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摘 要：本文阐述了坑道钻探技术在唐安煤矿的实践、应用，分析总结了在矿井现有开采技术条件下，为及时查明影响生产的地质构造，掌握煤层赋存状况，配合井下物探等手段，获取可靠的地质资料，为矿井的安全高效生产提供了有力保障。
关键词：坑道钻探；技术；应用
中图分类号：P412
1 概述
钻探技术发源于我国古代的四川，其首要用途是找水，其次是找盐，堪称我国四大发明之后的第五大发明。今天，我们在煤炭开采过程中，常常为满足地质、探水、安全或其他工程方面的要求，在井下进行一些钻探作业，由于井下工作条件及对钻孔的要求具有特殊性，因此逐渐形成一个相对独立的系统：坑道钻探。唐安矿自建矿至今，一直在不断地探索坑道钻探技术，该矿的井下钻探主要应用在采掘面超前钻探、备用面无炭柱探测、井下地质取芯以及瓦斯抽放长钻孔布置等几项工作中。从起初人力推进到动力推进，从单一水力排渣到气水混合排渣，不论是理论积累还是实践应用都取得了长足的发展。因钻探工艺和流程大同小异，这里只对具有代表性的备用面无炭柱探测和井下地质取芯进行介绍。
2 应用
2.1 备用工作面无炭柱探测
2.1.1 施工目的
对已经布置形成的备用回采工作面，按照三维地震资料、坑透结果及施工设计要求进行钻探，并根据钻探结果，分析判断工作面内陷落柱、夹矸层等地质构造情况，达到矿井生产补充勘查的目的，最终为矿井采掘计划提供基础依据。
2.1.2 施工准备
a.编制钻探设计（作业规程）。需明确巷道钻探起点、终点、钻孔间距、钻孔深度、成孔深度（成孔标准）、钻孔位置允许偏差距离等内容，为后续施工做好理论基础。
b.钻孔布置。从待钻巷道起点开始按钻孔间距要求，对钻孔进行挂牌布置，每孔一牌，做到钻孔定位准确。在遇顶板、底板条件不符合固定钻机要求，或遇其它特殊情况时，可以按钻孔位置的允许偏差距离规定，偏离指定位置布钻。
c.钻孔角度计算。根据工作面落差计算出每个钻孔的理论角度，一般采用三角函数法计算，但实际成孔角度与理论角度存在误差。以3410工作面为例，全部钻孔的成孔角度平均比理论角度大2.5--3度。这主要是由于煤层自身倾角、钻杆重量、钻孔深度等因素影响。因此钻孔角度的把握，既是钻探工作的重点，也是个难点，应根据各矿的地质情况不同，通过理论与实践结合，不断总结、完善可行的理论数据。
d.劳动组织。首要考虑因素是完成钻孔的时间，以孔深80米为例，熟练司机从开钻到退钻杆结束，全孔正常时一般为3～3.5小时，考虑入井、升井路途2小时；班中用餐0.5小时；移钻0.5小时；每班井下时间应在6～6.5小时。因此“三八制”作业，每班一孔浪费工效，每班两孔工作时间较长。所以，在人员富余的前提下，“四六制”作业较为合理。
e.其他。组织施工人员认真学习《钻探设计》和《钻机操作规程》，明确钻探任务、施工要求、现场管理标准和现场负责人及其职责等内容。
2.1.3 验证结果
以3410工作面为例，坑透结果显示距3410工作面停采线100m--160m处为SP9陷落柱。据此重点对该区域进行了钻探，钻探结果证实110m--145m处为SP9陷落柱，并准确勾勒出陷落柱长轴为35m，短轴为28m。柱内充填物多为泥砂物或煤屑、煤泥，柱内压实程度较松散。
根据以上结果，制定出直接截割过陷落柱的回采方案。经回采验证，SP9陷落柱的实际揭露尺寸、硬度与钻探结果完全一致。
2.2井下地质取芯
2.2.1 施工目的
根据设计需要布置钻孔，对意欲开采的煤层岩芯进行取芯钻探，通过采取的煤（岩）芯，分析判断煤层的厚度及煤（岩）层硬度和结构变化等情况，最终得出煤层是否具有开采价值和决定支护工艺的结论。
2.2.2 注意事项
a.受井下条件限制，在钻机功率达到煤（岩）层硬度和钻孔深度要求时，还应满足灵活、轻便、便于移动和操作的条件。同时还要尽量使用较短尺寸钻杆，以达到减小抬高钻机高度，方便钻杆连接、提高安全系数的目的。
b.钻机的固定。顶板取芯应特别注意钻机的固定，宜使用坑木等摩擦力较大的材料来抬垫钻机，并用单体液压柱进行撑压固定。实现牢固固定钻机，消除钻探过程中滑钻、钻机错位等安全隐患。
c.进钻。整个进钻过程以中后期的危险系数最大，因钻杆数量增加，其重量加大，人力无法支撑整个钻孔的钻杆，因此在接、换钻杆时必须用钻机卡紧钻杆，施工人员应分工明确、统一指挥，迅速来完成此项工作。
d.取芯收集。主要负责所采煤（岩）芯的顺序、标号、收集量等工作，应特别注意此项工作的质量，因此现场应有专门的技术人员来负责。
2.2.3 结果及意义
在无相关技术及资料参考的前提下，唐安矿分别在3410进风巷、3403回风巷、752皮带巷三个地点进行了实际操作，顺利完成了三个地点顶板单孔取芯30m，底板单孔取芯10m的钻探任务，采取率平均达到90%以上，满足了判定煤（岩）层厚度、硬度及结构的需要。为矿井井下煤层勘查和地质构造勘查提供了新的地质勘探手段，提高了地质资料的可靠程度，对矿井安全生产决策将起到深远的意义。
3 安全注意事项
3.1 鉆机固定环节。可采用地锚固定和压柱固定两种方式，但不论哪种方式，都应该对钻机的四个角进行全面固定，否则可能因钻机固定不牢靠出现钻机移位、钻杆吃力、钻杆扭折、钻孔报废等情况。
3.2 钻机操作环节。应安排有资质、有经验的工人操作钻机，钻机开启时，任何人不能站在钻杆的后方，避免顶钻发生钻杆从后方射出造成人身伤害。此外，钻机开启时任何人不得用身体、工具及其它物品接触钻机的转动部位，避免发生卷入、机械伤害等事故。
4 结束语
通过对坑道钻探技术的摸索、应用，配合井下物探等手段，能够满足查明影响生产的地质构造，获取可靠的地质资料；能够满足防治水工作“物探先行、钻探验证”的工作要求。在矿井现有开采技术条件下，为矿井的安全高效生产提供了有力保障。
参考文献：
[1].胡少韵，我国煤矿坑道钻探技术发展及存在的问题.煤田地质与勘探[J]，1998.（10）
[2].马沈岐，煤矿井下大口径瓦斯抽放孔钻探工艺.煤田地质与勘探[J]，1995，（6）.
[3].张德荣 贺洪均，煤炭地质勘查钻探工程的施工管理.云南煤海[J]，2008，（4）.[J]，2011，（4）.
关键词：坑道钻探；技术；应用
中图分类号：P412
1 概述
钻探技术发源于我国古代的四川，其首要用途是找水，其次是找盐，堪称我国四大发明之后的第五大发明。今天，我们在煤炭开采过程中，常常为满足地质、探水、安全或其他工程方面的要求，在井下进行一些钻探作业，由于井下工作条件及对钻孔的要求具有特殊性，因此逐渐形成一个相对独立的系统：坑道钻探。唐安矿自建矿至今，一直在不断地探索坑道钻探技术，该矿的井下钻探主要应用在采掘面超前钻探、备用面无炭柱探测、井下地质取芯以及瓦斯抽放长钻孔布置等几项工作中。从起初人力推进到动力推进，从单一水力排渣到气水混合排渣，不论是理论积累还是实践应用都取得了长足的发展。因钻探工艺和流程大同小异，这里只对具有代表性的备用面无炭柱探测和井下地质取芯进行介绍。
2 应用
2.1 备用工作面无炭柱探测
2.1.1 施工目的
对已经布置形成的备用回采工作面，按照三维地震资料、坑透结果及施工设计要求进行钻探，并根据钻探结果，分析判断工作面内陷落柱、夹矸层等地质构造情况，达到矿井生产补充勘查的目的，最终为矿井采掘计划提供基础依据。
2.1.2 施工准备
a.编制钻探设计（作业规程）。需明确巷道钻探起点、终点、钻孔间距、钻孔深度、成孔深度（成孔标准）、钻孔位置允许偏差距离等内容，为后续施工做好理论基础。
b.钻孔布置。从待钻巷道起点开始按钻孔间距要求，对钻孔进行挂牌布置，每孔一牌，做到钻孔定位准确。在遇顶板、底板条件不符合固定钻机要求，或遇其它特殊情况时，可以按钻孔位置的允许偏差距离规定，偏离指定位置布钻。
c.钻孔角度计算。根据工作面落差计算出每个钻孔的理论角度，一般采用三角函数法计算，但实际成孔角度与理论角度存在误差。以3410工作面为例，全部钻孔的成孔角度平均比理论角度大2.5--3度。这主要是由于煤层自身倾角、钻杆重量、钻孔深度等因素影响。因此钻孔角度的把握，既是钻探工作的重点，也是个难点，应根据各矿的地质情况不同，通过理论与实践结合，不断总结、完善可行的理论数据。
d.劳动组织。首要考虑因素是完成钻孔的时间，以孔深80米为例，熟练司机从开钻到退钻杆结束，全孔正常时一般为3～3.5小时，考虑入井、升井路途2小时；班中用餐0.5小时；移钻0.5小时；每班井下时间应在6～6.5小时。因此“三八制”作业，每班一孔浪费工效，每班两孔工作时间较长。所以，在人员富余的前提下，“四六制”作业较为合理。
e.其他。组织施工人员认真学习《钻探设计》和《钻机操作规程》，明确钻探任务、施工要求、现场管理标准和现场负责人及其职责等内容。
2.1.3 验证结果
以3410工作面为例，坑透结果显示距3410工作面停采线100m--160m处为SP9陷落柱。据此重点对该区域进行了钻探，钻探结果证实110m--145m处为SP9陷落柱，并准确勾勒出陷落柱长轴为35m，短轴为28m。柱内充填物多为泥砂物或煤屑、煤泥，柱内压实程度较松散。
根据以上结果，制定出直接截割过陷落柱的回采方案。经回采验证，SP9陷落柱的实际揭露尺寸、硬度与钻探结果完全一致。
2.2井下地质取芯
2.2.1 施工目的
根据设计需要布置钻孔，对意欲开采的煤层岩芯进行取芯钻探，通过采取的煤（岩）芯，分析判断煤层的厚度及煤（岩）层硬度和结构变化等情况，最终得出煤层是否具有开采价值和决定支护工艺的结论。
2.2.2 注意事项
a.受井下条件限制，在钻机功率达到煤（岩）层硬度和钻孔深度要求时，还应满足灵活、轻便、便于移动和操作的条件。同时还要尽量使用较短尺寸钻杆，以达到减小抬高钻机高度，方便钻杆连接、提高安全系数的目的。
b.钻机的固定。顶板取芯应特别注意钻机的固定，宜使用坑木等摩擦力较大的材料来抬垫钻机，并用单体液压柱进行撑压固定。实现牢固固定钻机，消除钻探过程中滑钻、钻机错位等安全隐患。
c.进钻。整个进钻过程以中后期的危险系数最大，因钻杆数量增加，其重量加大，人力无法支撑整个钻孔的钻杆，因此在接、换钻杆时必须用钻机卡紧钻杆，施工人员应分工明确、统一指挥，迅速来完成此项工作。
d.取芯收集。主要负责所采煤（岩）芯的顺序、标号、收集量等工作，应特别注意此项工作的质量，因此现场应有专门的技术人员来负责。
2.2.3 结果及意义
在无相关技术及资料参考的前提下，唐安矿分别在3410进风巷、3403回风巷、752皮带巷三个地点进行了实际操作，顺利完成了三个地点顶板单孔取芯30m，底板单孔取芯10m的钻探任务，采取率平均达到90%以上，满足了判定煤（岩）层厚度、硬度及结构的需要。为矿井井下煤层勘查和地质构造勘查提供了新的地质勘探手段，提高了地质资料的可靠程度，对矿井安全生产决策将起到深远的意义。
3 安全注意事项
3.1 鉆机固定环节。可采用地锚固定和压柱固定两种方式，但不论哪种方式，都应该对钻机的四个角进行全面固定，否则可能因钻机固定不牢靠出现钻机移位、钻杆吃力、钻杆扭折、钻孔报废等情况。
3.2 钻机操作环节。应安排有资质、有经验的工人操作钻机，钻机开启时，任何人不能站在钻杆的后方，避免顶钻发生钻杆从后方射出造成人身伤害。此外，钻机开启时任何人不得用身体、工具及其它物品接触钻机的转动部位，避免发生卷入、机械伤害等事故。
4 结束语
通过对坑道钻探技术的摸索、应用，配合井下物探等手段，能够满足查明影响生产的地质构造，获取可靠的地质资料；能够满足防治水工作“物探先行、钻探验证”的工作要求。在矿井现有开采技术条件下，为矿井的安全高效生产提供了有力保障。
参考文献：
[1].胡少韵，我国煤矿坑道钻探技术发展及存在的问题.煤田地质与勘探[J]，1998.（10）
[2].马沈岐，煤矿井下大口径瓦斯抽放孔钻探工艺.煤田地质与勘探[J]，1995，（6）.
[3].张德荣 贺洪均，煤炭地质勘查钻探工程的施工管理.云南煤海[J]，2008，（4）.[J]，2011，（4）.