1、浅谈矿用岩石钻探机在矿井的应用【摘要】：水害是煤矿五大自然灾害之一，做好矿井防治水工作意义重大，它不仅关系到矿区安定祥和，更关系到企业的生存与发展。随着现在生产技术的不断成熟，新型的技术设备不断地在井下开采的利用，为井下开采提供了很好地安全保障。【关键字】：工作面概况、探水钻、施工技术、安全措施1、工作面概况1.1、工作面名称、位置和探放水原因在实际生产过程中调查发现该作业点前方有可能存在小窑巷道或采空区积水的隐患，根据煤矿安全规程规定必须作好水害分析预报，坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的探水原则，经矿相关部门安全技术论证，经研究决定，必须对该巷道进行探水作业。为此，为该巷道的安全
2、生产，对该巷道采用了探水机探水，即使用 KHYD110-ZJ 型矿用钻架支撑式岩石电钻进行探眼放水，待水患排除后方可掘进。1.2、水文地质条件：该区域地质构造相对简单，为单一的沿煤运巷，周边无其它复杂的地质构造补充水，主要为小窑采空区积水或巷道积水。1.3、水害类型：经调查预测为老空区积水：是矿井周边小窑非法入侵、乱采滥挖遗留下的废弃巷道、峒室和采空区等的积水，因周边小煤矿缺图纸资料，且开采结束即废弃，难以摸清积水情况。由于老空水多数为静态水，但积水区也有可能在雨季因受煤层露头、顶板冒落裂隙带、地质构造带等影响，存在导水通道、产生补给水源。2、探放水钻孔布置探放水钻孔示意图探 水 后 允 许掘
3、 进 距 离 2米迎 头 外 斜 眼外 斜 眼中 眼 超 前 距 不 得 小 于 28米探 水 距 离 不 少 于 30米1#234# 3#2#1451#235#5#4#3、施工技术要求3.1、探放水钻孔布置探放老空水钻孔，应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面内呈扇形布置，钻孔应成组布设，其孔数视超前距和帮距而定；竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过 1.5m；水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于 3m；探水钻孔的最小超前距或帮距不得小于 30m；一般倾斜煤层平巷的探放水孔，应呈半扇面形布置在巷道正前和上帮；倾斜煤层上山巷道探放水孔，呈扇面形布置在巷道的前方；探放断层水及底板岩溶水的钻
4、孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置；底板方向的钻孔不得少于 2 个；探放水钻孔除兼做堵水或疏水用外，终孔孔径一般不得大于 58mm；巷道接近可能导水的老钻孔探水线时，应向老钻孔布设扇形探水钻孔。3.2、安钻探水前的技术要求安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水；钻窝应避免做在断层带或松软岩层内；钻机安装必须平稳牢固。安好钻机接电时，要严格执行停送电制度；按预计流量布置排水管，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。3.3、探水施工中的技术要求钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。每钻进 0,5m 加长一节钻杆时，测量一次钻
5、杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量；钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，不要拔出。要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理；钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取相应措施；操作时禁止人员直对钻杆站立，应做到交接班时不停钻。3.4、放水的技术要求钻孔探到水后，要先背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。放水时要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓
6、容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等；加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数；在钻孔内水压过大或喷高压水时，应有防止孔口喷塌和煤(岩)壁突然鼓出的安全措施，以防止一些突发事件 ；必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。4、制定完善的探放水安全管理制度及措施4.1、施工前要经矿统一组织生产、安全有关人员对探水地点进行现场条件的勘察论证，并提交相关分管领导、矿总工、矿长审批同意批准。进入探水前，生产技术部门应制定符合现场实际的、针对性强的施工作业规程，由施工技术员对探水人员进行技术、安全培训，从措施上保证安全。施工过程中，施工技术员必须
7、深入现场，采集探水原始数据，监督探水工程质量，并做好相关原始数据的书面记录，为工程验收结算提供依据，没有原始数据的，矿一律不予结算，并按相关管理规定对相关责任人员进行处罚。4.2、探放水前要先做好以下准备工作：探水地点要背好帮顶，打上坚固支柱和背板；清除探水巷道中的杂物、保持退路畅通无阻，挖掘排水沟；备足堵水木楔，及时堵塞钻孔，准备好堵水沙包，准备好备用料；探水地点及其附近要设好通讯设备；施工人员必须配备好自救器；确保水泵等排水设备的完好。4.3、探水设备使用 KHYD110-ZJ 型矿用钻架支撑式岩石电钻，需安排四位操作工。所有操作工必须经培训合格后，且必须有技术员或区队长在现场指挥在安全操
8、作。同时为防止贯通时发生上部空气倒灌或瓦斯中毒等危险，必须有专门的测气人员在现场进行监测瓦斯情况。5、结论5.1、随着煤矿开采的时间推移，开采的深度也随之不断加深，开采的环境，条件也随之加大，故引进一些新的设备、新的技术对煤矿的安全生产有重要意义。该工作面在 KHYD110-ZJ 型矿用钻架支撑式岩石电钻的试用下，成功的排除了前方近百米距离的水患安全隐患，且收集到了不少的岩心，为我们的地质工作提供了第一手资料；可以看出新设备可以为该巷道的安全生产提供了很好地服务，同时也为今后的开采提供了第一手的地质实际资料，也为矿井的安全有序生产埋下伏笔。5.2、在实际操作过程中总结得出在探水时应注意以下事项
9、：5.2.1、在实际操作前应该先观察好工作面的背帮背顶情况，排水情况以及通风状况，发现问题及时处理。5.2.2、在实际操作时要有专门人员在场进行瓦斯监测，严格执行瓦斯检测制度，及时注意瓦斯变化情况，发现异常情况，必须及时撤下所有作业人员，严防有害气体涌出中毒。5.2.2、在实际操作中如果遇到岩性变化较大，如由沿煤钻探进入岩石钻探时，应适当减缓钻探进度，让钻头，钻杆加以适应缓冲后在加速，这样能更好的保护好钻探设备。5.2.3、在操作中如果遇有透老空或有水顺着钻杆外流时，必须即停止打钻，但不得拔出钻杆。必须即撤下所有作业人员，防止上部风流倒贯，并通知矿调度室，以便采取措施。5.2.4、当钻孔内水压
10、很大或有水喷射出来时，应立即用木楔把钻孔堵塞住后，及时撤离工作人员，并通知矿调度室，及时做出应急措施，确保安全。5.3、在实际钻探到积水区时必须要有计划的放水。当水量不大时，一般可采用探水钻孔放水，利用钻杆放水时，不要轻易拔出钻杆，确认积水已放完时再拔出；水量大时，需要另打放水钻孔，并安设放水套管。放水时应注意以下几点：5.3.1、根据探到的积水量，结合本矿储水和水泵排水能力控制放水眼流量。5.3.2、放水要有专人管理，随时观测水压和水量变化，并检查放水眼有无杂物堵塞及有害气体增加或涌出来。5.3.3、钻眼已经停止出水时，在下部要补打一个钻眼，看是否有积水。如还有积水，应继续打钻放水，直至确认
11、无积水时，才能进行采掘工作。5.4、在进行钻探设计时还必须计划好避灾路线，以便应对突发事件：工作面迎头最近通风眼最近石门最近车场人行上山上部车场运输大巷硐口。5.5、通过实践 KHYD110-ZJ 型矿用钻架支撑式岩石电钻在井下的实际应用中发现，该设备还有在写不理想的方面：5.5.1、在实际应用中该设备实际操作性还有待完善，因其钻头在实际操作是容易卡钻，且在岩性变化是容易出现钻杆发生断裂的现象，未能达到预期的钻探效果。5.5.2、该设备因在井下操作故会有些局限性，毕竟井下工作面实际空间有限没法完全体现该设备的全部性能，在空间方位转动上不够灵活等。5.5.3、该设备因是在井下应用故而其实际钻杆不是很大，在岩心取样上取到的岩心较小，而且连续性较差等。参考文献1、 煤矿安全规程2008 年，国家煤矿安全监察局2、福建省永定县高陂煤矿区中井田详查（最终）地质报告 2004 年 03 月，福建省 121 地质队。作者简介：林世熙，男，1987 年 05 月，于 2011 年 06 月毕业于龙岩学院，助理工程师。
