“指哪儿打哪儿”,定向钻技术更精进

时间:2023-08-04 来源:中国煤炭网 作者:赵正夫
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6月上旬,淮河能源控股集团勘探分公司在潘二矿西四瓦斯治理、疏水巷(7)施工的E3-1-1#灰岩定向探放水钻孔孔深达985米,再次创下行业下向灰岩探放水钻孔孔深新纪录。2021年至今,淮河能源控股集团本土矿井连续实现瓦斯零超限,井下定向钻14次打破行业纪录。

破纪录,实现精准治灾

“时隔2年没有破纪录了,期间想突破1米都很难。两年来,我们通过升级设备、改进工艺,集中攻关过破碎带、大垂深排渣、深孔定向等核心技术,攻克了数10个技术难题,最终使钻孔孔深较原纪录提升了95米。”勘探分公司井下特钻工区副区长李铁说,“传统钻机功率比较小,打的钻孔比较浅,轨迹也不好控制。现在我们打的定向钻,可以进行实时监测和纠偏,实现‘指哪儿打哪儿’。从防突来看,钻孔如果打不到指定的位置,就有可能会存在抽采空白带,而定向钻解决了这一难题。”

松软煤层钻孔施工中存在易垮孔、堵孔及埋钻等问题,成孔难度大。淮河能源控股集团煤业公司从2017年开始试验软煤顺层定向长钻孔,先后在潘三矿17102(3)瓦斯治理巷、张集矿北一煤煤层回风上山、顾桥矿1126(3)运输外段等地点采用气动螺杆马达施工定向长钻孔,累计减少瓦斯治理巷道4500米和穿层预抽钻孔18.5万米。

谢桥矿12428工作面煤层倾角达-16度,断层发育,应力集中……淮南矿区在如此复杂的地质条件下,决定实施软煤定向长钻孔。这还未曾有过先例。

“我们决心填补这一空白,再次采用‘一孔两消’定向长钻孔进行预抽消突。截至6月底,共施工13个抽采钻孔,总钻孔量1954米,平均见煤率85%。单孔最大瓦斯浓度82%,抽采纯量每分钟1.25立方米,减少瓦斯治理巷道300米和穿层预抽钻孔1.6万米。收获显著经济效益的同时,也为同类型煤层瓦斯治理提供了一种新方法。”勘探分公司井下特钻工区区长张凯介绍。

目前,本土煤业定向钻从最初的以孔代巷、“一孔两消”、灰岩探放水三大应用,逐步发展为地质探查、防灭火、远距离注浆等九大工程应用。定向钻机和配置队伍也已从最初的3台、50多人,发展到目前的15台、200多人。

创标准,重构防灾体系

在勘探分公司技术管理科科研主管魏涛的办公桌上,一本《煤矿定向钻治灾技术》吸引了笔者的注意。

“这本由我们自主编著的《煤矿定向钻治灾技术》,展示了不同灾害类型定向钻治理实例,引领了定向钻治灾技术发展新方向。现阶段,定向钻随钻随测、实时传输、即时调整、施工精准的技术优势得到了充分发挥,并广泛应用于瓦斯、水、火、顶板等灾害预防和治理中,实现打钻作业方式的转变,为煤矿井下灾害治理透明化提供了可靠的技术手段。”魏涛说。

“勘探分公司负责从朱集东矿调整1台普通钻机至潘二矿,原则上月底前完成。”每月中上旬,煤业公司通防地质技术部都会下发一份月度《打钻调配及抽采精细化管理的函》。

笔者在6月份的通函中看到,相关人员对5月份打钻力量调配意见落实情况、重点打钻地点钻机综合台效等情况进行了总结,并对6月份打钻力量及装备调整方案、钻机综合台效考核重点块段等工作进行了安排。

该公司通防地质技术部高级主管李明强介绍,合理调配现有打钻力量、提升综合台效是下发通函的主要目的。

近年来,伴随着淮河能源控股集团信息化、智能化建设发展,淮南矿区钻进设备不断升级,测量系统不断完善,施工流程更加规范,钻孔应用领域更加广泛。勘探分公司通过在工程实践中不断总结,基于三类机型配套三种测量系统,创建六项标准,推广九大工程应用,逐步形成了定向钻“3369”方法论,构建了适应于淮南矿区的精准灾害治理体系。

“可以说,‘3369’方法论改变了淮南矿区以往井下灾害治理方式,是未来坑道钻探的主要技术手段。我们已在8矿、9区、16处地点进行定向钻进施工,开创了井下立体多元化的灾害治理新格局。未来,定向钻的发展趋势是自动化、智能化。现阶段,我们正在张集矿试验自动定向钻机。新装备工艺可实现自动加卸齿,大大降低了职工劳动强度。”勘探分公司副经理、总工程师程合玉表示。

下一步,淮河能源控股集团将继续在定向钻孔施工工艺及创新方面发力,聚焦梳状钻孔施工工艺改进及完善、钻孔过破碎带定点注浆技术、软煤钻进工艺优化等难点,深化“以孔代巷”技术推广应用,助力本土煤业安全、高效、绿色开采。

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