点附近，工作人员穿戴好劳动防护用品，开钻前仔细检查钻具，确保完好无损。
2.2钻探施工中
钻探开始后操作人员只能站在钻机的一侧，严禁站立在立轴下方或站在机器转动部分，转动部分也不能堆积其他物料。每次延伸钻杆时必须按规定操作，严禁带手套操作。钻探过程中要注意钻机转速以及钻孔深度，在处理卡钻等事故时严禁强拉硬扭。钻探过程中必须认真、准确地记录好每一次钻孔记录。钻探时应由地测人员跟班做好原始记录，当煤岩层发生变化时要及时记录变化的深度和性质，资料必须要真实可靠，每钻进一定距离或更换钻具时，必须测量一次钻杆数量并核实孔深，终孔前再复核一次。施工钻孔时，如果出现煤岩层突然松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停止钻进，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆，立即汇报矿调度室，及时采取措施。
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2.3钻探完毕后
钻孔施工完毕后若钻孔有出水等现象时，应安排专人定时观测其涌水量、气体等情况，并做好记录。若钻孔已达到钻探目的，无其他作用时必须及时封孔。
3钻探施工技术
当井下采掘工作面遇到以下情况时必须进行钻探验证：顶板或两帮有采空区、接近导水的地质构造、接近可能积水的区域、接近有出水可能的钻孔、接近水文地质情况不明的区域等。
3.1探测采掘工作面上方及本煤层采空区的积水
根据各矿长期的实际工作经验，在开采厚煤层探测顶板采空区时应采用长探与短探相结合的办法，长探即常规钻探，短探是指在长探范围内进行的短距离的补充勘探，目的是为了弥补长探可能未探到的区域。短探的超前距及帮距不得小于5m，为了保证短探安全，短探时不得采用手持钻具进行钻探。探测前必须根据煤岩层情况、积水范围、水压等设计好钻孔的起始位置、个数、深度等参数，然后按设计施工，设计施工钻孔时必须注意各个钻孔的施工顺序，应由推断压力小的钻孔逐步向压力大的钻孔施工。钻孔须成组、呈扇形布置。根据《煤矿安全规程》规定探放老空积水最小超前水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m。探放水前须先固结套管，固结套管一般采用水泥浆固定，水泥浆的水灰配比为1∶0.8，水泥标号不得低于425号，凝固时间为24h，承受压力不得小于1.5MPa。钻探时必须按设计顺序施工，施工钻孔时，如果出现煤岩层突然松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停止钻进，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆，立即汇报矿调度室，及时采取措施。
3.2探测导水构造
根据《煤矿安全规程》规定探放断裂构造水和岩溶水的钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。在岩层中探放断裂构造水时首先要确定超前距和止水套管长度。
3.3钻孔
经过计算确定超前距和止水套管长度后根据煤岩层情况、导水构造的规模等设计钻孔，明确钻孔的个数、深度、角度、施工顺序等，然后按顺序施工，遇到岩层发生变化，如突然变硬或变软时，应及时提取岩性；如钻孔发生出水情况时，应及时观测出水水量、水文、水质，及时进行水化学分析，持续观察其动态变化。当钻孔打到构造时如果钻孔内出水，应及时进行放水实验。如果钻孔内无水，应该对钻孔进行注水耐压实验，及时判断断层带内的岩石破碎程度、胶结程度等。当钻孔施工完，各种数据采集完毕后应及时对钻孔进行封孔。
结论
现阶段，我国煤矿面临的钻探问题是，虽然各矿业公司都制定了钻探措施，但是由于钻探作业施工时间长且程序繁琐，导致施工队伍在作业过程当中弄虚作假，无法按设计完成施工，导致了一些不应该发生的水害事故，所以，笔者认为在钻探技术上，一方面需要加强职工思想认识，另一方面也需要在保证安全的基础上设法减少工作强度。
参考文献
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论文作者:陈会领
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/9
标签：钻孔论文; 水害论文; 岩层论文; 钻杆论文; 工作面论文; 煤矿论文; 矿井论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;