昭通市能源技术服务中心
摘要：水平定向钻进技术能够精准的控制钻孔轨迹，纵观当前的煤矿地质构造勘探现状，发现水平定向钻进技术的实践应用，能够更好的满足地质构造需求，提高工作质量和效率。鉴于此，本文主要对水平定向钻进技术在煤矿地质构造勘探中的应用进行了分析。
关键词：水平定向钻进技术；煤矿地质构造勘探；应用
随着现代化科学技术的不断发展，原有的采煤技术已远远无法满足当前实际发展现状，因此，必须要对生产技术进行创新和改进。煤炭属于有限资源，如何高效合理的应用采煤技术，应引起煤矿工作者的关注。在我国，钻孔抽采煤层的瓦斯是比较常见的方法，从而能够为煤炭开采提供安全工作环境。在现代化煤矿开采工作中，水平定向钻进技术是重要的技术手段，能够为煤炭采开工作奠定良好基础，且可大幅度提升工作效率和质量，对于全国煤矿开采事业的健康稳定发展很有帮助[1]。
一、水平定向钻进技术概述
在我国当前的矿井下作业中，大多是采用电法、三维地震法等对断层进行探测，但这些技术在应用的过程中，基本只能对断距5cm以下的断层进行探测，且检测的精准度也比较缺乏，使瓦斯、陷落桩、断层等出现探测不明的问题，最终对煤矿的高效掘进产生影响，甚至还很容易发生井下渗水、瓦斯爆炸等安全事故。通过水平定向钻进技术在煤矿井下生产作业中的实践应用，不仅能够为工作效率提供保障，同时也能大幅提升生产安全性。若想更好的应用水平定向钻进技术，工作人员必须要深入了解相关技术问题，使其能够被稳定的应用于煤矿地质构造勘探工作当中，借助定向钻机设以及相关系统，通过实时监测，精准获取相关数据[2]。
二、水平定向钻进技术的具体施工方法
水平定向钻进技术最突出的特点在于，能够人为的对钻头孔空间位置和轨迹进行人为操控，具体施工过程中，需将探头放置在合适的位置，探测出钻孔深度和参数，结合钻孔的轨迹，对孔垂的左右位移进行运算。通过对钻探的参数进行分析，来确定孔周围的地质环境和孔前方的煤层走势，进一步对钻孔轨迹进行掌握，具体的施工方法包括以下几方面：
第一，对勘测点进行明确，结合电法设备对地质异常区域进行检测，在工程图纸中对钻孔点进行确定，结合巷道、煤层等资料，设置定向钻孔。
第二，对地层变化信息进行明确，在钻进过程中，需重点关注返渣岩性变化，结合钻的左右偏差，对钻场空间位置进行确定。
第三，缩短异常孔段区域钻孔[3]。
三、水平定向钻进技术在煤矿地质构造勘探中的实践应用
正常情况下，地质异常、煤层的走向、煤层的厚度等信息，均可通过地面钻孔勘探来获得，通过煤矿地质构造勘探工作的开展，还能获得很多其他方面的煤层信息，但这些基本都属于大范围信息，获取的局部信息的精准性较低，一般只能对煤层信息进行揭露，无法对煤层信息进行超前探测。通过定向钻孔，能够对煤层地质信息进行探测，同时确定煤层顶板标高，帮助工作人员进一步了解煤层构造情况。
（一）探测地质构造
在煤矿开采工作中，若想最大限度的提升水平定向钻进技术应用效果，首先便是要明确地质构造探测工作的重要性，它是煤矿开采和煤矿找矿工作的基础，能够为煤矿工作效果和煤矿工作效率提供良好保障。总之，通过水平定向钻进技术在地质构造探测中的实践应用，能够借助相关计算功能和测量技术，对地层结构的三维坐标进行确定，在已探明的钻孔位置对多个分支孔进行设计，在定向开分支技术的引导之下确定三维坐标，之后对其进行数据分析，从而能够使工作人员进一步了解区域空间分布情况[4]。
（二）对工作面煤层走向和厚度进行探测
在定向钻孔中，需要结合相应的距离，对不同探底、探顶分支钻孔进行设置，若钻孔遇到煤层底板和煤层顶板，能够充分借助仪器数据，对底板、顶板的上下位移进行计算，之后结合相对标高顺序，将探底板、探顶板分连在一起，确定钻煤层倾角，最后对工作面煤层具体走向进行确定。
（三）探测陷落桩
陷落桩的高达探测区大多是处于煤层水平面之上，在此情况下，可对水平定向钻进技术进行应用，以此为靶点的精准性提供保障，在具体施工过程中，如果遇到卡钻憋泵、钻孔返渣破碎岩石粒等问题，则意味着在探测过程中遭遇陷落桩，此时一般可通过随钻系统，对各个陷落桩的坐标进行详细测量，从而对陷落桩的分布进行绘制，提升煤矿施工安全性。
（四）探测煤田采空区
将定向钻孔的多个靶点设计在探测区域内，正常情况下，靶点的间距需要保持在20m左右，通过水平定向钻进技术的实践应用，对靶点进行精准命中。在施工过程中，如果出现钻进卡钻、钻孔不返水的问题，意味着钻头位置属于采空区，此时借助随钻系统，能够对各个采空区坐标进行确定，同时绘制出采空区分布，为煤矿安全施工奠定良好基础[5]。
（五）探测巷道断层
在对松软煤层巷道开掘过程中，需要远距离的探测巷道前方，如果煤层勘探施工距离较短，可对煤层底板和顶板施工长距离定向孔进行采用，沿着煤层的反向进行施工，同时对没点坐标进行测量，结合煤点坐标对煤层中的地质构造进行绘制，找出其中的异常带，确定断层分布，以此为巷道掘进提供指导。
（六）探测顺层孔煤层地质
顺层勘探孔的特点是在钻井过程中，需按照煤层走向借助孔底马达造斜钻进探顶，以实现对煤层顶板情况的深入探测，正常情况下，可提钻18~24cm进行开分支孔。在充分保证钻孔轨迹的情况下，在稳定煤层中逐渐向前延伸，并进行同步钻进，通过这样反复操作，实现对褶皱、倾角等的精准探测。在探测出煤层底板后，可将其与底板标高、顶板标高等进行结合，计算出煤层厚度和倾角的参数。总之，通过水平定向钻进技术在煤矿地质构造勘探中的实践应用，能够使井下探测工作变得更加便捷和简单，同时也能对其他地层进行治理和开发，之后结合煤层的走势和储备量进行科学评估，为矿井建设提供重要参考和依据。在今后的煤矿井下工作中，还要继续开发和研究智能化钻进系统，同时对相关测量软件进行深入分析，从而更好的为煤矿地质构造勘探工作提供便利，促进我国煤矿开采事业的健康稳定发展[6]。
结语：
综上所述，若想对矿井进行高效采集，并保证采集工作效果和效率，仅依靠传统技术还远远不够，为缓解上述现状，可将水平定向钻进技术应用于煤矿地质构造勘探工作当中，实践表明，该技术的应用效果十分显著，但应用过程中也需要相应的策略作指导，如此才能最限度突出其应用优势，为煤矿地质构造勘探工作的顺利开展奠定良好基础。
参考文献：
[1]杜利猛，石浩，姚盼盼，等.水平定向钻进技术在胡底煤矿地质构造勘探中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2014（6）：358-453.
[2]李琴，徐果，黄志强，等.管道水平定向钻穿越扩孔孔洞形成机理及孔壁稳定性分析[J].地质科技情报，2017（3）：249-254.
[3]向乾俊，赵卫楚，吴永红.浅论开展隧道水平定向钻探的必要性与可行性[J].公路，2016，77（10）：266-269.
[4]夏宇靖."煤矿坑道近水平定向钻进技术的研究推广"项目获煤炭科技进步一等奖[J].煤田地质与勘探，2016，28（1）：352-325.
[5]隆东，李杰，向军文.物探与水平定向钻进在工程勘察取心中的结合应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2018，35（12）：452-454.
[6]李骁晔，李树雷，耿云鹏.浅谈水平定向钻在大口径管道穿越水阳江工程中的应用[J].建设机械技术与管理，2015，21（3）：850-874.