浅谈水平定向钻进技术在煤矿地质构造勘探中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈水平定向钻进技术在煤矿地质 构造勘探中的应用 摘 要：定向钻孔技术具有着对 钻孔轨迹进行精确控制的作用。从煤矿 地质构造勘探工作的实际情况来看，水 平定向钻孔技术可以有效满足煤矿对探 明地质构造的要求。本文主要对水平定 向钻进技术在煤矿地质构造勘探领域的 应用形式和应用实践等问题进行了探究。 中国论文网 /1/view-13026405.htm 关键词：水平定向钻进技术；地 质构造勘探；定向钻孔数据 DOI：10.16640/ki.37- 1222/t.2018.08.096 0 前言 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 煤矿井下高产高效综采技术的全 面推广，让煤矿井下煤层地质构造勘探 工作成为了煤矿安全高效开采的主要影 响因素。现阶段三维地震法和地质雷达 等物探手段已经在断层、陷落柱等地质 构造结构的勘探过程中得到了运用。为 了给矿方施工提供较为准确的地质参数， 相关人员也可以将水平定向钻进技术应 用于煤矿地质构造勘探工作之中。 1 水平定向钻进技术在煤矿地质 构造勘探领域的应用形式 从煤矿井下定向钻进技术的工作 原理来看，弯外管孔底螺杆马达的应用， 可以让高压水成为驱动孔底马达带动钻 头回转的工具。与之相关的有线随钻测 量技术发挥着传输孔底信息的作用。在 借助孔口监控设备检测钻孔轨迹的同时， 人们可以通过对螺杆马达工具面向角进 行调整的方式，改变钻孔倾角和方位角 的数值，进而对钻孔的轨迹变化进行控 制。根据不同煤矿在地层条件方面的差 异性，定向钻进技术主要应用在了地质 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 构造勘探、煤层及高位瓦斯抽采工作之 中。 （1）地质构造勘探定向钻孔。 在相关人员对煤矿地质情况缺乏掌握的 情况下，他们可以借助地质构造勘探定 向钻孔形式探测地质情况，以便降低煤 矿的开采成本。现阶段煤矿地质构造勘 探工作主要涉及到了以下因素：一是煤 层顶底板走向的勘测工作；二是陷落柱 的探测工作；三是断层构造的探测工作； 四是地质体边界和煤层倾角的探测工作。 （2）瓦斯抽采定向钻孔。瓦斯抽采定 向钻孔主要应用于井下煤层气的抽采钻 孔工作。集束型瓦斯抽采定向钻孔形式、 梳状抽采瓦斯定向钻孔形式和顶板高位 抽采钻孔形式为瓦斯抽采过程中所常用 的定向钻孔形式。 2 水平定向钻进技术在煤矿地质 构造领域的应用实践与钻孔设计依据 （1）煤矿地质地层特征分析与 钻孔设计依据。以某地煤田的煤矿地质 特征勘探工作为例，该地的断层走向为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 NE30，倾向为 NW，倾角为 70，落差 和延伸L 度分别为 350m 和 10km。这 种断层走向对煤层气成藏具有一定的控 制作用。在这一区域中也存在有石门上 向斜、蒲池背斜和蒲池西背斜等多种地 质形态。除此以外，该地煤层起伏较大 的问题也给巷道开拓和煤层开采工作带 来了一些不利的影响。针对这一区域地 下煤层所表现出来的易塌孔和易喷孔的 问题，相关人员将定向钻孔布置在了顶 板之中，并在向上到煤层以后使用开分 支孔重新探煤的钻孔形式。 这一钻场区域的地层起伏倾角较 大，且为负角度，在钻探施工工作开展 过程中，相关人员需要在注重钻探轨迹 控制的基础上，为排渣的顺畅性提供保 障，在钻进至探煤点以前，相关人员需 要及时在这一区域预留分支点。 （2）定向钻孔施工工艺的应用 实践。从这一区域的实际情况来看，为 满足钻探施工的要求，相关人员采用的 定向钻机为 ZDY6000LD 型定向钻机。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 此类钻机的额定转矩的最大值为 6000 至 1600N m，定向钻进转矩为 3000- 800N m。由于该区域煤层起伏相对 较大，因而钻孔设计可以为探测主运和 辅运巷道掘进方向的煤层趋势提供保障， 也可以为抽掘采衔接工作的开展提供一 定的依据。这一区域煤层瓦斯压力较大， 且易于破碎，本煤层的施工难度相对较 大，因而在勘测阶段，相关人员采用的 是前进式开分支的绝缘方法。根据钻孔 开孔设计的设计参数，回转钻进工艺钻 进 12m 开孔成为了勘测阶段所使用的主 要施工方式。调整工作面的措施如下所 示：首先，在钻机每钻 6m 以后进行一 次停泵测量工作，这一阶段相关人员需 要借助轨迹控制方法完成工具面的调整， 在工具面调整工作完成以后，相关人员 会通过加钻杆继续钻进的方式开展新一 次的测量工作。 （3）定向钻孔数据分析。在本 文所涉及到的煤矿地质构造勘探案例中， 相关人员共对 4 个定向钻孔进行了施工， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 其中 T5 钻孔的施工方位为 90，孔径为 96mm。T4 钻孔的施工方位角为 103； T1 和 T2 使用的是经过了梳状孔前进式 开分支方式，下表所示的内容为定向钻 孔施工的施工统计结果： 根据表格中所反映的信息，辅运 石门煤层倾角值为-19.73。主运与辅运 之间的煤层倾角值为 9.72。对此人们 可以借助均角全距法等研究方法确定煤 层与底板分界点之间的三维坐标数据， 原钻孔轨迹中的开分支探顶方法是三维 坐标数据体系构建过程中所不可忽视的 内容。 3 结论 定向钻进技术具有着精确钻孔轨 迹的作用，从煤矿地质构造勘探工作的 实际情况来看，人们可以在通过原