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“這項(xiàng)工程消除了煤礦水害隱患，解放優(yōu)質(zhì)煤炭資源200多萬(wàn)噸，顯示出中煤水文局集團(tuán)的綜合實(shí)力?！奔街心茉捶宸寮瘓F(tuán)總工程師孟憲營(yíng)如是說土壤鉆機(jī)。

2020年4月1日，孟憲營(yíng)率領(lǐng)的專家組完成了中煤水文局集團(tuán)承擔(dān)的冀中能源峰峰集團(tuán)辛安礦-500北翼極復(fù)雜區(qū)的地面區(qū)域治理工程的驗(yàn)收。由此，中煤水文局集團(tuán)水文三隊(duì)歷時(shí)3年施工的辛安項(xiàng)目圓滿畫上句號(hào)。

信心，源自實(shí)力

辛安礦水患危害之大，治理難度之大，在整個(gè)煤礦防治水領(lǐng)域“名聲在外”。

水文地質(zhì)專家稱，我國(guó)煤礦水文地質(zhì)條件類型分為“簡(jiǎn)單型、中等型、復(fù)雜型、極復(fù)雜型”四個(gè)等級(jí)。而辛安礦地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件均為極復(fù)雜，該礦井先后出水達(dá)20多次，其中2次大的突發(fā)出水淹井均發(fā)生在-500北翼地區(qū)，可以說是“極復(fù)雜中的極復(fù)雜”。

“水患”嚴(yán)重制約了礦井的安全生產(chǎn)。辛安礦對(duì)-500北翼地面開展區(qū)域治理，2016年12月30日，項(xiàng)目公開招標(biāo)，主要任務(wù)是查明辛安礦-500北翼區(qū)域水文地質(zhì)條件及隱伏含（導(dǎo)）水構(gòu)造發(fā)育情況，加固改造煤底板含、隔水層及斷層破碎地帶，消除煤礦“水害”隱患，實(shí)現(xiàn)安全開采。

但是，這一項(xiàng)目鉆探施工的高風(fēng)險(xiǎn)，令大多數(shù)勘探隊(duì)伍望而卻步。原因是治理區(qū)域勘探程度低，地層破碎、地應(yīng)力大、礦山壓力大，構(gòu)造、井下已有巷道、奧灰?guī)r溶大流量高壓水給施工帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)，治理目的層厚度僅有5.5米的大青薄層灰?guī)r。面對(duì)這樣技術(shù)要求極高的項(xiàng)目，一些勘探隊(duì)伍或放棄了投標(biāo)，或因未吃透地質(zhì)條件在技術(shù)方案、施工方案上出現(xiàn)重大偏差。

項(xiàng)目啟動(dòng)伊始就是高起點(diǎn)。工程內(nèi)容包括勘探主孔3個(gè)、水平井30個(gè)，設(shè)計(jì)完成鉆探進(jìn)尺近4萬(wàn)米，設(shè)計(jì)注水泥量2萬(wàn)多噸，合同價(jià)6000余萬(wàn)元。如何優(yōu)質(zhì)高效完成該項(xiàng)目？中煤水文三隊(duì)調(diào)集了精兵強(qiáng)將，科學(xué)調(diào)配資源投入，ZJ-40、ZJ-30石油鉆機(jī)執(zhí)行項(xiàng)目，定向裝備采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的LWD儀器，主流的軌跡控制系統(tǒng)使鉆孔軌跡準(zhǔn)確和定位精度，確保了工程質(zhì)量。

“歷時(shí)三年，我們不僅克服困難提交了環(huán)保方面的滿意答卷，也為煤礦降伏了這條‘水龍王’，為自己贏得了信譽(yù)”。項(xiàng)目經(jīng)理趙永智自豪地說土壤鉆機(jī)。

攻堅(jiān)，依靠創(chuàng)新

“我們依靠創(chuàng)新進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，將難題一一解決?！表?xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人王立仁總結(jié)說，辛安礦-500北翼地區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育、煤巖層受強(qiáng)烈擠壓十分破碎，地層扭曲變形嚴(yán)重。這是該隊(duì)首個(gè)在極復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域，以薄層灰?guī)r為目的層施工的水平定向井工程，遇到判層困難、鉆遇率低、軌跡繞巷、過采空區(qū)等土壤鉆機(jī)難題。

為了發(fā)揮地質(zhì)導(dǎo)向作用，工程技術(shù)人員創(chuàng)新應(yīng)用井眼軌跡地質(zhì)模擬技術(shù)，利用巖屑錄井資料，結(jié)合井眼軌跡軟件，建立地質(zhì)模擬技術(shù)，進(jìn)行井身質(zhì)量監(jiān)測(cè)和地層預(yù)測(cè)，并計(jì)算斜井深的垂深，及時(shí)與鄰井作地層對(duì)比，在三維空間及在二維剖面圖和平面圖上投影，對(duì)比鉆井眼軌跡與設(shè)計(jì)井眼軌跡的吻合情況，預(yù)測(cè)鉆頭下一步的走向趨勢(shì)和地層變化情況。這一技術(shù)創(chuàng)新，既解決了反復(fù)找層、頻繁側(cè)鉆的問題，又保證鉆井按地質(zhì)設(shè)計(jì)順利施工。

為了提高巖屑錄井質(zhì)量，提高環(huán)空返速，工程技術(shù)人員反復(fù)試驗(yàn)，選定合理流型與鉆井液流變參數(shù)，盡可能提高鉆井液的動(dòng)切力和動(dòng)塑比，適當(dāng)提高鉆井液密度，以提高巖屑上返能力。

為了避免造成施工無效進(jìn)尺，工程技術(shù)人員土壤鉆機(jī)采取注漿后及時(shí)替掃孔，優(yōu)化泥漿配比和鉆具組合，自制鉆探導(dǎo)向。

為了躲避井下多條巷道，工程技術(shù)人員通過對(duì)地質(zhì)資料的詳細(xì)分析，建立數(shù)據(jù)模型，核算軌跡最優(yōu)距離，避開主巷和煤巷及可能存在的垮落范圍，設(shè)計(jì)出最優(yōu)軌跡路線，利用單造斜段施工多個(gè)水平分支孔的辦法，減少造斜段數(shù)量，降低施工難度土壤鉆機(jī)。