千米钻机小型化长距离密闭取芯技术的研究与应用

张俊杰

（晋能控股集团寺河煤矿，山西 晋城 048206）

引言

千米钻机小型化长距离密闭取芯技术一直是单孔多次定点取样的重点研究领域，也是煤矿开采实践中的重要现实问题。晋能控股集团寺河矿已推广定向长钻孔区域瓦斯抽采技术，并采用瓦斯含量指标评价区域瓦斯抽采效果。但常规采样并测定瓦斯含量技术已不能满足煤层瓦斯超前精准探测和区域瓦斯抽采效果评价的需要。因此研究将密闭取芯装置与千米钻机相结合，探索千米钻机小型化长距离密闭取芯技术具有重要的实践价值和现实意义。

目前，寺河矿瓦斯含量测定采用岩芯管取样法，限于该方法取样深度较浅的原因，矿井采用渐进式循环、短钻孔取芯方法进行瓦斯含量测定评价，条带抽采达标评价范围为100 m左右。

千米钻机小型化长距离密闭取芯技术的研究内容包括：首先充分利用定向孔钻孔轨迹实时测控和长距离钻进优点及保压密闭取样装置耐压密封特性，这样既能提高井下近水平煤样的采取深度，又可精确控制采样精度，实现单孔多次定点取样[1-2]。其次，根据井下长距离定点煤层密闭取芯技术要求，开展了小型化、轻量化煤层密闭取芯装置和配套密闭取芯钻头设计，加工了Φ89 mm直径的煤层密闭取芯装置，并依据现场试验情况进行了调整完善。最后，在此基础上，建立了与长距离密闭取芯工艺对应的瓦斯损失量计算模型，得到其瓦斯损失量的论证计算方法，保证了损失瓦斯含量推算的准确度。……