三、煤矿井下探放水钻探作业效率分析 四、煤矿井下探放水钻探安全管理
1、井下钻孔止水套管的封固 2、钻孔孔口安全装臵及要求 3、井下作业现场安全 4、几种常见的钻孔事故及其处理方法
五、岩石的性质 六、煤矿探放水
目的
煤矿井下钻探的应用：
1、《煤矿防治水规定》(国家安全生产监督管理总局令第28号)第3条规定：防 治水工作应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的 原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。
170mm 168mm 146mm
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
探放老空积水的超前钻距，最小水平钻距不 得小于30 m，止水套管长度不得小于10 m；
岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度表
煤 矿 术井 及下 质探 量放 管水 理钻 探 技
二、井下探放水钻探技术和质量管理
1、井下钻孔的基本参数
（1）井下钻孔的基本参数
◆ 钻孔坐标 ◆钻孔方位角、倾角 ◆钻孔孔径、孔深 ◆止水（止浆）套管长度、封固要求、耐压值 ◆开孔层位和终孔层位 ◆钻孔揭露的岩层名称及换层深度。 ◆钻孔涌水量、涌水深度、涌水层位和水压。 ◆钻孔孔径变化深度、层位。
二、井下探放水钻探技术和质量管理
1、井下钻孔的基本参数
4、井下探放水钻探基本原理
（1）地面钻探的4大系统
凿岩系统（钻杆、钻头） 动力系统（动力机和钻机） 冲洗液循环系统（泥浆泵、管路、钻杆 和钻孔） 提升系统（钻机、滑车、钢丝绳、钻机 卷扬机）
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
4、井下探放水钻探基本原理
（2）井下钻探的4大系统
凿岩系统（钻杆、钻头） 动力系统（动力机和钻机）
孔深：钻孔施工目的、钻孔开孔位臵和终孔位臵决定的。
井下钻孔常选钻孔孔径序列表 钻孔孔径 匹配套管直径 75mm 73mm 91mm 89mm 110mm 108mm 89mm 130mm 127mm 108mm 150mm 146mm 127mm 170mm 168mm 146mm
二、井下探放水钻探技术和质量管理
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
（2）套管 止水 止浆 隔 离 耐 压 一般使用型号不低于DZ40的地质套管。
井下钻孔常选钻孔孔径序列表
钻孔孔径 75mm 匹配套管 直径 73mm
91mm 89mm
110mm 108mm 89mm
130mm 127mm 108mm
150mm 146mm 127mm
2、山东省煤矿水害事故统计：1949～2004年共发生水害事故96起，死
亡782人。其中老空水水害事故61起，死亡655人，占事故起数的63.5
％，占死亡人数的83.8％；地表水水害事故12起，死亡111人；承压含
水层水水害事故23起，死亡16人。
基 础 知 识
煤 矿 井 下 探 放 水 钻 探
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
1、井下钻孔的基本参数
(4)开孔层位和终孔层位
是指开孔地层和终孔地层名称
(5)钻孔揭露的岩层名称及换层深度。 钻孔钻进过程中所揭露的构造所处地层和深度位臵。 (6)钻孔涌水后要准确测量涌水量、涌水深度、涌水层位和 水压。 (7)钻孔孔径变化深度、层位。
二、井下探放水钻探技术和质量管理
2、井下探放水钻探质量管理
煤矿井下探放水钻探技术
报告人：田坤 陕西能源职业技术学院 2013年9月
目录
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
1、水文地质勘探的三大主要手段 2、钻探定义 3、钻探分类 4、井下探放水钻探基本原理 5、井下探放水钻探常用设备 6、井下探放水钻探常管理
1、井下钻孔基本参数 2、井下探放水钻探施工质量管理 3、井下探放水钻探施工技术管理
(1)钻孔坐标 钻孔坐标：X= Y=
Z=
钻孔坐标包括钻孔的开孔和终 孔坐标，反映了钻孔开始位臵 以及终止位臵。通过钻孔坐标 可以分析一个钻孔的基本参数。 其中X表示经线，Y表示纬线。Z 表示海拔标高。 测量的部分钻孔开孔和终孔坐标
孔号 1-3 位臵 开孔位臵 终孔位臵 开孔位臵 终孔位臵 X 3933108.223 3933041.233 3933109.845 3933148.265
冲洗液循环系统（泥浆泵、管
路、钻杆和钻孔） 提升系统（钻探、滑车、钢丝 绳、钻机卷扬机）
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
4、井下探放水钻探基本原理
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
4、井下探放水钻探基本原理
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
4、井下探放水钻探基本原理
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
PDC钻头失效原因 1、地层中存在砾石 2、地层硬夹层较多 3、水力参数不合适 4、钻进参数（操作 工艺）不合适
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
潜孔钻头
用于潜孔冲击回转钻进。由回转钻机提供扭矩和转速， 由高风压冲击器提供冲击动力。主要用于在完整坚硬岩石内 的钻进效率高，属于冲击回转钻进。
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
注（泥）浆泵分类
按照作用方式： 单作用往复式泵 双作用往复式泵 按泵的缸数 单缸泵 双缸泵 多缸泵 按照泵量 恒量泵和变量泵 按照注浆压力 低压注浆泵：＜3.0Mpa 中压注浆泵：3.0-10.0Mpa 高压注浆泵：10.0MPa-30Mpa 超高压注浆泵：＞30Mpa
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
3、钻探的分类
（1）按照钻探目的分： 地质钻探
（煤田地质钻探、 水文地质钻探）
水文水井钻探 工程勘察钻探 石油钻探
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
3、钻探的分类
（2）按照钻头克取岩石的方式： 回转式 冲击式 冲击回转式 （3）按照取芯与否分： 取芯钻探 无芯钻探
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
钻孔坐标测量方法
Y Z -724.50 -690.30 -726.00 -755.90
39404350.797 3940444.62 39404226.46 39404137.477
2-1
二、井下探放水钻探技术和质量管理
1、井下钻孔的基本参数
(2)钻孔方位角、倾角 以大地坐标为依据，以北为起点，沿顺时 针方向转动得到的夹角。就是钻孔线与正北0° 之间的夹角。 的夹角。
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
注浆泵的基本参数
缸套内径（直径） 活塞行程 活塞往复次数 缸径及其厚度 拉杆直径 动力机功率
公称流量（理论流量）
公称压力
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
（1）钻 头 钻头 （bore］ bit ）安装在钻杆前端,回转破 碎煤或岩石的刀具。 ★ 硬质合金钻头
金刚石钻头
用天然金刚石材料做切削刃，该钻头属一体式钻头，整个钻头没有
活动的零部件，结构比较简单，具有高强度、高耐磨和抗冲击的能力 金刚石钻头在软-中硬地层中钻进时，有速度快、进尺多、寿命长、工作 平稳、井下事故少、井身质量好等优点。
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
6、井下探放水钻探常用工具材料
人造金刚石（PDC）钻头(Polycrystalline Diamond Compact ) 由人造金刚石和硬质合金经高温高压一次 性合成而成。 ① 地质勘探用复合片钻头 适用于软到中 硬岩层，超硬钻头十级硬度的岩层。 ② 煤田钻探采用复合片钻头。由于煤田 的岩层相对较软，复合片钻头被大量应用，如 锚杆钻头，三翼钻头，取芯钻头等。 ③ 石油勘探用复合片钻头，用在油气田 的钻采。
ZDY2300T钻机
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
LHN7.0型便携式注浆泵 （低压注浆泵）
3ZSB型高压注浆泵 （高压注浆泵）
NBB260/7泥浆泵 （中压注浆泵）
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
注（泥）浆泵工作原理
常用的泥浆泵为往复式泵， 分为活塞式或柱塞式。由动力机 带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十 字头再带动活塞或柱塞在泵缸中 做往复运动。在吸入和排出阀的 交替作用下﹐实现压送与循环冲 洗液的目的。
1、综合探测技术手段 钻探、物探、化探 （水文地质实验） 2、钻探定义 钻探是用钻机设备从地表向地下钻进成 孔，从而达到所要任务的工程施工工程。 以钻为手段，以探为目的。
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
冲击工程钻机
回转型岩心钻机
冲击回转型潜孔钻机
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
潜孔定向钻进
在定向钻进施工中，一般为了达到钻头 沿设计的轨迹前行，往往使用螺杆钻具，螺 杆钻具根据数据传输方式分为有线和无线。 其钻头体上部连接一个液压马达（螺杆）， 高压液体由高压泵通过钻杆被输送到螺杆内， 高压液体驱动螺杆内的液压马达回转，从而 带动孔底钻头回转以克取岩石。这个螺杆钻 具从另一个角度上说也是潜孔钻具，其钻进 方式也叫潜孔钻进。
1470转/分
一、煤矿井下探放水钻探基础知识
5、井下探放水钻探常用设备
钻孔深度m: 300 开孔直径mm: Φ135、 Φ155 终孔直径mm: Φ95 钻杆尺寸mm: Φ63、 Φ73 钻孔倾角(°): 0～±90 输出转速r/min: 65/150 输出转矩N •m： 2300/1000 最大给进力kN 100 最大起拔力kN 70 正常给进速度m/min 0～1.2 给进行程mm 850 工作压力Mpa: 13（旋转）/11（给进） 电机功率kW 37 380/660V 防爆型电 机 外形尺寸m: 2.3×1.0×1.3 整机重量kg: 2000（不含钻杆）