钻探技术在煤矿井下防治水中的应用研究论文_姜磊

钻探技术在煤矿井下防治水中的应用研究论文_姜磊

陕西省一八五煤田地质有限公司 陕西省榆林市榆阳区 719000

摘要:煤炭在是我国经济发展支柱型产业,直接影响着社会经济发展趋势和人们正常生活。煤矿产业的进步带动了工业的发展,相较于其他行业来说煤矿产业利润较高,随着最近几年来科技发展逐渐加速,煤矿企业也受到了一定的积极影响,煤炭需求量越来越大。但是由于煤矿开采环境十分复杂,因此也不可避免存在大量的安全隐患,很容易发生灾害现象,透水就是其中之一。我国煤矿资源丰富,最近几年大肆开采只重效益、不重方法,这些原因导致透水事故屡见不鲜,尤其是开采下部煤层时候一旦上部出现透水问题,势必会对于威胁到生产人员的生命安全。对此,必须要改进生产工艺,合理应用钻探技术,做好煤矿井下防治水工作。本文对此做了深入研究,结合实践经验介绍了多种钻进工艺的防治水改进措施,希望可以为相关工作人员在工作中提供一些有价值的参考。

关键词:煤矿开采;钻探技术;防治水;措施

前言

眼下社会经济发展尤为迅速,对于煤炭的需求量也在不断在增大,过度的开采导致我国煤炭资源储量急剧减少,从目前的情况来看这已经成为了一个世界性的问题,对此人们将注意力放在了煤矿开采技术上。由于煤矿开采工程一般规模较大,难度高、工期长,处于野外作业,施工环境极为复杂多变,因此对于施工技术和施工安全有着很高的要求。随着开采深度的不断增大,环境也逐渐更为复杂,一旦遇到特殊地质情况就会出现透水现象。这不仅关系到施工人人员的生命安全,同时对于社会的发展来说也有着重要影响,因此必须要加大防治水技术的研发,不断提高施工技术水平。

一、煤矿井下防治水工程中钻探技术的应用

从目前的情况来看,在煤矿井下防治水工程中常用的钻探技术主要有四种,分别是全煤层孔螺旋钻杆钻进、高角度上仰孔钻进、斜下孔钻进、松软层跟管钻进等。具体应用如下:

1.全煤层孔螺旋钻杆钻进工艺

全煤层孔螺旋钻杆钻进工艺主要适用于需要全孔在煤层内钻进的情况,如瓦斯抽排、巷道贯通等。由于煤层硬度不高,特别是我国南方部分地区煤层胶结比好,采用别的方法钻进难度较大,很容易造成塌陷,而采用螺旋钻杆钻进,不仅速度快且效率高。在钻进过程中钻机齿筒会产生一定的动力,当动力传递到钻头即可实现钻孔。全煤层孔螺旋钻杆钻进工艺优点主要表现在以下几个方面:

(1)软煤层钻进效率高

螺旋钻杆可以将钻进过程中产生的碎屑、煤粉及时排出,有效避免了重复破碎问题,钻进效率较高。整个钻进的过程中不需要用到太多的辅助设备,成本较低。

(2)对孔壁的影响小

这种钻进工艺振动小,因此噪音少,因此对于孔壁也不会产生过大的不良影响。

(3)防水效果好

由于具有良好的防水效果,因此有效避免了由于透水导致的塌孔问题,成孔率高。同时钻进时不需要冲洗液,即便是在没有水的情况下同样可以进行钻探,对孔壁的损害不大。

2.高角度上仰孔钻进工艺

高角度上仰孔钻进工艺适用于目标与施工位置处于垂直时的钻进。在应用这种工艺的过程中,必须要保证顶板条件良好,做好顶板支护,对脚手架做好固定处理,避免石块坠落伤人。施工人员在操作过程中一定要集中精力,加杆迅速撤离,远离孔下方。除此之外也要控制好上孔口与地表之间的距离,最好保证在2米以内,必要时候可以在孔口管下好后加接一根套管,这样可以在一定程度上降低孔口高度。

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3.松软层跟管钻进工艺

松软层钻进主要可以分为两种情况,一是开始钻进就是松软层,二是钻进到一定深度后遇到松软层。松软层的钻进具有一定难度,仅仅采用常规钻进方法不仅钻进效率不高,还会造成孔内事故,很容易导致塌孔、埋钻、卡钻等问题。一旦遇到这种情况就可以采用松软层跟管钻进工艺。在钻进过程中遇到松软层后先下一径孔口管,再钻进一径的岩芯管,然后遭遇到松软层时就上钻,采用根管钻进方法进行钻进,实现边钻进边下入套管,防止上钻掉块等问题,提高了钻进过程的安全性,同时也有效保护了孔壁。如果刚开始钻进便遇到松软层,应配置一个筒状合金钻头,确保其与止水套管前端相符,并在后端上好螺丝头。第一根套管钻井孔内后即可松解螺丝头,然后再上第二根并钻进,直到钻进深度满足施工需求即可。钻进完毕后对于套管内的煤粉必须要清理干净,之后可注浆封管。

二、煤矿井下防治水钻进施工质量管理

1.建立完善的安全管理体系

煤矿建设单位和施工单位必须要把安全施工作为重点工作,予以高度重视。在施工之前做好全面的现场勘查和项目分析,根据实际情况制定合理的施工方案,做好施工安全管控。各个部门明确划分任务,将责任落实到个人,分级把关,一切均按照规定进行。组建专门的安全管理小组,制定合理的安全管理规章制度,发现安全隐患问题及时上报,并在最短时间内做出处理,避免由于管理失误导致安全事故发生。

2.引进新技术新设备

施工技术对于施工质量的重要性不言而喻,对于施工安全来说也是十分明显的。施工单位不能只局限于传统的施工技术,要不断引进新材料、新技术、新设备,根据实际情况优化施工工序,提高施工科技含量,保证治水效果,对于一些老旧或是带病设备要及时进行报废处理,避免带病设备投入作业。对传统的施工技术进行适当改造,创新施工工艺,尽可能满足施工要求,在全面提高井下施工水平的同时避免透水问题出现。

3.加强井下防水施工动态管理

在进行施工安全管理的过程中,相关人员必须要学会创新,摒弃传统的旧观念,及时认识到矿建井施工安全管理的重要性,具有一定的危机意识,予以高度重视,做好实时的监察和管理,尽可能的做到防范于未然。作为管理者要定期对工作进行总结和分析,不断吸取经验和教训,加强施工过程的动态管理,及时发现问题并解决问题。

4.加强施工人员的管理力度

由于煤矿井下开采本身就具有一定的难度,作业过程复杂繁琐,因此在施工过程中总会出现各种各样的问题,人为原因不在少数。对此管理层必须要注意这一点,加强施工人员的管理,定期开展安全教育和技术培训以及教育考试活动,不合格者不允许上岗工作,确保每一名施工人员都具备良好的职业素质和较高的技术水平。

三、结语

综上所述,眼下煤矿生产规模不断扩大,煤矿井底防治水工程也受到了高度重视,一旦透水问题得不到有效的规避和处理势必会对施工人员的人身安全带来一定的威胁。因此,煤矿企业必须要予以高度重视,根据实际情况合理选择煤矿井下防治水的钻进工艺,确保钻进过程安全高效,同时也要做好钻进质量控制管理,加强施工管理力度,坚决遵循早规划、早预防、早治理、预防为主、防治结合的施工原则,在确保煤矿生产的前提下尽量降低透水事故的发生率。

参考文献:

【1】王进海.煤矿井下防水使用技术探讨[J].中国科技信息,2012,(17):59.

【2】白飞,宗晖,刘氩镭.矿井下钻孔加固防水技术研究[J].科技传播,2014,(04):75+70.

【3】王鹏飞.矿山井下钻探事故与处理[J].科技信息,2012,(4):396-397.

【4】张继周.煤矿井下探水参数控制及探水安全措施[J].科学与财富,2014,(05):76.

【5】煤炭科学研究总院西安分院.井下探放水技术规范[M].煤炭工业部,2008,(2).

论文作者:姜磊

论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期

论文发表时间:2018/1/8

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