无线随钻测量技术在煤矿钻探中的应用，解决煤矿防治水中存在的钻孔定向测量技术问题。

　　在常规钻进中，一般将钻孔轨迹设计成一条直线，这种直孔施工简单，一般钻进进尺也较少。但在随着钻孔深度的增加（如放水孔深度50-300米、矿井地质钻孔20-1200米），偏离会越来越大，甚至失去控制，找不到钻头的所处位置。造成钻孔偏斜的原因复杂，每一个钻孔都必须准确钻到预计的空间位置或矿体分布，但是在钻孔施工过程中，由于钻具在回转碎岩过程中偏离设计钻孔轴线方向而引起偏斜。地质构造是钻孔偏移的重要因素，其他因素还有地球引力、工艺技术等；由于老式的给进式测斜仪的测量费时费力，且操作极为不便，井下钻孔施工时，不到万不得已，操作人员一般不使用，所以很难对钻孔轨迹进行有效的控制和定向。因此如何有效监控地监控与控制钻探过程偏斜从而有效提高钻探施工精度成为现阶段煤矿钻探工作的重要工作之一。

　　该解决方案主要应用于煤炭的开采企业。

　　在坑道定向钻进过程中，实时测量探管采集钻具的倾角、方位、工具面方向、孔深等参数，通过无线电磁波传输技术将采集的数据由孔口监视器实时接收，工作人员可根据实时的钻孔测量数据和钻孔轨迹及时调整工具面角度，进行钻孔轨迹的控制。

钻探技术的关键参数

随钻实时的关键技术：

1) 实时数据传输

2) 钻杆振动的影响

3) 钻杆内传感器的安装

4) 不同参数的获取传感器安装位置

5) 数据呈现的形式

6) 后期的维护

布置方案

矿用无线随钻测量设备需要配合井下钻场钻机，开展随钻任务；

施工流程如下：

1、通过专用电源电缆将中控机与矿用12V本安电源连接好；

2、打开中控机电源；

3、测试中控机的深度采集功能，确认工作正常；

4、测试中控机与地面监控主机的通信，确认通信正常；

5、先用常规钻杆钻孔约3-5米深；

6、取出钻具；

7、利用转接头连接随钻探管与钻杆；

8、后面接常规钻杆进行钻探正常施工；

9、通信接线两端分别接上钻机与煤岩层内的锚杆，保证接头接触良好。

10、查看中控机上是否接收到随钻探管发送的数据，确认通信正常；

11、观察孔口中控机上显示的初始深度数据，判断与实际深度是否吻合，如相差较大，需执行初始深度校正操作。

12、实时观测钻探过程中的中控机工作状态即可。

13、钻探完毕，选择保存数据；

14、利用钻机夹具拆卸随钻探管。

15、随钻设备与配件清点，整理齐全后结束随钻施工。

图3 仪器连接于布置图

设备与软件

　　武汉地大华睿地学技术有限公司生产的YZD100实时钻孔深度及多参数测量仪（系统）【MA】，它是专业的无线随钻测量设备。

产品特点:

1)深度测量实时监测并实时将数据传输至控制处；深度测量采用外围件的方式进行测量。因钻杆水平移动，可用激光传感器测量移动过程中的位移，将每根钻杆移动的距离进行叠加，即可得到所需的深度。同时为了在深度测量上克服因软弱层出现的松钻现象导致的退钻现象，还在孔中装置中增加了震动传感器，使得深度的测量更加准确。

2)采用近探头设计，随钻测量参数速度快，准确率高；采用无线电磁波来进行数据传输，具备高传输率和高可靠性。

3)一次性实时深度数据、方为数据、倾角数据；在角度测量及其他测量传感器均封装在钻杆中，同时再封装一个振动传感器，利用传感器实时接收到的深度、方位、倾角数据传输到控制处，做到实时监测。

4)采用随钻探管的电池续航技术，保证无论是在岩巷还是煤巷都能够完成记录工作，续航时间》50小时；

5)采用最新的传感器计划，使孔中探管克服振动测量到准确的方位数据以及保证硬件的精确。

6)具备矿井随钻测量技术的延展性，今后可实现向物探-钻探结合多参数组合，探测-验证的一体化设计的方向发展

　　仪器主要技术指标：

本仪器的成图软件为与仪器配套使用的矿用无线随钻三维成图解释软件

软件特点

1)主界面功能：钻孔设计、随钻测量、随钻监测、文件管理、系统分析。

2)专用软件进行钻孔轨迹参数计算和轨迹图显示。

利用专门开发的钻孔轨迹数据处理和分析软件对钻场的钻孔测量参数进行处理，得到的钻孔轨迹水平投影图和垂直影像图，得到钻孔三维轨迹显示图，分别反映钻孔轨迹空间的俯视效果和前侧视效果，该软件操作友好，解释准确。

图  矿用无线随钻三维成图解释软件

河北邢台市白芦矿用无线实时随钻测量技术应用推广案例

为了实时准确的掌握钻机定向钻探的实际偏斜程度，对钻探钻机提供定向钻进测量的精准控制，根据现场钻场开掘需求，在4307工作面切眼采用矿用无线随钻测量技术对钻机钻探进行远程实时精准监控。

主要任务及目的：

1、钻探施工时，通过YZD100矿用无线随钻测量仪实时获得钻头钻进的方向、角度、深度、钻头围岩密实度等参数。

2、控制钻机的定向打孔质量，提升长距离钻探时的中靶精度。

3、通过信号无线传输技术，可在地面监控室同步获取钻头钻进的方向、角度、深度、钻头围岩密实度等参数，实时掌握钻机掘进状态，对井下钻探进行统一有效的管理。

工程团队——武汉地大华睿地学技术有限公司工程中心

武汉地大华睿地学技术有限公司矿井物探中心成立于2010年，基于公司矿井物探相关设备的基础上，在山西等煤矿大省开展煤矿物探探水工作。矿井物探中心主要从事煤矿防治水工作中的物探工作，利用矿井瞬变电磁法、矿井直流电法、矿井无线电波透视法、矿井震波探测等技术手段探测煤矿巷道掘进头、工作面的地质构造、采空区分布及富水性调查。目前矿井物探中心已经在山西太原、大同、晋城、贵州贵阳、六盘水等地成立多个矿井物探项目部，2010年至今，与山西、贵州多个煤炭集团长期开展合作中。我司矿井物探中心在多年的矿井物探工作中培养了大量的矿井物探技术人员，拥有丰富的防治水工作经验。

视频链接   PPT链接