摘要：本文主要研究當前礦井定向鉆進技術在煤礦地質勘探中的應用。通過對定向鉆進技術的原理和施工方法進行分析和研究，探討煤礦井下定向鉆進技術在井下地質勘探中的實際應用。當前煤礦作為國家的支柱性能源之一，通過提升井下鉆進技術能夠有效提升煤礦地質勘探的質量和效率，從勘探環(huán)節(jié)提升煤礦開采作業(yè)的安全性，切實促進國內(nèi)煤礦產(chǎn)業(yè)開采效率的提升。 

　　關鍵詞：定向鉆進; 煤礦礦井; 地質勘探; 

　　1 煤礦井下定向鉆進技術及其在地質勘探中的應用方法

　　1.1 定向鉆進技術概述 

　　相比于其他類型的生產(chǎn)工作，煤礦開采工作具有一定的特殊性，由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境存在一定的危險性，一旦開采出現(xiàn)了問題就會給生命財產(chǎn)安全造成損失，給煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益造成打擊。因此在進行煤礦開采之前首先要對煤礦井下的地質情況進行勘探，通過掌握煤礦開采的實際地質條件從而有針對性的研究如何進行煤礦開采工作，而定向鉆進技術就是當前煤礦井下地質勘探中較為常見的技術應用之一。將定向鉆孔技術應用于具體的煤礦生產(chǎn)工作中不僅能夠有效提升煤礦生產(chǎn)工作的質量和效率，還能切實保障煤礦井下生產(chǎn)工作的安全性和穩(wěn)定性。

　　在進行煤礦檢查作業(yè)的過程中大多采用三維地震、電法等方式對采空、積水、地質構造等進行探測，但是針對斷距<5 m的斷層而言缺乏一定的準確性，因此往往很難精準地探測斷層、陷落柱和積水等煤礦地質條件，給煤礦的開采工作帶來不便。由于探測手法存在一定的疏漏，因此直接影響了煤礦的高效掘進工作，嚴重情況下甚至會導致煤礦開采地區(qū)瓦斯突出或是突水等安全事故，對煤礦開采人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴重的威脅。 

　　在進行煤礦井下地質勘探的過程中應用定向鉆進技術不僅能夠有效提升煤礦開采的作業(yè)效率，還能夠切實保障煤礦生產(chǎn)人員的安全。在實際應用定向鉆機技術的時候，首先需要做好對技術環(huán)節(jié)的了解和應用，定向鉆進技術在實際應用的過程當中通過定向鉆機以及相關隨轉系統(tǒng)實現(xiàn)對巖層和煤層的構造探測、探放水、瓦斯抽放等鉆孔施工，實現(xiàn)對當前煤礦開采地區(qū)實施地質條件、水文條件、瓦斯、工程地質條件的探測、監(jiān)控，獲取精準度較高的地質數(shù)據(jù)，從而保障煤礦生產(chǎn)的有序進行。 

　　1.2 應用方法概述 

　　相比于其他井下地質勘探技術，定向鉆進技術最大的特點就是能夠通過人工操作實現(xiàn)對鉆頭鉆進的軌跡以及空間位置的轉變。在實際地質探測的過程當中，首先需要將探頭放置在區(qū)域較深的井下開采空間內(nèi)，從而對鉆頭的參數(shù)以及孔深進行設定，根據(jù)鉆進設備的鉆孔軌跡能夠科學準確的計算出孔垂的左右位移情況，之后對定向鉆進探頭數(shù)據(jù)進行分析，從而得出鉆孔前方煤層的賦存情況以及周邊開采地質條件。通過分析定向鉆進技術鉆孔的運行軌跡，能夠有效查明勘測點和周邊地層變化等信息。

　　為了進一步掌握鉆孔的運行軌跡首先需要對勘測點進行明確，根據(jù)當前電法儀器能夠有效探測出地質條件異常的位置和區(qū)域從而設定定向鉆孔的方向和位置，之后在定向鉆進設備鉆進的過程當中需要施工人員注意返渣巖性的變化，通過定向鉆進設備孔垂的左右偏差確定當前正常的空間位置情況，最后針對異常孔段區(qū)域的鉆孔需要及時進行處理，當定向鉆孔鉆進煤層的陷落區(qū)域或是斷層區(qū)域時需要及時改換方向，及時將鉆孔提升到巖層穩(wěn)定的區(qū)域位置重新進行鉆孔工作。 

　　2 定向鉆進技術應用的策略 

　　2.1 對地質構造進行探測

　　通過應用地面鉆孔探測技術，能夠有效獲得當前煤礦范圍內(nèi)的地質構造、開采技術條件等數(shù)據(jù)，為煤礦設計、開采提供基礎依據(jù)。但是地面鉆孔也具有一定的局限性，不能很好的應對局部范圍內(nèi)的構造發(fā)育情況，并且不能實現(xiàn)對煤層開采的超前探測工作。定向鉆孔技術可以實現(xiàn)對局部地質構造以及相關開采地質條件的超前探測。

　　要想真正將定向鉆進技術與煤礦地質勘探需求進行結合，首先需要相關技術人員真正意識到在煤礦開采過程當中對地質構造進行探測的重要性和必要性。對地質構造進行探測是當前煤礦開采工作的基礎，不僅能夠有效保障煤礦開采過程當中的質量與效率，還能有效保障煤礦井下施工人員的人身安全。在對地質構造進行探測的過程當中，通過定向鉆進技術中的隨鉆測量技術能夠實現(xiàn)對地層構造數(shù)據(jù)的收集，從而計算出該點的三維坐標，通過計算機進行模型構建，模擬出煤礦開采區(qū)域的地質構造空間分布情況和開采條件。 

　　2.2 對煤層厚度與走向進行探測 

　　在礦井地質勘探中煤礦井下定向鉆進技術的應用能夠有效實現(xiàn)對工作面煤層厚度與走向變化的探測。在進行實際探測的過程當中應該根據(jù)煤礦開采的實際條件和要求設定距離進行探頂和探底的分支鉆孔設置，根據(jù)分支鉆孔獲取的煤層頂板和底板空間測量數(shù)據(jù)就可以計算出煤層的厚度、走向，實現(xiàn)煤礦的高效開采。 

　　2.3 對陷落柱進行探測

　　應用定向鉆進技術可以獲取陷落柱的位置、發(fā)育范圍等數(shù)據(jù)。陷落柱是影響煤層開采的重要因素，在實際進行煤層施工的過程當中應用井下定向鉆進技術可以根據(jù)鉆孔返渣的實際情況判斷是否行進到了陷落柱位置。之后可以借助隨轉系統(tǒng)分析當前陷落柱點的各個坐標，施工人員可以根據(jù)這些陷落點的坐標對煤層綜采平面圖進行陷落柱分布繪制，從而有效提升煤礦施工過程當中的安全性與穩(wěn)定性，為后期煤礦開采計劃的設置提供指導。 

　　2.4 對煤礦采（古）空區(qū)進行探測 

　　在應用煤礦井下定向鉆進技術進行礦井地質勘探的過程當中，需要對煤田采空區(qū)域進行探測，而應用定向鉆孔技術需要設計好不同的靶點位置，一般來說，將靶點之間的間距控制在20 m左右能夠最大程度地利用定向鉆進技術，可以使定向鉆井技術實現(xiàn)靶點精確的命中。另外在進行煤礦采（古）空區(qū)探測的過程當中如果出現(xiàn)鉆孔不反水或出現(xiàn)突水等情況，就說明當前鉆頭所處的位置已經(jīng)是煤礦的采空區(qū)域，需要相關人員及時利用隨鉆系統(tǒng)對各個采空點的坐標進行測量和記錄，從而繪制出當前煤礦開采地區(qū)采（古）空區(qū)的分布，保障煤礦的安全生產(chǎn)工作。

　　2.5 利用定向鉆孔技術抽采瓦斯 

　　瓦斯治理是保證煤礦安全生產(chǎn)的前提，利用鉆孔對煤層瓦斯抽采是國內(nèi)外煤礦瓦斯防治常用且有效的措施。井下定向鉆孔可以實現(xiàn)鉆孔軌跡的精確控制，保證鉆孔在預定的層位中有效延伸，增加瓦斯抽采距離；另外定向鉆孔技術可進行多分支孔施工，一孔多用，增加覆蓋范圍。

　　井下定向鉆孔不僅具有單孔抽采量大、衰減期長、效率高、抽采面積大等特點，同時與地面鉆孔相比還有“鉆孔施工成本低，排除了地面施工場地的影響；解決了后期受礦井采動影響，鉆孔被切斷阻塞不出氣的問題”等優(yōu)點。綜合分析，井下定向鉆孔在解決瓦斯抽放問題上具有較大的優(yōu)勢，目前在鉆進工藝、設備等方面存在的問題將隨著科學技術水平的提高逐漸完善，進而實現(xiàn)瓦斯安全、高效、清潔利用。 

　　2.6 順層孔煤層地質勘探工作

　　最后在進行礦井地質勘探中應用煤礦井下定向鉆進技術實施順層孔煤層地質勘探工作，能夠有效測算當前煤層頂板標高和底板標高，并計算煤層的傾角和厚度等參數(shù)，實現(xiàn)對未知區(qū)域不同地層的開發(fā)與治理工作，使井下地質勘探工作更加高效和快捷，切實提升當前煤礦開采工作的質量與效率。 

　　3 結語 

　　在進行煤礦開采前，必須運用各種地質勘探手段對煤礦地質、水文、開采技術條件等進行有效的數(shù)據(jù)采集和治理工作，通過針對性的研究和應用定向鉆進技術，能夠有效提升礦井地質勘探的質量和效率，切實促進國內(nèi)煤炭開采行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。 

　　參考文獻

　　[1]孟秦宇.礦井定向鉆進技術在煤礦地質勘探中的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017(24):11,25.

　　[2] 李曉啟.礦井定向鉆進技術在煤礦地質勘探中的應用[J].建筑工程技術與設計，2018(8):192.

　　[3] 代夫博.礦井定向鉆進技術在煤礦地質勘探中的應用[J].數(shù)字化用戶，2019,25(10):60.