煤矿钻探孔内事故的处理方法研究

煤矿钻探孔内事故的处理方法研究

赵东盼

身份证号：610115199010033274 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。随着国家加大对能源的开发力度，钻探已成为能源开发的第一手资料，在地质钻探施工过程中，经常会出现一些孔内钻具故障或者井下复杂情况。本文首先对钻探技术的介绍，其次探讨煤矿钻探孔内事故的种类及原因，最后就孔内事故处理方法进行研究，为煤矿企业提供一定的参考。

关键词：煤矿；钻探施工；孔内事故处理

引言

中国煤炭分布广泛，资源丰富，推动着中国国民经济和社会经济的发展。煤炭资源的利用也提高了人们的生活水平。在实际开采过程中，煤矿井下钻孔深度逐渐增加，施工过程中可能会遇到很多不可控因素，这些因素在一定程度上会造成孔内事故的发生。孔内事故的发生会严重影响煤矿施工进程和钻探进尺，在处理不到位的情况下可能会使钻探进尺报废，加大了钻探工程成本，甚至会使设备损坏。为了使该类问题得到有效解决，煤矿企业需要引入先进的设备和技术，采取有效手段进行处理，防止孔内事故的发生，为后续工作的顺利推进打好基础。

1钻探技术的介绍

钻探技术是指利用钻机和其他钻探设备，在预定的位置向地下钻凿孔眼，取出多个岩样样本，分析岩样中的矿物质分布情况，探查矿产资源的形成时间及其分布规律。由于钻探技术是将钻具及其设备直接作用于岩石上，形成钻孔取样，岩石破碎则是钻孔技术的关键。工程中常采用机械法来破碎岩石，是通过在岩石上施加不同大小的外力，将部分岩石从整体中剥离出来，常见的方法有回转钻进、冲进钻进和冲击-回转钻进等方法。

2煤矿钻探孔内事故的种类及原因

2.1断钻事故

在钻探过程中，钻杆在孔内突然发生断裂，无法正常工作的事故称为断钻事故。煤矿钻探工程中发生断钻的主要原因有两方面：一方面是由于管材质量不符合实际要求，在使用时出现断钻现象；另一方面是因为在钻探时没有及时更换钻杆，钻杆使用时间过长，磨损严重，钻杆材质的疲劳强度降低，钻杆强度无法抵抗扭矩阻力，所以发生断裂。

2.2深孔问题

由于煤矿资源形成条件较为特殊，大多数煤矿都在地下较深位置处，因此煤矿钻探中经常用到深孔钻探。由于煤层结构的特殊性，钻探时要尽可能快的通过煤层，避免因为速度过慢，在煤层中停留时间长，而对煤层的结构稳定造成较大的干扰，增加钻孔风险，加大施工难度。因此在深钻孔前先应详细的勘探煤层地质情况，充分了解和掌握岩层分布规律、施工周期等，依据煤层特性合理的选择钻孔机具，尽可能地择优选取钻孔设备，不能一味的节省成本而选择劣质钻探设备。钻机选取时还要保证有足够的工作空间。例如，全液压动力头钻机，虽然具有较多的钻探优势，但是对安全事故的处理尚未形成全方位的监测管理体系，在很多深钻孔工程中应慎重使用。其次，钻具和钻杆应选取强度和刚度较高的材料制作而成的，不容易发生弯曲和折断，如果选择不当，施工中可能会出现滑扣等不利现象。施工人员的技术水平也会对深孔钻探造成一定的影响。因此，企业应当安排仪器操作熟练的施工人员来进行钻孔，每次作业时对施工人员进行技术培训，确保钻孔工作能严格按照安全生产和技术规范开展，从而有效避免深孔问题的出现。

2.3烧钻事故

实际钻探时，由于无法有效循环利用孔底冲洗液，在用钻头切割岩层时，容易将周边岩层、钻头及岩心焊在一起，不利于移动。久而久之，如果相关工作人员没有及时检查冲洗液或操作失误，会出现冲洗液循环不通畅的情况，进而造成烧钻事故。

3孔内事故处理方法

3.1优化冲洗液性能，减少孔壁坍塌。

针对孔段出现的垂直节理裂隙坍塌地层，主要采用低固相聚合物冲洗液体系，加大冲洗液密度平衡地层应力，同时加大封堵材料、防塌材料用量，降低孔壁掉块风险，采用该冲洗液体系，孔内掉块情况明显减少。针对孔段出现破碎严重的水敏性地层，主要采用成膜体系冲洗液，该类型冲洗液对于破碎严重地层能有效形成硬膜，同时适当提高冲洗液密度，同时增加适量黄原胶提高冲洗液的动切力，进而提高携粉能力，保持孔底清洁。有效降低了孔壁坍塌及孔底沉渣。

3.2定向钻孔疏放水

为了能够提高工作面疏放水效果，要结合周围巷道实际情况，以及现阶段排水通道具体状况，采空区内实施疏放水定向钻孔，应当相对靶点高程较低区域，控制好钻孔轨迹，这可以提高钻孔疏放水效果，从而保证煤矿井下开采作业能够顺利进行。

3.3制定完善的制度

煤矿企业可通过完善相关的制度来规范和制约作业人员的行为。健全、完善的制度可以保障钻探施工的正常进行，有利于煤矿企业实现可持续发展。煤矿企业首先需要让每位工作人员意识到制度存在的重要性，并且结合煤矿实际情况对制度进行不断完善和优化；其次对于钻探工作，应制定具有针对性和可行性的操作制度，定期对钻探工具进行检修和保养。通过制度的建立可以极大程度地减少由钻探工具或操作人员因素造成的孔内事故。

3.4采用全面钻进工艺技术

钻孔进行第三次侧钻作业后，在孔内沉渣变多，异径钻具钻进困难，孔内掉块严重，采用全面钻进工艺。钻孔在第五次侧钻作业后地层还是以节理发育的泥岩、页岩为主，坍塌严重，回次进尺需扫孔到底，憋车憋泵，进度缓慢。考虑到钻孔安全采用全面钻头加特制石油钻杆全面钻进工艺，提高环状间隙，增强冲洗液性能，降低卡钻风险。

3.5钻孔偏斜问题措施

在钻孔工作时，还应及时的调整钻具压力，防止钻杆打弯造成压力过大的情况发生，当岩层硬度发生变化时，应尽可能地先降低钻具压力，待钻具工作一段时间后，施工人员依据钻具钻探情况再合理地调整压力。同时，施工人员还要随时做好地面检查工作，确保钻机是否在地面上发生位置偏移等情况，如果出现偏移请立即停止施工并尽快处理钻机偏移造成的钻孔偏斜。通过上述措施能有效地减缓和避免钻孔偏斜对煤矿开采造成的不良影响。

3.6定向钻孔疏放水

为了能够提高工作面疏放水效果，要结合周围巷道实际情况，以及现阶段排水通道具体状况，采空区内实施疏放水定向钻孔，应当相对靶点高程较低区域，控制好钻孔轨迹，这可以提高钻孔疏放水效果，从而保证煤矿井下开采作业能够顺利进行。除此之外，针对煤矿工程的具体开采情况来看，在实际疏水方面采用定向钻孔技术，精度要求高，整个过程能够实现全面控制，而且钻孔速度快，能够保证整个作业面安全，生产作业顺利进行，降低安全事故发生几率。

3.7加强对钻探作业人员的培训与考核

造成孔内事故的因素有很多，其中之一就是钻探人员的综合素质不高。煤矿企业各级管理人员需要不断完善施工人员的操作资格，制定具有可行性的人员培训计划，并且采用考核机制，从根本上杜绝不符合要求的人员上岗操作的情况。需要进行上岗前的安全培训，针对可能的突发事故进行应急预案演练，从而将突发事故概率及影响降到最低。

结语

钻探技术是实现安全煤矿开采地重要技术手段，在地质勘探、水害防治、防灭火和瓦斯抽放等方面发挥着重大作用。煤矿钻探工程中，受各种因素的影响极有可能发生孔内事故。为了有效防止此类问题的发生，煤矿企业需要结合实际情况采取适当的措施有效处理孔内事故，将损失降到最低。同时不断优化和改善钻探方案，做好预防工作，一旦发生孔内事故及时进行有效处理，从而使钻探工作按期进行，促使煤矿长久、稳定、绿色发展。

参考文献

［1］王浩.矿山地质钻探施工中处理孔内事故对策及方法［J］.世界有色金属，2021(21)：213-214.

［2］褚志伟，杨伟锋，方俊，等.煤矿井下孔内事故可视处理技术在青龙煤矿的应用［J］.煤矿安全，2020，51(2)：101-104.

［3］曹艳丽.矿山钻探工程中的孔内事故处理及其预防分析［J］.世界有色金属，2020(24)：225-226.