試分析煤礦深孔鉆探技術(shù)問(wèn)題及機(jī)具選擇的要點(diǎn)

王長(zhǎng)青 巢啟業(yè)

試分析煤礦深孔鉆探技術(shù)問(wèn)題及機(jī)具選擇的要點(diǎn)

王長(zhǎng)青 巢啟業(yè)

（贛東北地質(zhì)隊(duì)）

伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提升和科學(xué)技術(shù)水平的提高，以及近些年找礦工作社會(huì)地位的增強(qiáng)，使得不斷提升找礦技術(shù)，保障找礦工作的穩(wěn)步發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。而鉆探技術(shù)水平和高低和鉆探機(jī)具選擇的合理與否作為影響我國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵因素，對(duì)這煤礦行業(yè)中的這兩項(xiàng)工作進(jìn)行細(xì)致研究十分必要。對(duì)此，本文以煤礦行業(yè)深孔鉆探技術(shù)為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)其具體的鉆孔技術(shù)問(wèn)題和選擇鉆孔機(jī)具的要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分析，以期可以為我國(guó)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

煤礦深孔鉆探；技術(shù)問(wèn)題；機(jī)具選擇

引言

就目前來(lái)看，攻深找盲不僅是當(dāng)前我國(guó)煤礦行業(yè)地質(zhì)勘查階段的重點(diǎn)工作內(nèi)容，還是該行業(yè)未來(lái)重要的發(fā)展方向。這一行業(yè)規(guī)劃的產(chǎn)生和一個(gè)月，使得深孔鉆探工作在煤礦行業(yè)日后發(fā)展中的任務(wù)量也隨之增加。而這一任務(wù)量的增加，不僅對(duì)鉆探人員的專業(yè)技術(shù)水平提出了較高的要求，還使得鉆探機(jī)具選擇工作的重要性也在隨之不斷的提升。因此，不斷的加快深孔鉆探工程的施工速度和水平，盡可能鉆工內(nèi)部施工安全事故發(fā)生的概率，提升找礦工作的水平和效果，便成為了煤礦行業(yè)現(xiàn)階段的重要發(fā)展內(nèi)容。

1 深孔鉆探工程施工時(shí)存在的技術(shù)問(wèn)題

1.1 護(hù)孔鉆探技術(shù)問(wèn)題

在最初對(duì)泥漿配方中包含的各種處理劑進(jìn)行加量處理時(shí)，施工人員使用機(jī)臺(tái)來(lái)進(jìn)行操作的過(guò)程中，其操作行為較為隨意，沒(méi)有按照相應(yīng)的技術(shù)要求進(jìn)行配加，且泥漿材料本身的性能也沒(méi)有通過(guò)具體的性能測(cè)定和測(cè)定結(jié)果及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。這樣一來(lái)，就會(huì)導(dǎo)致泥漿的護(hù)壁功效不能被正常發(fā)揮出來(lái)。此外，因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)的地層結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)講較為復(fù)雜，煤系所處的地層孔壁上有多段、多處都有穩(wěn)定性缺失，易坍塌等問(wèn)題。如果施工人員能夠按照相關(guān)的技術(shù)要求對(duì)泥漿配方中各類型的處理劑進(jìn)行加量，就會(huì)導(dǎo)致孔壁泥漿扭矩增加，從而在一定程度上對(duì)鉆進(jìn)施工產(chǎn)生影響。

1.2 深孔鉆探設(shè)備問(wèn)題

（1）鉆機(jī)，由于XY-44型號(hào)鉆機(jī)自身能力較小，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到700m之后，鉆機(jī)的速度無(wú)法滿足鉆進(jìn)施工要求，無(wú)法將金剛石的鉆進(jìn)功效充分發(fā)揮出來(lái)。與此同時(shí)，在使用全液壓動(dòng)力頭的鉆機(jī)處理施工事故時(shí)，下鉆啟動(dòng)的頻繁性，會(huì)在一定程度上增加輔助時(shí)間。筆者通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)資料的查閱后發(fā)現(xiàn)，在800m深度的鉆孔中，動(dòng)力頭鉆機(jī)每次勞動(dòng)兩個(gè)6m的單根，其在抬下一次提鉆具時(shí)，就能夠耗時(shí)大約1.3個(gè)臺(tái)班，且需要拆卸的鉆頭數(shù)量較多，鉆桿需要被擺放在地上，所以，其勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大。此外，立軸式的鉆機(jī)在下一次提鉆具時(shí)是需要耗費(fèi)大約0.8個(gè)臺(tái)班的時(shí)間，同動(dòng)力頭鉆機(jī)相比，此類型鉆機(jī)可以節(jié)約大約40%的時(shí)間，且鉆桿在施工期間處于順?biāo)诺臓顟B(tài)，所以，其勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)來(lái)講比較低。

（2）泥漿泵。在最初的施工階段，各個(gè)機(jī)臺(tái)配備的泥漿泵型號(hào)分別為BW250/50、BM320和BM200這三種類型。因?yàn)槊合档貙颖旧砭哂幸欢ǖ膹?fù)雜性，當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)的深度達(dá)到了煤系中部位置時(shí)，BW250/50和BM200這兩種泥漿泵就會(huì)出現(xiàn)上返泥漿量變小、鉆孔內(nèi)部阻力增大、易出現(xiàn)堵水、排粉能力較差[1]。泥漿泵存在的這些缺陷，輕則會(huì)對(duì)提升其轉(zhuǎn)動(dòng)速度產(chǎn)生一定的影響，重則造成正常鉆進(jìn)工作無(wú)法完成。

（3）巖心打撈系統(tǒng)。在進(jìn)入到煤系之中后，所有的施工機(jī)臺(tái)都會(huì)在不同程度上產(chǎn)生斷層問(wèn)題。一般情況下，在鉆探施工的第一時(shí)間提拉內(nèi)管會(huì)出現(xiàn)打撈港城提斷這一施工事故，特別是在深孔鉆探工程中，這種施工的發(fā)生概率、種類和事故處理時(shí)需要花費(fèi)的時(shí)間都會(huì)存在不同程度的增加。

1.3 深孔鉆探鉆具問(wèn)題

能否成功的選擇出正確的鉆具系列，是決定煤礦深孔繩索的取芯鉆探工程施工工作是否能夠順利完成的一個(gè)最為關(guān)鍵的因素。在深孔鉆探工程開始前，業(yè)主單位需要多方面、多角度的對(duì)繩索取芯工程使用期間需要使用的鉆具和鉆桿進(jìn)行選擇，并對(duì)其施工結(jié)果展開驗(yàn)證[2]。普通的鉆具系列因?yàn)槠浔旧淼慕z扣較薄且斷，無(wú)法經(jīng)受疲勞受力和折彎，在施工期間極易發(fā)生鉆桿和鉆具折斷等施工事故。而當(dāng)折斷的斷頭位置屬于煤系地層的中部時(shí)，施工安全事故在處理時(shí)的復(fù)雜性和處理難度就會(huì)隨之增加。

2 煤礦行業(yè)深孔鉆探工作選擇機(jī)具時(shí)的要點(diǎn)

2.1 鉆機(jī)選擇要點(diǎn)

就煤礦深孔鉆探工程來(lái)講，因?yàn)槠渫渌V種不同，具有一定的復(fù)雜性，所以，在選擇深孔鉆探工作的機(jī)具時(shí)，需要多預(yù)留出鉆機(jī)能力空間。筆者建議，在千米以內(nèi)的煤礦鉆孔中，施工人員可以使用型號(hào)為XY-5的鉆機(jī)；而千米以上的鉆孔，則必須要使用型號(hào)是XY-6的鉆機(jī)[3]。雖然全液壓動(dòng)力頭的鉆機(jī)在使用期間具有一定優(yōu)越性，但其處理施工安全事故時(shí)的操作相對(duì)來(lái)講不是十分的便利，起下鉆施工時(shí)需要花費(fèi)較多的輔助時(shí)間。因此，施工人員應(yīng)該要盡可能少用或者是不用此種鉆機(jī)設(shè)備。

2.2 泥漿和泥漿泵選擇要點(diǎn)

在深孔鉆探工程中，沖洗液可以被稱之為鉆探工程中鉆孔的血液，如果鉆孔血液流動(dòng)不暢通，鉆孔就會(huì)出現(xiàn)堵塞的情況。施工人員要想將巖層中的粉塵有效排除出去，最大限度的確保鉆孔底部的清潔性，在此種類型的地層和鉆孔中進(jìn)行施工時(shí)，施工人員需要盡可能的選擇BW320和BW300這兩個(gè)型號(hào)的泥漿泵。因?yàn)槟酀{泵高速擋不可以被長(zhǎng)時(shí)間使用，所以，在實(shí)際施工期間，施工人員應(yīng)該要多使用低速擋與中速擋[4]。其次，在配置泥漿材料時(shí)，必須要嚴(yán)格按照事先確定好的加量配方，按比例增加處理劑的使用量。最后，對(duì)于泥漿的性能指標(biāo)，施工人員必須要使用相應(yīng)的測(cè)試儀器對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的施工情況進(jìn)行測(cè)定，如果測(cè)定結(jié)果沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求，則要及時(shí)按規(guī)定調(diào)整，不可以出現(xiàn)隨意加量的行為。

2.3 巖心打撈系統(tǒng)

在最初的深孔鉆探施工中，打撈鋼繩這項(xiàng)施工事故并不被施工人員所重視，因而被定義為一般性的常見(jiàn)施工事故。但此種事故在多次產(chǎn)生，特別是自深孔煤系地層中頻繁出現(xiàn)后，鉆孔孔壁就會(huì)增加一定的不穩(wěn)定性。因此，整個(gè)打撈系統(tǒng)本身工作性能的高低，將會(huì)對(duì)內(nèi)管打撈施工是否可以順利完成產(chǎn)生直接影響[5]。對(duì)此，在實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員需要注意以下幾方面的問(wèn)題：

（1）鋼繩型號(hào)的選擇。施工人員需要選擇雙捻多股線的接觸性鍍鋅鋼繩。此種鋼繩的性能較高，在直徑相同的情況下，這種型號(hào)的鋼繩本身的抗拉強(qiáng)度相對(duì)較大，且直徑也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般性的深孔鉆探工程中選擇的鋼繩。

（2）做好相關(guān)系統(tǒng)靈活性和可靠性的檢查工作。施工人員要對(duì)打撈器的安全銷進(jìn)行加粗，確保系統(tǒng)拉力能夠滿足工程施工要求。在每次進(jìn)行內(nèi)管投放時(shí)，施工人員必須要對(duì)彈卡收張的靈活可靠性進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查，從而確保彈卡管能夠自如的上下活動(dòng)，進(jìn)而最大限度的縮短提起力。

（3）在發(fā)現(xiàn)鋼繩的受損情況操作標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行處理。當(dāng)施工人員發(fā)現(xiàn)鋼繩的斷絲有一捻以上的股絲出現(xiàn)損壞時(shí)，必須要及時(shí)采用有效的措施對(duì)其進(jìn)行更換和緊急處理。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，伴隨煤礦行業(yè)發(fā)展速度的提升和深孔鉆探工作技術(shù)設(shè)備要求的提升，使得改革我國(guó)地質(zhì)找礦工作已經(jīng)成為當(dāng)前煤礦行業(yè)未來(lái)一段時(shí)間重要的發(fā)展目標(biāo)。因此，本文通過(guò)對(duì)深孔鉆探工程在實(shí)際施工期間深孔鉆探這項(xiàng)技術(shù)存在的主要問(wèn)題的分析，從而就該項(xiàng)工程施工期間鉆探機(jī)具的選擇要點(diǎn)問(wèn)題展開細(xì)致的研究，以期可以為我國(guó)煤礦深孔鉆探技術(shù)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]余繼強(qiáng).詮釋煤礦深孔鉆探技術(shù)問(wèn)題及機(jī)具選擇要點(diǎn)[J].西部探礦工程，2010，03：71～72+76.

[2]楊赤劍.煤礦地質(zhì)鉆探中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的探討[J].科技風(fēng)，2014，04：242.

[3]劉士中.煤礦地質(zhì)鉆探中關(guān)鍵問(wèn)題的研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015，04：9+21.

[4]舒智.復(fù)雜地層深孔鉆進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的探討與實(shí)踐[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2009，S1：161～166.

[5]郭孝先，李耀武.煤礦井下用鉆孔與鑿巖機(jī)具的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].鑿巖機(jī)械氣動(dòng)工具，2007，04：18～30.

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2016-9-10