江苏煤炭地质勘探三队 江苏 常州 213022

煤炭资源是社会发展中必不可少的一种资源，对于我国经济与社会的发展起到了一定的促进作用。为了能够确保煤炭开采数量达到社会发展的要求，需要进一步优化与改进地质钻探技术，能够更好地应用在不同地形条件下开采使用，为煤矿领域全面发展提供良好基础。

1 地质钻探技术概述

地质钻探工作是在地表某种特定地质条件进行钻探，通常可以有普查与详查两种方式。进行普查钻探的工作就是掌握地层与地质结构。详查钻探要通过使用钻探技术，主要的目的就是能够掌握地质结构，较之其他勘察技术来说，钻探工作量小，也不会损坏地层结构，可以快速掌握地质条件，同时精确度高[1]。

2 地质钻探技术实际应用过程中的问题及应对措施

2.1 深孔钻探作业中存在的问题及应对措施

随着煤炭资源开采深入进行，有些浅埋煤层和地质简单的煤层开采殆尽，就会导致开采环境变得更加的复杂。因此，在地质结构勘察阶段，深孔钻探被逐步应用到实践中。当前我国煤矿企业在实施地质勘察阶段，进行深孔钻探时，由于经验不足，机械设备使用不当等，造成一系列的问题普遍存在，钻探工作受到较大的影响。要想彻底解决这些问题，要保证钻探施工机具、技术与工艺等方面符合要求，为后续钻探施工提供坚实的基础。首先，钻探开始前，技术人员要深入调查和分析，掌握钻探区域内的地质条件。因为煤矿开采与其他资源开采有着明显区别，因此，钻探环节要做好钻探时间控制，钻探时间越长，风险因素则越加明显。其次，要想确保钻探顺利实施，就必须要选择性能优良的设备，这是基本要求。此外，钻探进行中，根据技术标准来实施钻探，防止出现安全隐患和问题。在深孔钻孔施工环节，钻杆装置的选择也尤为关键，如果选择的钻杆型号不合格，就会存在滑扣的问题。因此，应该做好各个方面的控制，以提升钻探的整体水平。

2.2 塌孔问题及应对措施

煤炭资源开采环节，安全问题是尤为关键的。要想保证钻探勘察环节可以达到安全性标准，技术人员应该在钻探开始前充分了解当地的水文状况和地质条件。首先探测工作结束后，要对于该地区地质条件有着深刻的了解，从而可以使得各项工作可以安全地开展。根据目前职能部门的分析，近期我国的煤矿企业钻探施工中出现安全事故中，有超过90%都是因为塌孔而出现的。只要是出现塌孔的情况，就会导致钻探施工中断进行，后续处理难度也会比较高，还会出现埋钻、卡钻等严重的事故问题，甚至整个钻孔报废，后果极为严重。

综合分析塌孔问题，总结经验教训，明确塌孔现象和原因如下所示：①地质结构中存在岩石层，钻孔中因为不同层硬度相差较大，造成钻探中不能有效的控制钻探压力参数，进而导致岩石粉末聚集的情况。②钻孔时间过长，不能及时将岩石粉末排出去，进而导致塌孔的情况出现。③钻孔环节，因为地质结构发生较大的变化，如果此时遇到硬度较高的岩石结构，会给整体钻探产生比较大的影响，会造成掉渣的情况。因此，钻探作业环节，如果返水的情况逐步减弱，就会出现碎石材料，钻探工作无法继续进行，或者钻进难度高，应该立即通过旋转的方式起钻，将渣带出才能继续缓慢地进行钻探，否则就会导致塌孔的出现[2]。

3 地质钻探技术在煤田勘探中的应用

3.1 绳索取芯技术的应用

该技术的首创者是美国，逐步被应用到实践中，最初是进行石油钻井，在开展必要的改进与完善后，被大量的应用到不同地层结构中的钻探施工，也可以按照不同地质条件选择最佳的钻探工具。我国是在20世纪的70年代逐步引入该技术，并且已经研发出很多先进的钻探工具，使得其能够大量地应用到钻探环节中，并且取得非常好的效果。最具代表性的是绳索取芯技术，其可以在不提取钻芯的条件之下把钻孔环节存在的岩屑直接排出去，从而可以缩短钻孔作业时间，使得钻探工作顺利实施，提高钻孔效率。当前绳索取芯技术被大量的使用到地质勘查中，可以有效缩小钻杆在钻孔桩的升降次数，可以减轻劳动强度，提高使用效果。

3.2 液动潜孔锤钻探技术的应用

从目前应用情况来看，我国的液动潜孔锤钻探技术已经处于世界发展的前列。该技术是利用回转钻探的方式，将安装在钻杆位置或者岩心管部与钻头位置上，在钻孔环节，能够直接给头部施加必要的冲击载荷，可以提升钻孔效率。该钻探技术是从传统回转技术作为基础研发和应用的，是一种新型的钻探技术，对于一些脆性较大的地层结构或者耐冲击性较强的硬岩层效果比较好。对于硬度较高或者地质复杂性较强的结构进行钻探施工，通过液动潜孔锤钻探技术能够提高钻孔质量水平，促进工作效率的提高。由于该技术是以回转结构作为基础研发和应用的，因此，可以在没有大幅改变回转钻探设备结构就能够提升钻探效率和质量。

3.3 反循环钻探技术的应用

该技术在应用前，可以结合不同地质条件使用空气反循环钻进法或者水力反循环钻进法，从而可以防止使用单一钻探方法而产生局限性，可以扩大应用范围，使用效果非常好。根据不同的循环介质，可以将该技术分为空气反循环钻进、水力反循环钻进形式，前者主要是通过空气作为介质来进行，该结构形式的驱动压力值与混合室结构和具体的深度存在直接的联系，如果设置的深度相应增大，驱动压力值也会随之提高；而后者因为其驱动压力是比较小的，所以只能是应用到浅孔钻探作业中，使用受到比较大的限制。

4 结束语

综上所述，绳索取芯技术的取芯性能是非常好的，能够进行深孔钻探作业施工；反循环钻探施工技术的效率非常高，应用到浅孔钻探效果最佳。因此，在进行钻探作业开始之前，应该综合当地的地质条件和具体状况选择合适的钻探技术，也可以根据要求进行不同钻探工作的组合应用，可以有效提升钻进施工效率，减少钻探时间，为煤炭资源的高效开发应用起到积极的促进作用。