煤矿井下循环水定向钻进工艺研究.docx

煤矿井下循环水定向钻进工艺研究
煤矿井下循环水定向钻进工艺研究
随着社会的发展，煤矿井下定向钻进技术的应用越来越广泛。然而，钻井过程中产生的大量水资源的回收利用问题也成为了人们关注的焦点。因此，煤矿井下循环水定向钻进工艺的研究变得尤为关键，它不仅节约了资源，还保护了环境。
一、循环水定向钻进技术概述
循环水定向钻进技术是指将钻杆注入钻孔中，通过特定的旋转和进给方式移动钻头进行钻探，其过程中需要大量的冷却液贯穿在钻头上，带走钻探过程中产生的煤屑和岩屑，使其通过钻孔口到达地面，同时起到冷却钻头的作用。在一些煤矿的垂直井道和倾斜井道的探测过程中，通常会用到循环水钻井技术，如水平井、爆破钻井、岩溶区探测等。
二、循环水定向钻进技术存在的问题
随着煤矿深入开采，矿井水的问题日益突出。在矿井钻进过程中，海量的水样也随即呈现。虽然在钻孔过程中加入冷却液，但在高温、高压等复杂的井下环境中，大量的冷却液在钻探过程中会被挥发和散失，甚至污染地下水。这必然导致水源的浪费和散失，对井下和地面环境都有着不可忽视的危害性。
三、循环水定向钻进工艺解决措施
1.优化钻头设计
为减少钻头钻孔过程中钻屑、煤炭等残留物的形成量，提高钻进效率，从而减少冷却用水的使用量和相应的井下压力，需要对钻头进行优化设计。钻头的优化设计，能够达到更好的钻进效果和削煤效果，同时还可以对煤层进行扰动，降低煤层破碎率，从而减少了煤屑和岩屑的产生。
2.优化冷却液选择
在循环水定向钻进技术中，冷却液一般会使用水或油，而水的使用是使井下中尤其是深层矿井中，产生更多的水资源，受到地下水资源影响很大。因此，在冷却液的选择上应优先使用石油，或者采用石油和水混合使用。这种混合使用的冷却液在使用期间能保持良好的润滑和冷却能力，对地下水资源的影响更小。
3.引入循环水处理设备
尽管对冷却液的选择加以优化，循环不断使用一段时间后还是会产生污染，从而影响钻井的正常运行。针对这种情况，可以设置更为完备的循环水处理装置，用以处理和消毒循环水，并及时回收使用的水源，降低废水的排放，保护周边的环境。
四、循环水定向钻进技术的优势
在使用循环水定向钻进技术时，节约了更多的水资源，而且对周围环境的影响也比传统的煤炭生产方法大大减少。同时，定向钻进技术有利于减少岩石破碎和失稳的情况，从而更好地保证了矿工作业的安全性，为地下矿山的开采与经济利益做出了贡献。
五、结论
循环水定向钻进工艺的优化研究，就是在开展钻井作业的同时，尽可能实现对井下水资源利用和减少排放污染的完善控制。针对煤矿井下循环水钻进工艺的问题，可以采用优化钻头设计、优化冷却液的选择、引入循环水处理设备等解决措施，有利于节约水资源，保护地下环境，并且对矿工作业安全性提升起到了重要促进作用。在今后的开采过程中，需要不断开展相关技术研究、创新和改进，进一步加强水资源的管理，推广循环水定向钻进技术，实现最佳的环境保护效益和经济利益。