晋能控股集团寺河矿：定向钻机长距离密闭取芯 测瓦斯更精准

晋能控股集团寺河矿着眼于煤矿井下大区域探测煤层瓦斯含量的现实需求，把握井下定向长钻孔先进钻探技术与装备大范围快速推广应用的趋势，与多家单位联合研发了煤矿井下长距离定点密闭取芯技术及装置，目前此项科技成果已完成验收鉴定，达到了国际领先水平。

常规的取芯工艺，限于井下瓦斯含量测定用煤芯暴露时间不得大于5min的要求，只能使用普通钻机进行施工，最大取样深度只能达到120m左右，取样深度覆盖范围小，且不能测量和控制实际取样点的具体空间位置，取样精度低，无法准确进行钻探工作。由于煤芯暴露时间过长等不利于检测煤层瓦斯含量的因素，还存在交叉作业、重复作业浪费人力物力的情况。

长距离煤层取芯这项工作的难点，在于如何保障取得的煤芯反映出真实的煤层瓦斯含量。为了攻克这一关键性难题，寺河矿的技术人员们多次深入井下工作现场，跟踪每一处煤层的取芯全过程，经过前期的反复考察与多次研究试验，寺河矿成功加工出一套专用的取芯装置。取芯钻杆到达工作位置后，在水辫与钻杆连接处投入橡胶球，通过泥浆泵加压将橡胶球送至投球装置的球座中，使得球座底部的导水孔被堵塞，再由泥浆泵持续泵注加压，由此产生的液压推动液压总成“剪断”销钉并向前运动，联动关闭取芯内筒的球阀和解吸球阀，实现真正意义上的密闭取芯，保证煤层瓦斯取样精度。

在敲定最终方案之后，寺河矿优选出多处代表性施工地点，并针对不同地点编制实施方案。将长距离密闭取芯与常规方法采取样品进行瓦斯含量对比测试，评价深孔密闭取芯瓦斯含量测定效果，最终寻找出一套行之有效的项目实施方案，在首次试验中，最长取芯深度达到了510米，共计获取煤芯22个，密闭效果良好，取芯过程中的瓦斯损失量微乎其微。

定向钻机长距离密闭取芯工艺有效解决了煤层瓦斯含量检测轨迹偏差大、检测范围小、测定结果失真等问题，实现了煤矿井下长距离、精准定点、密闭取心瓦斯含量准确测定，大幅降低了取芯钻孔工程量，减少了无效掘进进尺，提高了掘进效率，对矿井“抽—掘—采”平衡具有积极促进作用，具有广阔的应用前景。