摘要：随着现代科学技术的不断进步和发展，原有的采煤技术已经逐渐不再适应现如今煤矿的发展状况，需要不断改进生产技术。煤炭资源是有限的，如何采取最有效的技术进行发掘煤炭资源，将是众多煤矿工作者长期的工作重点之一。而我国当前普遍适用的方法是利用钻孔抽采煤层的瓦斯，为煤炭的开采工作提供一个安全有效的工作环境。煤矿井下定向钻进工艺技术是现代煤矿进行开采作业的重要技术手段之一，为煤炭资源开采工作的顺利进行提供了良好的前提准备条件。因此，本文对煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用进行分析。
关键词：煤矿井下；定向钻进技术；矿井地质勘探；应用
1煤矿井下定向钻进技术及其在地质勘探中的施工方法
1.1定向钻进技术概述
当前，煤矿井下作业大多采用三维地震、电法等手段来探测断层，但这些探测方法对于断距小于５ｍ的断层，缺乏检测精准度，使断层、陷落柱、瓦斯等地质的探测不明，影响煤矿的高效掘进，甚至导致煤矿瓦斯突出或井下渗水等安全事故发生。因此，在煤矿井下生产过程中应用定向钻进技术，在保证作业效率的同时，能够提高生产安全性。要想利用好该项技术，需要了解技术的相关问题。定向钻进技术主要应用于岩层和较稳定煤层的瓦斯抽放钻孔施工中，利用定向钻机及相关的随钻系统，能够通过实时监测，获得相关数据。
1.2施工方法
定向钻进技术最大的特点是，能够人为操控转变钻头孔的轨迹及空间位置。在施工探测过程中，将探头放置在区域深层次中，探测出钻头参数及孔深，可以参照钻孔的轨迹，运算出孔垂的左右位移。通过分析使用中钻探的参数，来勘探出孔前方的煤层走势及孔周围的地质环境。为进一步掌握钻孔的轨迹，定向钻进技术的施工方法如下：
第一，明确勘测点。根据电法仪器检测出地质异常区域，在工程图中，确定钻孔点，根据煤层及巷道等资料，来设置定向钻孔。
第二，明确地层变化信息。在进行钻进过程中，要注重返渣岩性的变化，按照实钻的左右偏差，来确定钻场的空间位置。
第三，缩短异常孔段区域的钻孔。将施工定向钻孔钻进至煤层的陷落区域或者断层附近的地质破碎区域时，要将钻头提升至岩层稳定区域，进行开分支孔，再钻进下一个钻孔点内。
2定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用
煤矿井下煤层的煤层厚度、煤层走向及煤层地质异常等信息可以利用地面钻孔探测获得，地面钻孔可以获得大范围内的煤层信息，但是对局部范围的信息获取准确性交底，只能得到揭露煤层的信息，不能实现对煤层信息的超前探测。利用定向钻孔可以提前探测到煤层的地质信息，利用前进式开分支施工工艺展开施工，可以确定煤层顶底板的标高，探测到煤层构造的具体情况。
2.1对地质构造进行探测
想要将定向钻进技术更好的应用到具体的煤矿开采过程中，首先就必须要认识到对地质构造进行探测的重要性，这是煤矿找矿以及开采工作的基础，同时也是提高煤矿工作效率以及效果的基础性保证。总的来说，对地质构造进行探测的过程中，需要利用随钻测量技术及计算功能，可以计算出地层构造的三维坐标，然后可以在已探明构造点钻孔部位设计多个分支孔，利用定向开分支技术计算出该点的三维坐标。最后，对获得的多组三维坐标点数据展开分析，就可以勾勒出该区域地质构造的实际空间分布情况。
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2.2探测工作面煤层厚度与走向
在定向主钻孔中应该按照相应距离来设置不同探顶和探底分支钻孔，如果分支钻孔钻遇到了煤层顶板或者煤层底板，这时可以充分利用仪器得到的数据对钻与顶板、底板相应点的上下位移进行计算，然后将其转化成该点的相对标高，然后按照相对标高的顺序将多个探顶板、探底板分连在一起，这样就可以计算得到钻煤层倾角，最后结合煤层倾角、走向之间的关系可以得到工作面煤层的具体走向。煤层厚度探测也可以按照上面提到的方法进行。
2.3陷落柱勘探
陷落柱多发勘探区域多数情况下位于煤层水平面以上，这种情况下利用定向钻进技术可以保证命中靶点的精确性，在实际煤层施工过程中如果突然遇到钻孔返渣见破碎岩粒、卡钻蹩泵等现象，说明探测过程中钻头遇到了陷落柱，这时可以有效利用随钻系统，仔细的测量每个见陷落柱点的坐标，进而绘制出煤层采掘平面图中陷落柱的分布，进而为煤矿安全施工提供指导。
2.4煤田采空区勘探
在勘探区域设计定向钻孔的若干靶点，靶点间距一般20m左右，利用定向钻技术精确命中靶点，若施工中出现钻孔不返水、钻进突快后卡钻现象，说明钻头位置为采空区，利用随钻系统测出各个见采空区点的坐标，可绘制采空区分布，指导煤矿安全施工。
2.5巷道断层勘探
针对松软煤层巷道开掘，需对巷道前方远距离勘探，在本煤层勘探孔施工距离太短，采用在煤层顶板或底板施工长距离定向孔，并向煤层方向施工若干个分支孔，测量出见煤点坐标，根据见煤点坐标绘制出煤层中地质构造，分析其中异常带找出断层分布，指导巷道掘进。
2.6顺层孔煤层地质勘探
顺层勘探孔的特点在于钻井过程中需要沿着煤层每隔一段孔深利用孔底马达造斜钻进主动探顶，仔细探测煤层顶板的起伏情况，再提钻一段距离（通常为18～24m）进行开分支孔。在钻孔轨迹得到了充分保证的情况下，逐渐在顶板下稳定煤层中向前延伸，与此同时还要钻进，这样经过反复的施工，达到对煤层倾角、褶皱等地质构造进行勘探的目的，煤层底板探测出以后，可以与探测出来的煤层顶板标高、底板标高相结合，对煤层倾角、厚度等参数进行计算。
可见，定向钻进技术在煤矿井下勘探中的应用，不仅可以使井下地质勘探更加方便、快捷，同时还能实现对未知区域不同地层的开发与治理，并煤层的储量与走势进行科学评估，在此基础上为矿井建设提供有效的勘探手段。在未来的工作中，我们应该在煤矿井下工作中不断尝试开发高精度地质导向智能钻进系统，仔细的分析和研究相关检测量元件，与钻返渣相结合对探头附近岩性及地质构造变化进行分析。还能在当前的技术技术上开发出更加适合的随钻勘探录井软件，与地震、电法等仪器现结合得到检测结果，在此基础上绘制出具体区域的地质构造图。总之，应用定向钻进技术不仅可以为煤矿井下地质勘探工作提供便利，同时在固体矿产井下勘探中这项技术的应用空间也非常大，为矿井建设、地质构造勘探提供精确的勘探手段。
结束语：
综上，想要对煤矿进行有效的采集，提高采集的效率以及效果，仅仅依靠过去的技术是远远不够的，针对这一方面的问题，必须要将井下定向钻进技术应用到具体的煤矿开采过程中，实践证明，对这一技术的应用能够起到较好的效果，但需要认识到的是，这一技术的应用还需要通过相应策略的实施来完成，例如，要做好对工作面煤层厚度与走向进行探测等很多措施，这是保证整个煤矿开采效果能够得到有效提高的基础性保证。
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论文作者:赵电波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
标签：煤层论文; 钻孔论文; 煤矿论文; 井下论文; 技术论文; 地质论文; 地质勘探论文; 《基层建设》2019年第9期论文;