长距离定向钻探技术在探查小煤矿边界及老空水中的应用

发布时间：2019-09-26 17:26

【摘要】：论述了矿井老空水的赋存特征,分析了长距离定向钻探的优缺点,并以神华乌海能源有限责任公司矿井地面及井下定向钻探为例,研究了定向钻探技术在小煤矿边界及上层无规律老空积水探查中的技术和经济优势,为同类条件下矿井探查小煤矿边界及老空水探放提供了新的技术途径。
【图文】：

?煤矿采用房柱式开采，无规律可循，小煤矿采掘边界及积水范围不明，使正处于基建阶段的矿井整体布局设计难以确定。以首采区为例，该采区东部为煤层露头区，南北两侧以F64、F61两条落差大于50m的区域断层为界，因矿井不具备井下探查条件，设计通过地面定向钻探对采空区边界进行探查。在靠近三维地震及瞬变电磁异常区边界以西的地面施工地面定向钻孔ZK1、ZK2，，查明两钻孔连线以西9#煤是否存在采空区，待井下施工条件成熟后，再在井下合适位置对物探所圈出的采空区进行探放水工作，地面定向钻孔布置示意图如图1所示。图1地面定向钻孔布置示意图ZK1、ZK2探查孔使用G－55型定向钻机施工，两钻孔南北向沿地层走向布置，根据开孔标高及等高线资料，设计造斜段曲率半径为180m，相应两钻孔地面开孔间距360m，水平段沿9#煤层延伸。根据地面定向钻探探查结果查明，ZK1、ZK2水平着陆点及终点形成的连线上未发现9#煤采空区，因此可判定该连线以西没有9#煤采空区，确保首采区可布设不少于2个工作面，为矿井设计提供了依据，减少了投资风险。2.2井下定向钻探探查小煤矿边界利民煤矿东北部露头区与多个小煤矿相邻，小煤矿均已关停较长时间，采空区积水对利民矿西北边界905工作面开采造成威胁。为确保巷道掘进安全同时保证掘进速度，设计采用井下长距离定向钻探对边界老空水进行探查。在靠近井田边界905工作面原设计回风巷内对平行于巷道外20m、50m及70m三条线进行探查，探查这三条线上是否存在小煤矿越界现象，利民煤矿井下定向钻孔布置示意图如图2所示。图2利民煤矿井下定向钻孔布置示意图此次探查采用ZDY6000LD坑道定向钻机施工，为保证探放水垂向上无盲区，2#孔及2－1#孔分别沿煤层底、顶板布设，距煤层

卸ǜ?连线以西没有9#煤采空区，确保首采区可布设不少于2个工作面，为矿井设计提供了依据，减少了投资风险。2.2井下定向钻探探查小煤矿边界利民煤矿东北部露头区与多个小煤矿相邻，小煤矿均已关停较长时间，采空区积水对利民矿西北边界905工作面开采造成威胁。为确保巷道掘进安全同时保证掘进速度，设计采用井下长距离定向钻探对边界老空水进行探查。在靠近井田边界905工作面原设计回风巷内对平行于巷道外20m、50m及70m三条线进行探查，探查这三条线上是否存在小煤矿越界现象，利民煤矿井下定向钻孔布置示意图如图2所示。图2利民煤矿井下定向钻孔布置示意图此次探查采用ZDY6000LD坑道定向钻机施工，为保证探放水垂向上无盲区，2#孔及2－1#孔分别沿煤层底、顶板布设，距煤层底、顶板间距为0.5m。探查结果表明，905工作面回风巷外70m外无小煤矿采空区，解除了小煤矿老空水对905工作面的威胁，矿井边界防水煤柱也由原来的70m降为50m，增加了工作面可采量，避免了资源浪费。3定向钻探探查煤层上部采空区积水有些多层煤开采的井田，由于历史原因现矿井开采中、下层煤时，其上部煤层已存在较早的本矿采空区或小煤矿采空区，上层采空区水严重制约了下层煤工作面掘进和安全生产［9］，且由于上部煤层采掘大多无规律、无准确图纸，常规探放难度及工作量较大。考虑到小煤矿巷道均为沿煤层倾向从高向低采掘，这种情况下可利用井下坑道定向钻机对上部煤层采空区沿煤层走向按一定间距进行梳状探查［10］，可有效探放老空水。神华乌海能源公司五虎山矿9#煤906工作面，其上部为小煤矿开采的8#煤层，采空区充满积水，巷道掘进接近探水线时设计采用定向钻探对采空区积水进行探放，如图3所示。探查孔分别自?
【作者单位】： 神华乌海能源有限责任公司利民煤焦有限责任公司;
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划课题(2012BAK04B04)
【分类号】：TD745.2

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2542266