摘要：近年来，我国煤炭开采行业的事故发生率居高不下，而其中煤矿水害问题更是给煤炭开采行业造成了重大的损失。如今，煤矿水害问题已经成为了我国煤矿产业发展的重大阻碍，因此，一定要使用先进的探测技术对煤矿的水源进行先一步的勘测。而钻探技术就是如今最为有效的技术之一，基于此，本文对钻探技术在煤矿防治水工作中的应用进行简要的分析。
关键词：钻探技术；煤矿；防治水
一、钻探技术应用于煤矿井下防治水的优势
在煤矿井下防治水工作中应用钻探技术，可以提高生产工作的效率。通过调查研究，总结出钻探技术应用于煤矿井下防治水中的优势：①）钻探作业占据的空间较小，其设备的高度和宽度分别不超过5m和2m；②钻探设备大多较为轻便，体型较大的设备也可拆卸成零件进行运输；③由于钻探设备的结构较为简单，所以极易操作且安全系数较高。
二、矿井防治水技术手段
1、物探防治水。物探技术有两种手法，即电磁法与地震法。矿井电磁法主要指在地下巷道、采场中进行的以电性差异为基础，通过观测地下电场、电磁场分布变化规律来研究、解决地质问题的一类勘查技术。分为瞬变电磁法、直流电法、音频电穿透法和无线电坑透法；地震法主要探测的是煤矿附近的地质环境，使用地质勘测仪或坑透等工具。物探技术防治煤矿水害的好处就是勘测范围广、速度快，成本较低、操作简单。而物探技术的缺点是物探的结果多解化，因此，物探技术只能进行初步的勘探水害工作。
2、化探技术。化探技术主要是通过采用一些较为合理的科学仪器对井下地下水的分布情况进行较为全面的分析，得到的分析结果需要与标准的矿井水质的相关参数进行比对，从而分析目标样本的水样质量问题。一般情况下，化探技术常被用于矿井出现透水事故的时候，主要工作为进行水源勘探及水质分析。这项技术可以在短时间内探查出透水的原始位置以及水质的相关参数，从而使相关技术人员根据勘探结果提出相应较为合理的处理措施，此项技术是目前较为常用的地下水勘探技术。
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。
三、在煤矿井下采用钻探技术进行防治水的具体方式
1、孔口承压止水套管封注。施工人员在探放高压水的时候可以采取双层套管封注的方式。应用双层套管封注对高压水进行探放，需要严格按照以下步骤：1）借助准133mm钻头开孔（孔深超过一级止水管下设深度1～2m），下入设计长度为准127mm止水管；2）用单液水泥浆将准108mm孔口管内部空隙注满，水灰重量比为W∶C＝1∶1～1∶1.2，浆液渗流至准108mm孔口管外壁；然后用水泥-水玻璃双液浆封固，水玻璃（38～40Be′）与水泥浆液体积比为S∶C＝0.3∶1～0.5∶1，以保证注浆后孔口管外壁不漏水。双液注浆凝固8h后方可扫孔（扫孔超过孔口管1～2m），然后进行耐压试验。试压成功后，再采用准113mm钻头扫孔钻进（孔深超过二级止水管下设深度1～2m），然后下入准108mm止水管；再进行注浆、扫孔、耐压试验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进行耐压试验时，采用注浆泵进行清水试压，压力不小于10MPa，稳压时间不少于30min；试压不合格需重新注浆加固，再次透孔试压，否则严禁钻进。以上止水管下管、固管工作完成后，方可开启高压闸阀及防喷装置，进行钻进施工。
2、松软层跟管钻进。在进行钻进的过程当中，通常会在以下的条件当中接触到松软层：①钻井钻到了某个程度的时候接触到了松软层；②在开孔的过程当中与松软层就发生了接触。当出现第一种问题的时候，不但会导致机械设备出现卡钻问题，而且还会引起严重的堵孔。对于这种问题所采用的应对策略有：先将口径较大的管道伸入其中，然后再将一个大于钻头的岩芯管引入其中。一旦钻井接触到了软土层时就必须要在最短的时间内将钻进行拉起，随后再利用跟管的方式穿过松软层。运用这种模式能够保障松软层孔壁的安全性和稳定性，效果良好。如果出现的是第二种问题，那么就会使得开孔的难度被提高。在进行放水孔的过程当中，必须要对孔口进行严实地封堵，这样才能够避免出现渗漏等问题。在通常情况下，应当要将岩芯管接到孔洞当中，然后再将套管放好。当松软层钻过之后就会造成孔内塌陷，因此必须要水套管前方加入相应口径的高强度钻头，当钻进孔内时就可以将螺丝头除去，并以此进行循环操作持续到钻井所需要的深度为止。
3、快速钻进救援。如果在采矿过程当中出现水害等安全事故，那么最为重要的就是要在有限的时间之内，做好相应的紧急处理方式，在做好搜救工作的同时，还要积极、主动地和井下受难的工作人员保持联系。越快取得联系可以更快的发起救援并且稳定被困人员的心态。一般情况下，矿井突发水害救援钻孔尽可能的要采取空气潜孔锤钻进工艺，一个原因是速度快，第二个原因是空气潜孔锤钻透巷道后可以及时向井下输送空气。
4、斜下孔钻进。采用顺层钻进方式时，如果忽视上岩层的自重容易导致塌孔，给破碎岩层的钻进工作增加难度。为充分发挥钻探技术的作用，需要对水压进行严格控制，使钻头与孔壁、孔底之间保持合适的距离。下钻过程中，当钻头与孔底距离在15m时，需要带水下钻杆并且有效控制水压，以确保其能够在合适的位置。当发生憋压现象时，需要提钻对其进行处理，保证钻进工作的正常运行。当钻头达到孔底时，要借助压力水使孔口正常返水后再进行钻进施工。
5、大口径直排水井钻进。在通常情况下，煤矿井管内径必须要保持在350mm～500mm的范围以内。而这也就成为了排水井工程钻井与施工过程当中的重点和难点。为了能够解决这个问题，国家以及政府的相关部门与企业，投入了大量的人力和物力资源来对该项技术进行深入研究，终于取得了良好的成效。研究出了符合我国具体情况的钻井、气举和气动潜孔钻井等技术，并将这些重要的技术进行重新地组合与归纳后成为一个完整化、系统化的钻井技术。伴随着技术上的不断成熟和发展，国家以及企业已经成功地利用该项技术完成了近五十个井眼，并且没有一个井眼出现安全隐患或者安全问题。
结束语
煤矿的水害问题很大程度上制约了我国煤矿产业的发展，因此钻探技术在煤矿防治水工作中的应用是至关重要。但现阶段而言，我国煤矿产业中钻探技术所面临的问题：虽然各煤矿都制定了钻探技术的使用措施。但由于钻探技术在施工过程中程序较为复杂，且耗时较长。也就导致了很多施工队伍在钻探作业中偷工减料，加大了煤矿水害的发生几率。所以钻探技术的使用上需加大对职工的思想教育，招纳高素质操作人员。才能保证钻探技术在煤矿防治水工作中的应用，进而保障煤矿产业的高速发展。
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论文作者:孔庆杜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/11
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