井下钻探作业是矿山井下采掘生产的眼睛，作为一项重要的地质勘探技术，井下钻探为井下采掘、支护、防治水等各类生产活动获取第一手地质基础资料，在矿产资源勘探与开发中发挥着重要作用。安徽太平矿业有限公司井下钻探工程一直采用湿钻法进行施工作业，俗称水钻作业。但是在中深部基建工程施工中，面对穿透矽卡岩或者包含矽卡岩夹层的矿体进行水钻作业，几乎无一幸免会出现钻探塌孔，因为矽卡岩具有遇水松散膨胀的物理和化学特性，钻探施工中经常出现抱钻、卡钻、塌孔等诸多问题。
为解决项目建设过程中的困难问题，安徽太平公司领导班子深入一线调研，组织公司地质勘探专业技术人员进行研究分析，指导专业技术人员对现有的潜孔钻机进行技术改造，彻底解决钻机遭遇矽卡岩出现踏空的技术难题。为保障技术改造能满足安徽太平公司井下作业实际需要，公司专业技术人员针对改造设计构思需要的设备配件与钻探设备厂家进行了咨询和沟通，在得到设备制造厂家可以加工制作的答复后，专业技术人员设计了详细的改造计划，对现有潜孔钻机的移动方式、钻机机架、动力装置、除尘装置等进行了创新改造。
移动方式改造。原钻机在井下移动需要靠人工或铲运设备平移，耗时耗力，且安全风险高，易发生倾斜歪倒等碰撞、挤压事故隐患。为提高钻机的移动效率，克服钻机搬运难题，公司专业技术人员针对钻机底座进行改造，在钻机支撑底座下面加装了2条2.5米长、1.2米宽的滚动式橡胶履带，赋予了钻机良好的机动性与灵活性，改造后的钻机在井下巷道中实现了便捷运移，一举攻克了长期困扰的钻机搬迁难题，不仅极大地缩短了设备转场耗时，也为井下钻探作业高效实施提供便利。
钻机机架改造。原钻机机架设计是固定在巷道岩石中，由于增加了滚动式橡胶履带轮，钻机高度比原设计高度增加30厘米，原钻机在受限空间作业，可施工仰（俯）角范围为±45度，因为仰（俯）角过大，钻杆尾部会触底（顶）板，需要缩小施工角度以保证钻杆顺利连接。改造后的钻机机架主梁长度加大，钻机机架高度增加，为确保钻杆顺利连接，技术人员将原配置的1.5米钻杆改为1米钻杆，改造后机架旋转施工仰（俯）角范围从±45度大幅拓宽至±85度左右，不仅拓展了单点可施工范围，也极大地提升了钻探作业的灵活度，有效减少了设备转移次数，节省了时间提高了台时效率。
动力装置改造。原钻机为电力驱动，靠循环水给钻头降温并带出钻渣，钻机运行对供水供电有严格要求，水压不足难以施工，影响进度。在遇到遇水膨胀的矽卡岩时，钻机作业会出现抱钻塌孔，难以达到预期钻探效果。公司专业技术人员通过查阅资料、咨询钻探设备厂家，增加钻机的风力驱动单元，构建形成风、电混合动力驱动新模式，电力驱动钻机移动和主机旋转，高压风力驱动钻机凿岩，并借助风力清理钻孔里的钻渣，改造后的钻机作业顺利避开矽卡岩遇水膨胀引发抱钻塌孔难题，矽卡岩段钻探成功率从近乎零跃升至100%，极大地提升钻探作业效率与成功率指标。
增加除尘装置。无水钻探虽优势显著，但粉尘污染严重，不利于井下文明生产。公司专业技术人员根据现场生产实际，潜心设计一套除尘装置系统，即在钻孔上下加装两台2米×1米的除尘器。通过输灰管与钻孔孔口无缝衔接，粉尘与矿渣被精准引流至集尘装置，再通过重力分离实现渣石、粉尘分流收集，渣石作为岩心倒入岩心盒，粉尘收集至集尘袋。试验验证，该除尘系统安装使用成效显著，巷道内粉尘绝迹，井下作业环境焕然一新。收集的粉尘、矿渣摇身一变成为“宝贝”，为后续地质编录和化验分析提供关键样本，创新弥补无水钻探作业无岩心的短板。
改造后的钻机在井下作业焕发出新的勃勃生机。通过在-720中段1号、2号探矿巷7个钻孔的试验性施工，均顺利穿透矽卡岩及矽卡岩化闪长玢岩段，精准达到设计深度。施工现场岩粉收集堪称完美，每米精准取粉，岩性辨识一目了然；除尘机运转高效，粉尘零泄漏，除尘效果显著。钻探速度更是令人惊叹，每班进尺飙升至30米以上，相较常规水钻作业（每班进尺约7米）效率增长三倍以上，为提高井下地质勘探效率注入强大动力。
习近平总书记指出，发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。安徽太平在持续推进中深部项目建设过程中，坚持以科技创新引领发展新质生产力，加快实施矿山设备升级改造力度，其中，井下无水钻探技术改造取得成功，必将为安徽太平推动实施设备更新和技术改造升级提供有力借鉴。
