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煤矿千米定向钻进施工方案XXXXXXXXXXX有限公司2018年2月目录一、定向钻进技术简介 (1)二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计 (1)（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则 (1)（二）定向钻孔设计的主要内容 (2)三、煤矿井下定向钻孔轨迹控制 (2)（一）定向钻孔轨迹控制主要参数 (2)（二）定向钻孔轨迹控制注意事项 (2)四、煤矿井下定向钻进工艺 (3)（一）定向钻进工艺流程 (3)（二）探放水和构造探测施工工程设计 (3)（三）定向钻进工艺 (5)五、施工设备与人员配置 (9)（一）施工工程设备配备 (9)（二）施工工程人员配备 (10)六、孔内事故处理 (11)七、钻孔施工注意事项 (11)八、灾害应急措施及避灾线路 (12)煤矿千米定向钻进施工方案一、定向钻进技术简介定向钻进起源于石油钻井,随着钻探技术的不断深入,受控定向钻进技术从石油行业逐渐延伸到煤炭、地质等领域,发挥着重要的作用。
煤矿井下近水平定向钻进技术是钻探工程领域的一项新技术,通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸，并可进行多分支钻孔施工，具有钻进效率高、一孔多用、集中抽采等优点，现已成为国内外瓦斯高效抽采的主要技术途径，并应用于地质构造探测和探放水等领域。
二、煤矿井下定向钻孔轨迹设计煤矿井下定向钻孔是通过对倾角和方位角的实时调节实现对钻孔轨迹的精确控制，保证钻孔轨迹在目的层中有效延伸。
（一）煤矿井下定向钻孔设计的一般原则1、充分掌握原始资料内容包括施工目的、技术要求等。
根据施工要求应尽量获取最全面的地质资料并及时更新主要信息，详细了解施工区域的地质情况和井下情况，便于合理设计施工方案，保障施工安全。
地质资料主要包括3项内容：地质报告（地质说明书）、采掘平面图、钻孔柱状图钻孔施工资料包括：瓦斯治理报告、瓦斯抽采数据、水文报告等2、可行性分析从技术、经济、效用等角度分析包括：煤层坚固性系数f、顶底板岩性、钻孔类型、钻孔长度（经济长度、能力长度）、供水供电情况、人员配置情况、工期要求（超前探工期紧张）3、尽量利用自然造斜规律4、考虑施工方便和安全钻进5、注重经济效益（二）定向钻孔设计的主要内容1、选择孔身剖面2、确定定向钻孔目标层位、靶区、靶点3、确定主孔和分支孔的施工方案，预留好分支点4、确定定向孔孔深轨迹参数参数包括：磁偏角、各孔段长度，起始点和终点的倾角、方位角，各孔段起点和终点的上下、左右位移，到达目标层位的倾角、方位角、上下和左右位移。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索随着我国煤炭资源开采的不断深入，煤矿井下工作面的形势愈加复杂，采煤厚度逐渐加大，煤层深埋深度增加，这给传统的煤层开采方式带来了巨大挑战。
随着科技的不断发展，定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用成为了一个备受关注的研究热点。
本文将就利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索进行深入探讨。
一、煤层定向预抽长钻孔技术概述煤层定向预抽长钻孔技术是指利用定向钻机在地表或井下对煤层进行精确定向，然后进行长钻孔的施工，将煤层中的天然气、瓦斯等有害气体在地下预先抽采，从而降低井下采煤工作面的瓦斯浓度，确保煤矿井下工作面的安全生产。
二、定向钻机的应用优势1. 提高工作效率利用定向钻机进行施工可以大大提高工作效率，比传统的井下施工方式更为快捷高效。
2. 增加精度定向钻机可以实现精确的定向施工，能够将钻孔准确地打入到目标煤层中，提高了预抽长钻孔技术的施工精度。
3. 减少人力成本相比传统井下作业，利用定向钻机进行施工可以减少人力成本，降低了作业风险。
三、煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索1. 确定施工方案在进行煤层定向预抽长钻孔技术应用探索之前，首先需要根据具体煤矿的地质条件和工作面的实际情况，确定合理的施工方案。
这包括确定定向钻机的使用位置、施工钻孔的方向和长度等。
2. 完善施工技术在煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索中，需要不断完善施工技术，包括定向钻机的操作技术、钻孔进度的控制、钻孔管道的安装等方面，以提高施工效率和精度。
3. 实地试验验证在进行煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索过程中，需要进行实地试验验证，通过现场实际施工，验证技术方案的可行性，调整和改进施工流程，提高技术的适用性和实用性。
4. 探索技术应用范围煤层定向预抽长钻孔技术的应用范围不仅限于煤矿井下工作面，也可以在地下隧道、岩石工程等领域进行应用探索，扩大技术的适用范围，提高资源开采的效率和安全性。
长距离定向钻探技术在煤矿探放水中的应用研究摘要：定向钻探技术在矿山、隧道等地下工程中越来越受到重视。
这项技术可以加快掘进速度，同时实现高效放水，减少水患问题的出现。
在传统的巷道掘进工程中，水工艺是一个重要的环节。
水工艺是指利用探放水的方式将地下水引入管道，将水从巷道中排出，以保证巷道的干燥。
然而，固有的探放水工艺存在一些限制，比如掘进速度较慢等问题。
而定向钻探技术则可以克服这些限制。
通过使用高压水射流，在地下钻出一定的孔径，然后在孔径内安装管道，通过管道将地下水引出，实现巷道的放水。
这项技术不仅可以加快掘进速度，而且还可以实现高效放水，预计放水量与积水量相当，减少水患问题的出现。
关键词：长距离；定向钻探技术；煤矿探放水；应用随着我国煤矿深度和开采难度的加大，煤矿探放水的技术难度也越来越大。
传统的探放水方法如井下钻探、地面钻探等已经难以满足当前煤矿探放水的需求。
因此，长距离定向钻探技术应运而生，成为了煤矿探放水的重要手段之一。
长距离定向钻探技术的原理是利用先进的全方位方向控制技术，将钻孔控制到需要探测的目标区域，同时，通过高精度的测量技术，准确获取目标区域的地质信息。
在煤矿探放水中，长距离定向钻探技术可以有效地探测到井下水源，提高了煤矿探放水的效率。
1传统巷道掘进的探放水施工工艺和存在问题1.1传统探放水施工工艺在实施钻孔时，我们使用了通揽钻杆和ZDY4000LD钻机，直径为94mm，长度为1.5m，功率、转速与压力分别为55kW、70r/min、21MPa，扩孔与导向钻孔二者的直径分别为153mm、94mm。
这些工具和设备的选择是基于工作面周围不存在老窑水和采空区的情况下，不需要对钻孔进行布置。
但是，顶板钻孔需要布置到工作面中，需要在工作面中布置3个钻孔，深度均为279m，顶板与钻孔所成的仰角均为10°，终孔处距离上覆岩层10m，全部钻孔被布置成“扇形”。
在实施钻孔施工时，我们将钻机钻到10m时停止钻孔并更换扩孔钻头，继而实施扩孔施工。
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化94 科学与信息化2019年11月中千米定向钻孔技术研究与应用赵强山西东庄煤业有限公司 山西 长治 046300摘 要 瓦斯治理是高瓦斯安全开采的前提，钻孔抽采瓦斯是防治煤矿瓦斯灾害的根本措施。
千米定向钻进技术能实现长钻定向钻进的精确控制，可提高钻孔瓦斯抽采效率，有效解决高瓦斯危害，减少环境污染，实际应用中存在诸多问题，总结了千米定向钻进技术的应用现状，指出千米定向钻进技术必须在适用性与抽采参数匹配的合理性，使用安全，经济效益等方面加强研究，才能充分发挥其技术优势。
关键词 定向钻进；瓦斯抽采；千米钻孔瓦斯灾害严重影响我国煤炭产量，根据抽采达标，管理到位的瓦斯综合治理技术体系，治理矿井瓦斯灾害关键是抽采瓦斯。
利用千米定向钻机在瓦斯防治的领域研究不断深入，千米定向钻进技术能实现长钻孔定向钻进，保证钻孔轨迹在煤层中有效延伸，在国内不少地区得到推广应用。
我国煤层埋藏地质条件复杂，目前利用千米定向钻机进行顺煤层钻孔施工试验的大型煤炭集团，大部分长距离试验经常收到瓦斯喷孔，堵孔等问题的制约，导致无法发挥长钻孔预抽瓦斯措施有效作用。
1 定向钻进受控机理定向钻进是利用设计要求延伸钻进目标的钻探方法。
与常规钻孔的区别是钻孔设计有特殊的轨迹，目前国内常用的定向钻机分为VLD1000系列与ZDY-6000LD ，必须研究利用地层自然弯曲规律控制钻孔轨迹[1]。
力学条件是实现定向钻进的必要条件，钻孔弯曲定向钻进必须满足力学条件，钻头与孔底接触时，孔底平面轴向破碎速度不同，使钻头中心线偏离钻孔轴线。
中心线偏离孔轴线一定角度，钻压偏离角度施加给钻头，钻头破碎孔底与孔壁。
孔底钻具组合与孔壁存在空隙，是使中心线偏离原钻孔轴线的前提。
钻头作用的方向固定，钻头歪倒方向固定。
带有弯头的螺杆马达是弯曲条件的集合，携带钻头的工具面向角是定向轨迹控制的关键。
工具面是螺杆马达弯头纵向旋转一周的圆面，工具面向角值与测量值对应，如右侧测量值为132m ，设方位角为95.5°，在150m 设计方位角为90°，必须将工具面角值调整到第四象限才能保证钻头轨迹方向。
煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用摘要：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。
基于此，本文将对煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用进行分析。
关键词：煤矿井；定向钻进；地质勘探；应用1 煤矿作业中定向钻进技术的含义定向钻进作业技术是一种新型的并在勘测开采领域被广泛应用的作业技术。
而定向钻进作业技术在我国煤矿勘测作业中最主要的用途之一就定向钻进行防治水性钻孔施工、抽采煤矿井下瓦斯等有毒气体，为保证煤矿井下的勘测作业能够正常顺利地开展提供一个较为安全的施工和生产环境，对煤矿的开采起到一定的保障碍物作用。
其主要是由井下作业工具、工艺设备和测量工具组合在一起使用，通过不断动态地调整钻孔的运作轨迹，从而使钻头沿指定的方向到达预计目标处，大大提高工作效率，降低施工成本，达到预期效果，对于后期工作的开展提供了重要指导和参考，其工作开展相对轻松且安全性大大提高。
定向钻进作业中，其分支孔的实际应用与传统常规钻探的探测技术相比较，主要有以下优势：能够实时随着钻探工作的进行计算和储存探测信息，能够误差更小地计算建立出地层结构中的三维坐标，再利用其定性分支技术测算出该点的三维坐标，通过一个个三维坐标的建立，整体的三维模型建立出来，从而完成对于该区域的地质结构勘测工作，误差与实际值非常之小，通过已施工的大量地质钻孔与实揭煤层剖面的对比，找出地质钻孔偏斜规律，分析影响因素，通过实践验证对比，确认地质钻孔偏斜规律的准确性。
2 煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用2.1 勘探陷落柱进行矿井地质勘探工作时，通过有效运用定向钻进技术，可以实现灵活勘探陷落柱，并及时掌握区域的实际情况，制定完善的钻进计划，提高钻进工作的准确性。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
煤层气是一种重要的清洁能源资源，但是它的开采还面临着一些挑战，例如煤层非均
质性、瓦斯抽采困难等。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决这些
问题，提高煤层气开采效率和安全性。
定向钻机是一种专门用于斜井或水平井钻井的设备，它具有钻井速度快、钻井路径可
控等优点。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔，可以实现以下技术应用探索：
1. 预抽长钻孔技术：在煤层开采过程中，瓦斯是一大隐患，容易引发矿井事故。
通
过预抽长钻孔技术，可以将瓦斯提前抽采，减少矿井瓦斯浓度，降低煤矿事故风险。
利用
定向钻机施工的预抽长钻孔技术，可以针对煤层的特点设计合适的抽采路径，提高瓦斯抽
采效率。
2. 定向钻井技术：传统的钻孔方式往往是直钻，无法充分利用煤层气资源。
利用定
向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔，可以灵活选择钻井路径，将钻孔延伸至煤层的有效区域。
通过合理设计和控制钻井路径，可以提高煤层气开采效率。
3. 钻孔导向技术：煤层非均质性是开采的难点之一，传统直钻无法准确钻遍整个煤层，导致漏采现象。
利用定向钻机的导向技术，可以控制钻孔的方向和角度，实现钻遍整
个煤层。
通过导向钻井技术，可以减少漏采现象，提高煤层气开采的均质性。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决煤层气开采中的一些问题，提高煤层气开采效率和安全性。
在未来的研究和应用中，需要进一步探索和优化这项技术
的操作方法和参数设计，以便更好地应用于实际煤层气开采工程中。
定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用【摘要】定向钻进技术在矿井探放水孔中具有广泛的应用前景和重要性。
本文通过分析定向钻进技术在矿井勘探、放水孔施工中的优势以及面临的技术难点，探讨了该技术在实际案例中的运用和发展前景。
定向钻进技术不仅可以提高矿井勘探效率，减少勘探周期，还可以减少资源浪费，保护环境。
未来，定向钻进技术在矿井探放水孔中有望实现更精准的定向控制和更高效的施工作业，为矿业行业带来更丰厚的经济效益。
加强对定向钻进技术的研究与应用，将对矿井探放水孔的建设和管理产生积极的影响，对相关领域的发展具有重要的意义。
【关键词】关键词：定向钻进技术、矿井探放水孔、应用、优势、技术难点、案例、发展前景、未来发展、重要性、经济效益。
1. 引言1.1 定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用定向钻进技术在矿井探放水孔中的应用可以实现对地下水资源的准确定位和高效开发。
通过对地下水文地质情况的详细分析和勘探，可以确定最佳的放水孔位置和孔径，从而提高矿井的排水效率和水质净化能力。
定向钻进技术还可以实现在复杂地质条件下的施工，避免了传统开挖方式对周边环境造成的破坏和安全隐患。
在矿井放水孔施工中，定向钻进技术具有明显的优势。
传统的矿井排水孔开挖方式需要大量的人力物力，且施工周期长，容易造成矿井排水不畅和水质污染问题。
而定向钻进技术可以通过钻孔方式进行施工，减少了对地表环境的破坏，并且施工周期短，效率高，降低了施工成本和风险。
定向钻进技术在矿井探放水孔中的运用对于提高矿井的生产效率、降低排水成本和风险、保护环境和安全具有重要意义。
随着技术的不断创新和发展，定向钻进技术在矿井探放水孔中的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 定向钻进技术在矿井勘探中的应用定向钻进技术在矿井勘探中的应用是一种现代化的技术手段，通过强力机械钻机和先进的导向系统，可以实现在地下进行精确定位和钻孔作业。
在矿井勘探中，这项技术可以帮助工程师们更加准确地确定矿藏位置、矿体规模以及地质构造，为后续的开采工作提供重要的依据。
深孔定向千米钻机
在x矿瓦斯治理方面的应用
编辑人：潘文龙
瓦斯抽放是矿井安全生产的重中之重，x集团近几年不断的加大投资力度，矿井瓦斯抽放取得了明显效果。
x引进了目前世界上先进的ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机，并专门成立了x公司。
x公司千米钻机队目前正使用x台ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机在x矿实施本煤层瓦斯预抽。
截止x年x月底，已完成钻孔x个，累计进尺xm，有效解决了生产中的瓦斯管理问题，从而保证了矿井的安全生产。
一、瓦斯抽放方法的选择
根据x矿的瓦斯来源分析，矿井瓦斯主要来源于开采层3号煤层的瓦斯涌出，部分来源于邻近层的瓦斯涌出和围岩的瓦斯涌出，抽放瓦斯方法选择以预抽本煤层瓦斯为主。
国内外抽放经验证明：由于预抽排放煤体瓦斯，使煤体发生了收缩变形，当煤体原占据的空间体积不变时，煤体收缩一方面引起了原有的裂隙加大，另一方面也可产生新的裂隙，最终使煤层的透气性增大。
因此，长时间的预抽可以取得更好的效果。
从保证采掘工作面的安全需要，结合矿井采掘计划安排，确定长壁综采面的抽放时间为2年；连采机巷道掘进抽放时间1年以上。
采掘工作面预抽的孔口负压为20~40kPa，采空区顶板抽放的孔口负压为5kPa。
钻孔开、扩孔直径φ153mm，采用φ108mmPVC管封孔，封孔材料为聚铵脂，封孔长度3m；在抽放过程中对钻孔的抽放负压、甲烷浓度、抽放量等参数进行监测，并根据监测结果对钻孔抽放状态进行调整，以达到最佳抽放状态。
二、抽放钻孔施工工艺
目前普通钻机没有导向系统，无法随着煤层的起伏情况做出相应的调整，从而在实际钻进过程中大多数钻孔的有效深度不能满足实际要求，而ZDY-6000LD型深孔定向千米钻机以其特有的钻进机理从根本上解决了这一个问题。
深孔定向钻进技术在诸如美国、澳大利亚等主要产煤国家里，已作为一项很成熟的钻进技术广泛应用于煤矿瓦斯抽放、地质探测等领域，该技术的关键部位在于孔内马达驱动装置和配套的测量技术（图3）。
图3 孔内马达驱动装置
高压水通过钻杆输送至孔内马达，孔内马达内部的转子在高压水的冲击作用下转动，通过前端轴承带动钻头旋转，达到破煤的目的，在钻进过程中，钻杆本身不转，只作钻头的旋转运动，从而有效地降低了钻机的负载。
孔内马达的弯接头是一个关键部件，它和钻杆之间有一定的夹角，由于弯接头的作用，钻孔的轨迹将不再是传统钻机所形成的略带抛物的直线轨迹，而成为一条偏向弯接头方向的空间曲线。
当然，通过选择不同规格（它的规格通常为0.75、1、1.25、1.5、2度，这个度数指的是钻杆每前进3m所能变化的最小值）的弯接头可以改变钻孔曲率半径（即改变拐弯的快慢），并且在适当的位置还可以作分支钻孔钻进。
施工工艺流程：
(1)设计。
在每一个孔钻进以前，都需要由专门的设计人员根据钻孔布置要求，尽可能地收集所有的参考资料（地质、测量、地面钻孔、煤层钻孔等），做出欲施工钻孔的设计参数，包括垂直面和水平面的投影图，并通过任务交代，使钻工明确地清楚该钻孔的钻进意图。
(2)开孔。
首先用直径为96mm的开孔钻头开孔12m，退出开孔钻头后再用直径153mm的扩孔钻头扩孔3m。
然后用3m的封孔管进行封孔，最后将螺杆钻具放入孔内并连接直径73mm的通缆钻杆打钻。
(3)钻进。
正常钻进如同传统钻机的操作程序：启动水泵，待孔中返出水，确认返渣正常后方可开始给压钻进，其不同的程序是需要每6m进行一次测量操作，将钻孔的垂直和水平投影坐标相应的画在设计图上，并与设计轨迹进行对比，根据偏移情况决定如何调整弯头方向。
由于矿井地质资料不可能精确地表示出煤层的详细起伏变化情况，所以在实际钻进过程中，要求每间隔一定距离将弯头方向调整为垂直向上，使钻孔快速钻至顶板以确定出顶板所处的层位标高，然后后退到合适位置开分支继续钻进，如此反复，再将两探顶点连线的延长线作为下一段钻进时的参考顶板，从而保证钻孔始终在煤层中钻进。
(4)完孔参数。
当钻进结束后，将孔口监视器内的数据传输至计算机，通过处理后即可形成相应图表(图5、图6)。
图5 完孔垂直面轨迹图
图6 完孔水平面轨迹图
三、钻孔施工中需要遇到的问题及解决方案
(1)由于其特殊的钻进工艺，所以要求钻工必须首先在意识中形成一个钻孔的三维空间概念，以期对弯头方向做出更为准确有效的调整。
根据新景的地质状况，研究了一种容易掌握的适合新景矿的打钻方法，探顶回煤法。
(2)在打钻的过程中，我们经常遇到孔口周围煤帮破裂，孔内返水从煤帮裂口中流出导致孔口管中没有返水而被迫终孔的情况。
遇此
情况，我们结合普通钻机风压的打钻特点，采用风压开孔、风压扩孔的方法有效的解决了这一难题。
即节约了注浆所浪费的时间，又极大节省了人力、物力、财力，有效地节约了成本。
(3)由于煤层产状与地质构造的复杂性，在钻孔钻进时总是有设备抱钻的风险，所以要确保分支孔与主孔间留有一定的间距，以避免分支孔与主孔之间的相互作用影响和水力压裂的影响。
另外，要求在钻进过程中避免出现急弯现象而造成的钻孔阻力的增加，同时急弯现象也影响钻孔在事故情况下的打捞。
(4)在退钻过程中，要求每间隔30~50m进行一次洗孔操作，以确保退钻顺利和抽放通道的畅通。
四、设备打捞
由于煤层地质的不可预见性，钻孔发生抱钻、卡钻、掉钻的可能性时刻存在。
避免此类事故最行之有效的方法为：当遇到未知的地质情况时，及时撤钻！虽然如此，但发生此类事故的不确定因素又使得在实际操作中不可能绝对性的避免抱钻、卡钻、掉钻。
所以说，有效地实施设备打捞是深孔定向钻进中一个必不可少的关键程序，也是深孔钻进中的另一项关键工艺。
新景矿煤质较软，极易压钻。
据不完全统计，累计发生抱钻、卡钻20余次，其中掉钻一个，成功打捞一个。
总结历次打捞经验，可靠的专用工具是最基本的要求，如公锥、母锥、各种型号的打捞套管等；另一个打捞因素是在详细分析、研究相关钻进参数后，制定细致、可靠的打捞方案，这个方案必须考虑到各种可能发生的状况，而且要在实施过程中不断调整细节的打捞程
序；再一个关键的因素是现场实施人员的操作经验和准确的判断力。
只有充分做好这几个方面的工作，才可能最安全、有效地实施打捞。
