中煤地勘公司技术创新走向高效率钻探之路
时间:2021-01-06 21:24来源:中国企业报看安徽 作者:代宜喜 邹爽
“近年来，地勘公司在新集公司带领下，逐步走向一体化、机械化钻探之路，打造高效专业化钻探队伍，生产能力由成立之初的每年20余万米钻孔施工量，增加至如今70余万米，2020年突破80万米
“近年来，地勘公司在新集公司带领下，逐步走向一体化、机械化钻探之路，打造高效专业化钻探队伍，生产能力由成立之初的每年20余万米钻孔施工量，增加至如今70余万米，2020年突破80万米，打破成立以来年进尺最高纪录。为各矿井安全生产、公司高质量发展提供安全保障。”地勘公司负责人如是说。
地勘公司隶属于中煤新集公司下属二级单位，其井下项目部分布在新集各矿，主要负责矿区井下瓦斯治理钻孔和地质探放水钻孔施工，同时还负责矿区地面补充勘探、反井钻施工。自成立以来，按照“创新、专业、精益、高效、安全”的总体思路，科学组织，不断加强设备、技术、工艺创新和更新力度，积极向专业化、集约化、精益化方向发展，在确保矿区瓦斯、地质探放水安全的同时，每年为公司节约外委队伍施工费用超千万元。
快速钻进，让硬岩不“硬”。
地勘公司采用高转速无极调速+液动冲击器+特种钻头硬岩快速钻进，在石英砂岩中钻进，液动冲击器无芯冲击回转钻进工艺在石英砂岩中钻速可以达到1.54m/h。坚硬岩石快速钻进技术先后在新集一矿240809综采工作面、八采区13煤轨道上山、-580m轨道石门联巷坚硬岩层钻进中使用，液动冲击器回转取芯冲击回转钻进工艺在石英砂岩中钻速可以达到2.39m/h, 液动冲击器无芯、取芯冲击回转钻进新工艺的钻进效率是金刚石取芯普通回转钻进旧工艺的3～5倍。该项工艺减少了钻探设备的使用量，降低了钻探设备的投入与折旧费用，降低了劳动强度事故发生的概率，有效促进了安全生产。
“绳索”助力，取芯不费劲。
为解决取芯钻孔效率低下的问题，地勘公司创新开展绳索取芯工艺。通过采用大直径薄壁钻杆，在钻具里套装一根岩芯管。钻进过程中，岩芯慢慢进入岩芯管，当岩芯装满岩芯管，下入打捞器将岩芯管取出。整个过程中，不需要进行起下钻作业，提高了钻进效率，降低了工人劳动强度。同时提高了岩芯采取率，尤其是当穿越复杂地层时，岩芯的采取率能够得到有效的保障。相比普通取芯钻孔，绳索快速取芯取芯钻孔单班最高进尺12m，单孔孔深245m的难关，创下了井下取芯钻孔施工最深记录。该技术主要采取孔口安装高瓦斯高压探放水防喷反压装置、钻杆后方连接风水抽三联动、增加岩芯管与钻杆之间结构强度、优化钻孔施工孔径，辅以增加风量、分源抽采等针对性措施，有效防止了钻孔施工过程中的地质、水害及瓦斯威胁。
“五项十三步”，把瓦斯守住。
地勘公司积极加强科技攻关，研究制定出解决高瓦斯区域“五项十三步”穿层钻孔施工法。从准备开孔、钻进、退钻、封孔五个主要施工环节的操作细节入手，通过变换孔径、进2退1、更换介质、一管到底的方式，保证了孔内排渣排气通道的畅通，大幅减少高瓦斯钻孔孔喷现象，有效解决瓦斯含量大，瓦斯压力高，超前钻探频繁发生孔喷现象。使喷孔事故率由6.5%降至0.45%，孔内事故率降低80%，实现了安全高效生产。“通过五项十三步穿层钻孔施工工艺，有效克服了二矿高瓦斯煤层钻进喷孔的技术壁垒，解决了瓦斯难题，保障了施工安全。”地勘公司二矿项目部经理李超龙说道。
“以孔代巷”，减少成本投入。
地勘公司通过引进ZYWL-6000DS定向钻机，在新集二矿施工顶板高位定向长距离钻孔，最大孔深达到了513米。根据瓦斯抽放数据，获得了工作面推进对高位采用定向长钻孔瓦斯抽放效果的影响规律。通过对比分析不同层位定向钻孔的瓦斯抽放效果，获得了布置定向钻孔的最佳层位，且效率更高。通过定向钻进技术的应用，可以节省瓦斯治理巷道费用，减少钻孔工程量，赢取抽采时间。
同时提高瓦斯治理和探放水效率，改变瓦斯治理巷道滞后的现状，促进煤矿安全生产。2020年新试用的ZYL6000D型全液压履带式定向钻机，在板集煤矿110801工作面最大孔深达549米，为下一步“以孔代巷”奠定基础。地勘公司申报的《复杂地质条件下定向钻进技术研究》荣获全国能源化学地质系统优秀职工技术创新成果二等奖。
下一步，地勘公司将持续进行技术、装备提升，提高钻进效率，治理矿井瓦斯、水害，为公司安全高质量发展贡献力量。
地勘公司隶属于中煤新集公司下属二级单位，其井下项目部分布在新集各矿，主要负责矿区井下瓦斯治理钻孔和地质探放水钻孔施工，同时还负责矿区地面补充勘探、反井钻施工。自成立以来，按照“创新、专业、精益、高效、安全”的总体思路，科学组织，不断加强设备、技术、工艺创新和更新力度，积极向专业化、集约化、精益化方向发展，在确保矿区瓦斯、地质探放水安全的同时，每年为公司节约外委队伍施工费用超千万元。
快速钻进，让硬岩不“硬”。
地勘公司采用高转速无极调速+液动冲击器+特种钻头硬岩快速钻进，在石英砂岩中钻进，液动冲击器无芯冲击回转钻进工艺在石英砂岩中钻速可以达到1.54m/h。坚硬岩石快速钻进技术先后在新集一矿240809综采工作面、八采区13煤轨道上山、-580m轨道石门联巷坚硬岩层钻进中使用，液动冲击器回转取芯冲击回转钻进工艺在石英砂岩中钻速可以达到2.39m/h, 液动冲击器无芯、取芯冲击回转钻进新工艺的钻进效率是金刚石取芯普通回转钻进旧工艺的3～5倍。该项工艺减少了钻探设备的使用量，降低了钻探设备的投入与折旧费用，降低了劳动强度事故发生的概率，有效促进了安全生产。
“绳索”助力，取芯不费劲。
为解决取芯钻孔效率低下的问题，地勘公司创新开展绳索取芯工艺。通过采用大直径薄壁钻杆，在钻具里套装一根岩芯管。钻进过程中，岩芯慢慢进入岩芯管，当岩芯装满岩芯管，下入打捞器将岩芯管取出。整个过程中，不需要进行起下钻作业，提高了钻进效率，降低了工人劳动强度。同时提高了岩芯采取率，尤其是当穿越复杂地层时，岩芯的采取率能够得到有效的保障。相比普通取芯钻孔，绳索快速取芯取芯钻孔单班最高进尺12m，单孔孔深245m的难关，创下了井下取芯钻孔施工最深记录。该技术主要采取孔口安装高瓦斯高压探放水防喷反压装置、钻杆后方连接风水抽三联动、增加岩芯管与钻杆之间结构强度、优化钻孔施工孔径，辅以增加风量、分源抽采等针对性措施，有效防止了钻孔施工过程中的地质、水害及瓦斯威胁。
“五项十三步”，把瓦斯守住。
地勘公司积极加强科技攻关，研究制定出解决高瓦斯区域“五项十三步”穿层钻孔施工法。从准备开孔、钻进、退钻、封孔五个主要施工环节的操作细节入手，通过变换孔径、进2退1、更换介质、一管到底的方式，保证了孔内排渣排气通道的畅通，大幅减少高瓦斯钻孔孔喷现象，有效解决瓦斯含量大，瓦斯压力高，超前钻探频繁发生孔喷现象。使喷孔事故率由6.5%降至0.45%，孔内事故率降低80%，实现了安全高效生产。“通过五项十三步穿层钻孔施工工艺，有效克服了二矿高瓦斯煤层钻进喷孔的技术壁垒，解决了瓦斯难题，保障了施工安全。”地勘公司二矿项目部经理李超龙说道。
“以孔代巷”，减少成本投入。
地勘公司通过引进ZYWL-6000DS定向钻机，在新集二矿施工顶板高位定向长距离钻孔，最大孔深达到了513米。根据瓦斯抽放数据，获得了工作面推进对高位采用定向长钻孔瓦斯抽放效果的影响规律。通过对比分析不同层位定向钻孔的瓦斯抽放效果，获得了布置定向钻孔的最佳层位，且效率更高。通过定向钻进技术的应用，可以节省瓦斯治理巷道费用，减少钻孔工程量，赢取抽采时间。
同时提高瓦斯治理和探放水效率，改变瓦斯治理巷道滞后的现状，促进煤矿安全生产。2020年新试用的ZYL6000D型全液压履带式定向钻机，在板集煤矿110801工作面最大孔深达549米，为下一步“以孔代巷”奠定基础。地勘公司申报的《复杂地质条件下定向钻进技术研究》荣获全国能源化学地质系统优秀职工技术创新成果二等奖。
下一步，地勘公司将持续进行技术、装备提升，提高钻进效率，治理矿井瓦斯、水害，为公司安全高质量发展贡献力量。
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