摘要：现阶段，我国煤矿行业发展迅速，煤矿水害问题受到越来越多的关注，由于矿井的实际地质条件比较复杂，同时相关工作人员的操作不规范，容易造成事故发生的概率增加。因此，如何采取有效的措施解决水害问题，是实现矿井安全高效生产的目标之一，基于此，本文研究了钻探技术在矿井治理水害方面的应用，对于水害防治提出一定建议，以期推动矿井的安全发展。
关键词：钻探技术；煤矿；水害防治
引言
煤炭是现阶段我国的主要能源之一，随着社会经济的持续发展，我国对煤炭资源的需求量也在持续提升。为了更好地满足社会发展对煤炭资源的需求量，我国必须对煤矿地质钻探技术进行改造升级，有效地克服地形地质条件的不利影响，以保障我国煤炭行业的持续发展。
1水害类型
(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。
2矿井防治水技术手段
2.1物探技术
在矿井地下水探测过程中，物探技术是各项操作中的第一步，主要包括两种技术手段，其一为电类法，其二为地震法。其中，电类法主要是针对已经开采的煤层工作面附近积水区域的探测。一般的操作方式是通过瞬面垫层法以及直电流法两种方式完成探测工作。关于地震法主要是勘探目标煤层开采区域附近的地质环境状态，一般会涉及到使用地质勘探仪或瑞利波等相关工具。物探技术具有诸多优点，其主要优点体现在经济成本低，操作简单，勘探范围广，勘探速度快等方面。但此项技术也存在一些缺点，一般只能用于进行初步的水害勘探。
2.2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。
2.3钻探技术
在矿井生产过程中遇到水害时较常用的处理手段是钻探技术，而钻探技术也是矿井防治水工作的最后一项工序。此项技术主要是通过探放水钻机实现对目标透水区域进行钻孔检测，一般可以分为常规性检测以及专项检测两种类型。其中，常规性检测一般用于对于目标区域的地质条件不了解的情况下，为了保证后续开采工作能够较为安全的进行，常需要进行相关的表面探测检查工作。专项监测一般适用于已知地质情况开采区域的探测工作，一般涉及到矿井采空区以及积水区的水害钻探，有时候也会对某些存在异常的误判区域进行二次钻探，从而了解井下实际情况。钻探技术具有诸多优点，首先其探测所反映的结果比较直观，但是这项技术一般需要耗费较多的物力财力以及人力，同时其操作过程相对于其他水害探测技术来说较为复杂。
3煤矿地质钻探技术的应用
3.1绳索取芯技术
绳索取芯技术是由美国开发出的一种石油钻井技术，经过长期的发展和完善之后，可以适用于多种不同的地层，且针对不同地层开发出与之相适应的绳索取芯标准化钻具。在20世纪70年代中期，我国开始着手于该技术的探索研究，经过两年努力，终于完成了S56绳索取芯钻具的鉴定验收。其后，随着对该技术的深入探索开发，集成绳索取芯的液动潜孔锤、液动潜孔锤螺杆钻等一系列的新型钻具并推广应用，取得了十分理想的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中不提钻取芯的原理是将岩芯管在岩矿芯装满或是矿芯堵塞的过程中，孔内钻杆柱不需要提出地表，而在钻杆柱内采用专用绳索打捞工具捞取岩矿芯容纳管。应用绳索取芯技术，可大幅的减少升降钻的辅助时间，为钻进提供充足的时间，提升钻进效率。但需注意的是，一旦在钻进的过程中发生岩矿芯堵塞，必须在第一时间进行打捞，避免岩矿芯受到长时间的磨蚀。在岩矿芯打捞过程中，为了避免岩矿芯出现脱落现象，应全程保持平稳。综合来看，绳索取芯技术通过钻杆柱在孔内升降次数的减少，大幅度地降低了钻探工作人员的劳动强度。
3.2底板注浆改造(注浆加固)钻探
采用地面定向钻探技术，对可能发生透水的含水层或薄弱地带(如顶、底板，断层，陷落柱等构造)的层(部)位进行钻探施工，分段、分次带压注入水泥浆、粉煤灰、粘土、化学浆液等加固材料，对含水层储水空间和导水通道进行填充，实现含水层储水空间变小、隔堵导水通道，或改造、加厚隔水层的目的，是对矿井主要含水层源头治理最治本、最治根的技术。
3.3反循环钻探技术
反循环钻探技术是在金刚石绳索取芯钻探技术的基础上发展出的一种技术，原理是在同一钻孔内采用空气中心取样和水力反循环的方法，通过同一套钻具实现钻进转换。通过反循环钻探技术的应用可以突破应用范围的限制，在实际应用的过程中，可以分为的空气和水力两种反循环，前者是通过双壁钻杆经内外管环隙将压缩空气输送到孔底，同时通过双壁钻杆的中心通道，将潜孔锤驱动后的气体和岩屑输送到地表，通过岩屑的分析实现对地质状况的掌握。由于破碎的岩屑在反映地层结构和地质构造方面存在一定的局限和不足，因此这种技术在煤矿地质钻探作业中通常和其他技术综合使用，由此可以看出，反循环钻探技术仍旧存在一定不足，需要持续改进。
3.4斜下孔钻进
在上岩层自重的作用下，采用顺层钻进方式钻孔，极易出现塌孔现象，这样破碎岩层钻进的难度也会增加。为了取得良好的应用效果，需要有效控制泵压、钻头距离等:当钻头离孔底15m左右时，一定要给水下钻杆，同时控制泵压，如果发现憋泵现象，要提钻进行相应的处理。当钻头下到孔底时，需要转动钻机冲水10min左右，才可以进行钻进工作。
4煤矿水害防治工作中钻探技术的应用优化
钻探技术在煤矿水害防治中的应用，不仅可以验证前期物探结果，而且可以揭示富水异常区水文地质特点，进而帮助施工方了解导水构造水文地质条件及其与水源间的关系。但是，在现阶段煤矿水害防治工作开展过程中，钻孔轨迹不可控、含水层有效孔段短、钻孔孔深浅等问题的存在，严重影响了钻探水害防治效果。因此，在今后钻探技术应用过程中，设计人员应在保证钻孔轨迹平直的基础上，最大程度控制钻孔弯曲程度，避免钻杆与孔壁频繁摩擦影响钻探给进压力。其次，为降低钻孔埋钻风险因素，煤矿水害防治人员可采用回转钻机+定向钻进的模式，将钻进孔内多余杂质带出，同时在钻进阶段对钻孔漏失量进行观测，探究岩层破碎带水害分布情况，为后期水害治理提供依据。最后，为保证后期巷道掘进工作稳定进行，缓解矿井工作面紧张程度，同时相关人员可借鉴与工程水文地质条件类似工程经验，进一步调整煤矿水害区钻探方案。
结语
钻探技术作为我国煤炭行业常用的探测手段之一，虽然相关部门已经制定了操作规程，但实际操作过程中仍然存在较多的问题，某些失误仍会导致出现损害，因此做好相关的准备工作、严格执行施工中的相关步骤及处理出水现象都能够实现矿井的安全高效生产。
参考文献
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论文作者:李宾,,
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/31
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