定向钻进技术对矿井地质勘探的应用

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摘要：煤矿井下作业的实施中，为了可以针对较远距离煤层进行实际走势的探勘，同时探查出陷落柱和采空区等某些异常的地质状况，合理减少因地质构造而导致的矿井生产安全问题，应对定向钻进技术加以运用。该项技术拥有作业灵活、精度较高等特点，在煤矿井下地质勘探工作的开展中，有着良好的应用。文章对定向钻进技术做出概述，论述了矿井地质勘探中该项技术的应用，以供参考。

关键词：煤矿井；定向钻进；地质勘探

煤矿开采是一项较为特殊的工作，该项作业的施工和工作人员的生命安全之间存在高度的关联性，如果作业中出现问题，不但会导致煤矿开采企业的经济效益受到一定的影响，还会威胁煤矿开采工人的安全。因此，加强煤矿开采中先进技术的应用是确保开采作业人员生命安全的基础，而定向钻进技术是一种比较先进的煤矿开采技术，可以为煤矿开采工作人员的安全提供保障，值得推广应用。

1定向钻进技术概述

定向钻进技术属于新型的煤矿开采技术，在矿井勘探工作的开展中具有较为广泛的应用[1]。我国煤矿勘探工作的开展中，定向钻进技术比较重要的应用便是针对抽采煤矿井下瓦斯等相关毒性气体的防治，同时该项技术的应用可以有效确保煤矿井下勘探工作的有序推进，创造一个比较安全的作业施工环境，给煤矿井下开采工作的开展提供了有力保障。具体应用该项技术的过程中，通常是将相关的工艺设备、测量工具及其井下作业工具加以结合，借助对钻孔运动轨迹不断做出适当的动态性调整，确保钻头可以顺沿指定的方向到达预先设计的目标位置，从而有效提升实际工作开展的效率，缩减作业施工成本，获取较为理想的效果，针对后续作业施工起到一定的参考与指导作用，从而明显提高作业施工的安全性。相较于过往所采用的常规钻探作业技术来讲，定向钻进技术在分支孔的施工中通常存在如下优势：①实施伴随钻探工作的开展进行勘探相关信息的计算与保存。②以较小的误差计算并创建出地层结构中相应的三维坐标，然后应用定向分支技术对这一点的坐标进行计算，借助多个三维坐标的创建，整体的三维模型便得到了较为有效的创建，实现了针对这一区域地质结构的勘探，产生的误差比较小。③借助已经完成作业施工的众多地质钻孔和实揭煤层剖面的比较，探寻地质钻孔相应的偏斜规律，对其中的相关影响因素加以分析，利用实践验证的比较，可以更加准确地确立地质钻孔偏斜所具有的规律性。

2矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用分析

2.1地质构造的勘探

煤矿井下开采工作的开展中，地质结构的勘探是基础性工作内容，和煤矿开采技术的工作效率之间存在着高度关联性，可以保证煤矿开采工作更加良好的效果[2]。具体地质勘探工作的实施中，借助随钻系统的应用，可以较为精准地将地质层相应的三维坐标计算出来，接下来利用已经完成探查的构造点进行多个不同分支孔的设置，应用定向钻进技术可以获取相应的三维坐标，这样便可以结合多组不同的三维坐标相关数据信息加以分析，获取精准的空间分布状态，从而给出更加合理，且具有一定安全性的煤矿井开采方案，同时可以有效节省更多的物力和人力。山西焦煤西山煤电斜沟煤矿，山西吕梁033602摘要：煤矿井下作业的实施中，为了可以针对较远距离煤层进行实际走势的探勘，同时探查出陷落柱和采空区等某些异常的地质状况，合理减少因地质构造而导致的矿井生产安全问题，应对定向钻进技术加以运用。该项技术拥有作业灵活、精度较高等特点，在煤矿井下地质勘探工作的开展中，有着良好的应用。文章对定向钻进技术做出概述，论述了矿井地质勘探中该项技术的应用，以供参考。

2.2工作面煤层厚度与走向的勘探

针对煤层相应的走向及其厚度进行探测也是定向钻进技术的一个主要应用。具体生产作业中，利用这项技术能够根据距离不同的探底与探顶方向，对钻孔过程中出现的位移进行测算，并能够实现此区域相对高度的转换，利用多个相对标高便可以确定出钻煤层相应的倾角，并且根据对联合煤层的走向，还可以直接确定工作面的煤层方向，进而有效减小煤矿开采的困难性。

2.3顺层孔煤层地质的勘探

顺层孔煤层地质的勘探工作中，定向钻孔技术在其中起到十分关键的作用。在这种对煤层地质的勘探中，孔底马达造斜钻头是其关键的应用工具，可以完成对煤层中相应顶板实际起伏状况的勘探。在结束地质勘探工作以后，可以采用提钻的作业方法开分支钻孔，孔的深度通常保持在60~100m范围内，提钻的距离需要控制在18~24m范围内。同时，钻孔相应的轨迹要求应始终保持在煤层中，通过不断地反复进行作业以确定与煤层开采方向相应的倾角和褶皱，从而使钻孔实际深度的设计条件得以较好实现。然后继续进行作业，顺沿分支孔的方向实施钻进处理，直至煤层位置，确切煤层地板的相应高度，接下来运用所获取的数据信息，计算出煤层整体的高度和所具有的厚度，这样可以保证所制定的煤层开采方案更加安全与可靠。

2.4采空区的勘探

采空区域的勘探作业中，定向钻进技术也具有较为重要的应用，具体方法如下：对设计钻孔相应的靶点位置加以选取，然后应用定向钻孔技术精准地对所设计的靶点位置进行钻孔；具体钻孔作业的实施中，如果钻孔相应的位置产生了不反水或是钻进较快突然性卡钻等方面的问题，便表明该区域便是采空区；找到采空区以后，应用碎钻系统对采空区域相应的坐标加以检测，再结合坐标的信息进行采空区煤矿具体分布状况的绘制，制定出可行的煤矿开采方案。

2.5巷道断层的勘探

巷道断层勘探作业开展中，运用定向钻进技术将能够实现巷道断层勘探工作的有序开展。在具体开展勘探作业时，首先完成针对一处松软煤层的寻找工作，并从远距离对巷道前方展开探查，同时将这一煤层作为切入点，针对巷道实施开挖处理[3-5]。具体开展勘探作业时，也许会产生现场勘探作业的距离与预期的情况不相符、出现距离过短等方面的问题，这时应结合作业施工的具体特点适宜地对所采用的勘探方案加以调整。顺沿煤层的方向开分支孔，对作业中获取的所有坐标位置加以整合，并根据具体情况，对出煤层相应的地质结构加以绘制，结合所绘制的结构图，对断层相应的位置进行寻找，设计合理的煤矿开采方案。

2.6陷落柱的勘探

陷落柱的勘探也是煤矿井下定向钻进技术的一个主要应用。作业施工中，首先应选取合理的勘探位置，通常都是将陷落柱多发的区域当作勘测的位置，并进行靶点位置的设计，应用该项技术实现对靶点位置的准确命中。若是具钻进处理中，产生钻进速度突然变慢、返破碎岩粒等方面的问题，说明这一位置为陷落柱区域，可以应用碎钻系统对陷落柱相应的坐标加以测定。结合上述所获取数据信息进行陷落柱实际分布图的绘制，对陷落柱分布图加以细致观察，进行煤矿开采方案的合理调整。

3结语

当前，煤矿的实际需求量不断上涨，原本的浅层煤矿资源基本已然被开发，并且过往所采用的煤矿开采技术也已经无法适用深层煤矿资源的开采作用中。这便需要对一些新型的定向钻进技术加以应用。综上所述，定向钻进技术在矿井地质勘探中具有重要的应用，可以实现对陷落柱、采空区和巷道断层等相关地质结构的勘探，从而确保煤矿井下开采作业的安全性，提高开采作业的效率和质量。

参考文献

[1]牛小龙,季伟.煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用[J].科技创新与应用,2021,11(17):148-150.

[2]周科.煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2021(7):185-187.

[3]马明辉.煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济,2020(18):160-161.

[4]武杰.煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2018(2):46-47.

[5]付勇涛.矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用[J].黑龙江科技信息,2016(17):123.

作者：段鑫 单位：山西焦煤西山煤电斜沟煤矿