[发明专利]一种煤矿地面钻孔精准透巷的施工方法

说明书

本发明公开一种煤矿地面钻孔精准透巷的施工方法，属于煤矿的开采领域，包括了透巷钻孔的结构设计和透巷主要施工方法，通过设计三开钻孔结构，三次开孔，利用无线测斜仪器和数值模拟技术对钻孔进行实时监测，并对钻孔轨迹进行不断地修正，使得钻孔的最终落点到达巷道的目标位置，实现了精准透巷的目的，能够满足煤矿地面工程钻孔或者煤矿求援孔的一次性精准透巷，并且保证钻孔钻具安全的要求。

技术领域

本发明属于煤矿的开采领域，具体涉及一种煤矿地面钻孔精准透巷的施工方法。

背景技术

煤矿开采施工过程中，需要从地面建立和井下巷道的联系，采用从地面钻孔至巷道的方式，这类钻孔一般为地面向井下输送物料的投料孔或者注氮孔，也可以为煤矿事故地面救援井等类似钻孔。

要从地面钻孔使得钻孔能够穿透至巷道，在钻孔过程中很难控制钻孔轨迹，不能有效控制钻孔能够精准透巷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿地面钻孔精准透巷的施工方法，能够实现从地面钻孔精准透巷。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种煤矿地面钻孔精准透巷的施工方法，包括地面和巷道，施工方法包括以下步骤：

S01：布置地面钻孔的位置；

S02：使用数值模拟技术确定井下巷道的坐标，设计透巷轨迹路线，并建立透巷模拟图；

S03：实行第一次钻孔，向下钻有第一开孔，第一开孔的底端至少钻入基岩面下20m，施工完毕后，测量第一开孔孔身的三个参数，即孔深、孔斜和方位，再使用磁性测斜仪测得方位角(即磁方位角)，磁方位角需校正为真方位角，并对所测得的第一开孔孔身的三个参数数据进行磁偏角校正；

S04：向第一开孔内下放第一护壁套管，第一护壁套管与第一开孔同轴放置，第一护壁套管悬挂在第一开孔的开口处并且至少高出地面0.5m，第一护壁套管的直径比第一开孔的直径至少小50mm，第一护壁套管放置完成后，向第一护壁套管的外壁和第一开孔的内壁之间注入水泥浆，利用水泥封固第一护壁套管；

S05：以第一开孔的底端和轴心为基准，实行第二次钻孔，向下钻有第二开孔，第二开孔的直径小于第一护壁套管的直径，第二开孔的底端与巷道顶板之间的距离不得大于20m，第二次钻孔过程中利用线随钻测斜仪器和数值模拟技术模拟钻孔轨迹，不断修正钻孔轨迹；

S06：第二次钻孔施工完毕后，利用磁性测斜仪器对第二次钻孔的已钻轨迹进行复测校核；

S07：向第二次开孔内下放第二护壁套管，第二护壁套管与第二开孔同轴放置，第二护壁套管悬挂在第二开孔的开口处并且至少高出地面0.5m，第二护壁套管的直径比二开孔的直径至少小10mm，第二护壁套管放置完成后，向第二护壁套管的外壁和第二开孔的内壁之间注入水泥浆，利用水泥封固第二护壁套管；

S08：以第二开孔的孔底为基准，实行第三次钻孔，下钻有第三开孔，第三开孔的直径小于第二护壁套管的直径，第三次钻孔自第二开孔的底端钻至巷道底板。

进一步地，所述S03中第一次钻孔使用常规钻具施工。

进一步地，所述S05中第二次钻孔使用螺杆钻具定向钻孔施工。

进一步地，所述S08中第三次钻孔使用常规钻具施工。

进一步地，所述S05的具体步骤为：

第二次钻孔过程中，将无线随钻测斜仪器安装于钻具上，通过无线随钻测斜仪器测出钻具的井斜和方位等数据，无线随钻测斜仪器将测得的数据信号传递给地面计算机，地面计算机将接收到的数据信号换算为钻具的位置坐标，根据钻具的位置坐标，利用数值模拟技术精准计算出第二次钻孔的轨迹；