摘要：煤炭行业的发展直接关系到我国整体经济的发展走向。虽然我国的煤炭储量十分丰富，但是受到地形地质条件的影响，地质勘探存在不少问题。本文将结合煤矿地质钻探中常见的问题对钻探技术的应用进行探索研究。
关键词：煤矿地质钻探技术；应用
引言
作为不可再生资源的煤炭行业最近几年发展非常迅速，其开发和利用得到了国家的高度重视。地质钻探技术属于地质学范围内较为关键的环节，在煤矿钻探工作中有十分广泛的运用，这也相应地增加了人们对地质钻探技术的了解，对于其未来的发展也更为关注。
1煤矿地质钻探介绍
地质钻探是一种对地下地质情况进行勘察的钻探工作，一般可以分为普查和详查两种形式。普查的目的是了解和掌握地层、地质结构等情况；而详查则是对地质情况进行全面细致的勘察，这就需要采用钻探的手段。相较于其他手段，钻探具有工作量少、破坏性小的优势，可以在较短的时间内实现对大范围区域地质情况的勘察。此外，钻探还具有精确度高的优势，可对某一区域进行深入取样，为地质详查工作提供支撑。煤矿地质钻探的难度，不论是普查和详查都要高于普通地质勘察。我国煤炭资源储备丰富，分布广泛，很多煤矿地质构造都十分复杂，这对煤炭资源的开采带来了一定的困难。因此随着社会经济的持续发展，煤炭资源供不应求的问题变得越来越严重，为了解决这一问题，必须从煤矿地质钻探入手，加强先进技术的推广应用。
2煤矿地质钻探中的常见问题及成因分析
2.1煤矿地质钻探中的深孔问题
在我国的工程中，可以说开采煤矿是一个较大的项目，再加上我国的煤矿有着复杂的地质结构，因此在具体施工过程中，总是会出现不同的问题，其中深孔钻孔为最显著的问题。如果开采煤矿方未有充分的实践经验，或为全面的认识和了解开发工具，都会对煤矿开采工程的前期施工产生不利的影响。而从前期的施工情况来看，或多或少的会影响到煤矿开采工程。基于此，就非常有必要探讨深孔钻孔问题，这是一个非常有现实意义的工作。就深孔钻孔问题来讲，其实就是因为煤矿开采方，对钻探技术等并没有较深入的了解。因此，只有让煤矿开采方加强重视深孔的问题，这样对有效解决煤矿地质钻探中的深孔问题是非常有帮助的。第一，需要对煤矿开采工作的钻探技术和工艺等，有一个深入的了解和认识，只有确保在充分解决煤矿地质钻探中的深孔问题，才可以找到相对应的解决策略。第二，要采取对解决煤矿地质钻孔，所存在的深孔问题进行有效解决。其中，确定对煤矿进行开挖之前，非常有必要对煤矿地质进行分析，这样对选择施工机具是非常有帮助的。因为煤矿工程的开挖需要较大的工作难度，而且还需要耗费诸多的时间，因此，在开采煤矿时，要充分的重视所采用的施工机具，是否和钻探的要求相符合等。第三，煤矿开采方需要严格的要求煤矿开采人员的技术水平。
2.2塌孔现象
煤矿生产安全问题一直以来都是社会各界关注的焦点，为了有效保障煤矿地质钻探作业的安全开展，煤矿企业在施工之前必须要对水文条件、地质条件等相对较为复杂的矿井进行全面的探测，及时了解掌握当地的地质情况，最大程度地避免安全事故的发生。但会使相应的煤矿企业的工作量增加。据可靠统计，在近些年的煤矿地质钻探中，塌孔在煤矿事故中占50%，这不仅会严重影响施工，问题发生后的处理也十分困难，很容易出现卡钻或是埋钻的现象，严重的甚至会造成钻孔报废，给煤矿企业带来经济损失。
3煤矿地质钻探技术的应用探究
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。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反循环钻探
反循环钻探技术产生于金刚石绳索取芯钻探技术之后，该技术在同一钻孔中采用空气中心取样及水力反循环方法，应用同一套钻具实现钻进转换。按照地层条件情况采用空气及水力反循环钻进，使单一钻进方法的局限性得到克服，应用范围不断扩大，是一种具有重大突破的钻进技术。该技术主要分为空气和水力两种反循环，前者循环介质是压缩空气，利用双壁钻杆经内外管环隙，将压缩空气向孔底输送，采用全面碎岩方式对孔底潜孔锤驱动实现钻进，通过双壁钻杆中心通道，将潜孔锤驱动后的气体与岩屑向地表输送，使岩屑成为客观评价矿体资源化验分析结果的地质样品。因地质样品主要是全面破碎的岩屑，因此，所钻地层结构和构造难以得到全面反映，这也有待于在今后的应用中结合生产实际，在技术方面逐步进行改进。
3.3液动潜孔锤钻探
在液动锤技术研究应用领域，我国居世界领先地位。该技术主要原理是基于回转钻探，液动锤采用现场配套的泥浆泵对冲洗液进行输送后驱动，向具有岩石破碎作用的钻头施加冲击能量，带有冲击负荷的钻头进行回转钻探。安装在钻杆或岩芯管与钻头之间的液动锤，在钻孔时随延深钻孔施加给钻头冲击负荷，使钻进效率明显提高。该技术改革了常规回转钻探，在现代金刚石钻探和空气钻探后是一种新的钻探方法。对大脆性、低抗剪强度及耐冲击力弱的坚硬岩石充分利用，使坚硬岩层和某些复杂岩层存在的钻探效率较低、钻孔质量不佳等问题，得到妥善解决的一种有效的钻探技术。因液动锤基于回转钻进增加，无须改变设备结构，可与减震稳流平压的空气室结合使用，实现稳定提高液动锤性能、对相关技术设备进行保护的作用。
3.4组合钻探工艺
反循环连续取样技术与金刚石绳索取芯技术是应用较广泛的两种钻探技术，这两种钻探技术各有利弊，将其有机结合，可以显著提高地质钻探找矿及钻探效率，有效降低成本。该工艺在钻进过程中效率高、判层及时，适用于干旱缺水地区地钻进。由于反循环钻探技术难以全面反映钻进地层的地质构造及产状，地下水位对钻进孔深具有显著影响。因此，应对所钻地层地质构造及产状加深了解。绳索取芯钻探技术在取芯质量方面相对较高，能够钻进较深的深度，与反循环钻探技术相比，不足之处在于钻进效率有待提高，时间利用率较低，难以及时了解所钻地层情况。
结语
综上所述，对几种应用较为广泛的煤矿地质钻探技术及其应用要点进行了分析阐述，希望可以为实际煤矿地质钻探工作提供一定参考，以促进钻探效率的提高以及钻探成本的降低。
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论文作者:高平涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/7
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