寺河礦著眼于煤礦井下大區(qū)域探測煤層瓦斯含量的現(xiàn)實(shí)需求，把握井下定向長鉆孔先進(jìn)鉆探技術(shù)與裝備大范圍快速推廣應(yīng)用的趨勢，與多家單位聯(lián)合研發(fā)了煤礦井下長距離定點(diǎn)密閉取芯技術(shù)及裝置，目前此項科技成果已完成驗收鑒定，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。
常規(guī)的取芯工藝，限于井下瓦斯含量測定用煤芯暴露時間不得大于5min的要求，只能使用普通鉆機(jī)進(jìn)行施工，最大取樣深度只能達(dá)到120m左右，取樣深度覆蓋范圍小，且不能測量和控制實(shí)際取樣點(diǎn)的具體空間位置，取樣精度低，無法準(zhǔn)確進(jìn)行鉆探工作。由于煤芯暴露時間過長等不利于檢測煤層瓦斯含量的因素，還存在交叉作業(yè)、重復(fù)作業(yè)浪費(fèi)人力物力的情況。
長距離煤層取芯這項工作的難點(diǎn)，在于如何保障取得的煤芯反映出真實(shí)的煤層瓦斯含量。為了攻克這一關(guān)鍵性難題，寺河礦的技術(shù)人員們多次深入井下工作現(xiàn)場，跟蹤每一處煤層的取芯全過程，經(jīng)過前期的反復(fù)考察與多次研究試驗，寺河礦成功加工出一套專用的取芯裝置。取芯鉆桿到達(dá)工作位置后，在水辮與鉆桿連接處投入橡膠球，通過泥漿泵加壓將橡膠球送至投球裝置的球座中，使得球座底部的導(dǎo)水孔被堵塞，再由泥漿泵持續(xù)泵注加壓，由此產(chǎn)生的液壓推動液壓總成“剪斷”銷釘并向前運(yùn)動，聯(lián)動關(guān)閉取芯內(nèi)筒的球閥和解吸球閥，實(shí)現(xiàn)真正意義上的密閉取芯，保證煤層瓦斯取樣精度。
在敲定最終方案之后，寺河礦優(yōu)選出多處代表性施工地點(diǎn)，并針對不同地點(diǎn)編制實(shí)施方案。將長距離密閉取芯與常規(guī)方法采取樣品進(jìn)行瓦斯含量對比測試，評價深孔密閉取芯瓦斯含量測定效果，最終尋找出一套行之有效的項目實(shí)施方案，在首次試驗中，最長取芯深度達(dá)到了510米，共計獲取煤芯22個，密閉效果良好，取芯過程中的瓦斯損失量微乎其微。
定向鉆機(jī)長距離密閉取芯工藝有效解決了煤層瓦斯含量檢測軌跡偏差大、檢測范圍小、測定結(jié)果失真等問題，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下長距離、精準(zhǔn)定點(diǎn)、密閉取心瓦斯含量準(zhǔn)確測定，大幅降低了取芯鉆孔工程量，減少了無效掘進(jìn)進(jìn)尺，提高了掘進(jìn)效率，對礦井“抽—掘—采”平衡具有積極促進(jìn)作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
