繩索鉆探技術(shù)在新疆煤炭勘查中的應(yīng)用

劉鵬

摘要：快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展，各個(gè)行業(yè)的科學(xué)技術(shù)研究取得了令世界矚目的成績(jī)，并逐漸成為行業(yè)中最重要的支撐技術(shù)，有效地促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。作為三大產(chǎn)業(yè)的其中之一——煤炭行業(yè)能夠在很大程度上影響到一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，各個(gè)國(guó)家也在不斷創(chuàng)新煤炭勘查技術(shù)，以此來(lái)有效地提高煤炭勘查工作的效率，從而充分滿足現(xiàn)代人們對(duì)煤炭的需求。本文將對(duì)繩索鉆探技術(shù)進(jìn)行分析，并以我國(guó)新疆地區(qū)某煤田為例，談?wù)勗摷夹g(shù)在新疆地區(qū)煤炭勘查中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：繩索鉆探技術(shù)；新疆煤田勘察；應(yīng)用分析

目前，大部分國(guó)家的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)還是第二產(chǎn)業(yè)，而其中最重要的就是煤炭產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的煤炭資源相對(duì)來(lái)說(shuō)比較豐富，尤其是新疆等地區(qū)，而這也就決定了煤炭在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位非常高，同時(shí)豐富的煤田資源也決定了它是我國(guó)未來(lái)幾十年內(nèi)最重要的能源之一。在近幾年的發(fā)展中，我國(guó)提倡開(kāi)源、節(jié)流和減排的目標(biāo)，而且也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展相關(guān)勘查技術(shù)，調(diào)整并優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；與其他技術(shù)相比，繩索鉆探技術(shù)的性能高，在煤炭勘查工作中逐漸掌握著主動(dòng)權(quán)，有效地提高煤炭勘查能源的效率。

1.繩索鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分析

1.1降低勞動(dòng)力

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的不斷變化，各個(gè)行業(yè)的勞動(dòng)力成本逐漸增加，這就導(dǎo)致施工成本也越來(lái)越高，而為了追求利益最大化，各個(gè)企業(yè)往往會(huì)采用減少人力成本或者裁員的方式來(lái)減少開(kāi)支。通常情況下，地質(zhì)勘探現(xiàn)場(chǎng)需要四位或者五位施工人員，每個(gè)設(shè)備都需要配置相應(yīng)的記錄員、班長(zhǎng)以及機(jī)長(zhǎng)，部分重要設(shè)備甚至需要更多的人員。在實(shí)際的工作中，往往會(huì)采用單管或雙管鉆進(jìn)的方式進(jìn)行地質(zhì)鉆探工作；而且通常情況下，施工人員每天都需要上下鉆桿，并鉆至幾百米以下，施工時(shí)的人力成本非常高，需要大量的資金投入[1]。但使用繩索鉆探技術(shù)來(lái)取出巖心時(shí)就可以不再借助提鉆桿，而是等到巖芯管裝滿時(shí)直接把鉆具以及巖芯帶出來(lái)即可，這樣就大大減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效益。

1.2有效地提高鉆探的質(zhì)量和效率

施工人員在使用繩索鉆探技術(shù)時(shí)，可以不用把全部鉆桿提出來(lái)，這就會(huì)縮短在下鉆和提鉆過(guò)程的時(shí)間，從而為之后的鉆探工作留下了充足的時(shí)間，這不僅可以確保鉆探的質(zhì)量和效率，而且也可以有效地減少勞動(dòng)力。勘查時(shí)的鉆孔深度越深，繩索鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就會(huì)越明顯。

1.3降低孔內(nèi)的事故率

繩索鉆探技術(shù)中的核心因素就是鉆桿，通常情況下，煤炭企業(yè)的施工人員往往會(huì)先磨削鉆頭，然后再進(jìn)行鉆進(jìn)工作，但磨削鉆頭需要一定的軸向的壓力和扭力，而這些力量往往需要鉆桿來(lái)進(jìn)行傳遞，由此可見(jiàn)，鉆桿的作用是十分重要的。但在實(shí)際的施工過(guò)程中，由于施工材料和空間的因素，施工人員所使用的鉆桿大部分都在3m左右，而連接不同鉆桿的部分是最薄弱的環(huán)節(jié)，這就造成螺紋磨損的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，進(jìn)而增加了鉆桿損壞的問(wèn)題，孔內(nèi)的安全事故也就比較頻繁。另外，在施工人員提取鉆桿的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)鉆桿與孔壁摩擦碰撞的現(xiàn)象，從而帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，而孔內(nèi)一旦發(fā)生事故，那么損失的經(jīng)濟(jì)效益是無(wú)法估計(jì)的，甚至?xí)?lái)非常大的社會(huì)影響[2]。但在鉆探的過(guò)程中合理的使用繩索鉆探技術(shù)，施工人員就不需要在比較深的孔內(nèi)來(lái)更換鉆頭，而且也不用提升鉆桿，從而減少孔內(nèi)事故的發(fā)生，有效地確保了孔內(nèi)施工的安全，提高煤炭勘查工作的質(zhì)量和效率。

總之，無(wú)論是減少勞動(dòng)力成本，還是減少孔內(nèi)的安全事故，又或者是有效地提高施工的質(zhì)量和效率，這都會(huì)有效減少施工成本，確保施工的經(jīng)濟(jì)效益。雖然繩索鉆探技術(shù)的前期投資金額比較大，但該技術(shù)在每米內(nèi)的鉆探成本比較低，而且鉆具使用壽命也比較長(zhǎng)，所以，在煤炭勘查中的經(jīng)濟(jì)效益還是比較高的。

2.繩索鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

每種技術(shù)在施工中的應(yīng)用都包括了多個(gè)不同的方面，繩索鉆探技術(shù)也是如此，本文將從施工中鉆頭的選用，鉆探技術(shù)設(shè)備的質(zhì)量保障，以及鉆孔間隙的調(diào)整等方面談?wù)劺K索鉆探技術(shù)在煤炭勘查中的應(yīng)用。

2.1合理的選擇施工鉆頭

在煤炭勘查中使用繩索鉆探技術(shù)首先需要選擇合理的施工鉆頭，一般來(lái)說(shuō)，在選擇施工所用的鉆頭時(shí)，技術(shù)人員或者施工人員需要按照要求使用合適的粘接劑將其粘牢。其次，選擇參數(shù)能夠符合要求的施工鉆頭，鉆頭的性能是否優(yōu)良[3]，鉆探施工的時(shí)間等因素也需要考慮。

2.2確保鉆探設(shè)備的質(zhì)量

對(duì)一項(xiàng)工作來(lái)說(shuō)，設(shè)備的質(zhì)量是至關(guān)重要的，鉆探設(shè)備的質(zhì)量是順利進(jìn)行孔內(nèi)鉆探工作的關(guān)鍵。在檢查相關(guān)設(shè)備質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)時(shí)，相關(guān)工作人員可以采用有效的措施來(lái)避免沖洗液直接沖涮煤心，確保設(shè)備不會(huì)受到破壞，保障鉆套設(shè)備的性能。其次，施工人員需要根據(jù)具體的施工情況來(lái)合理地更換低固相泥漿，確保在施工的過(guò)程中，泥漿能夠完全進(jìn)入到煤系地層。另外，施工人員可以通過(guò)加入不同的泥漿處理劑來(lái)進(jìn)行不同的水土比例泥漿配制工作，從而確保泥漿質(zhì)量符合施工的具體要求，有效的提升煤炭勘查施工的質(zhì)量。

2.3合理調(diào)整鉆孔的間隙

在煤炭勘查施工中應(yīng)用繩索鉆探技術(shù)時(shí)，往往需要根據(jù)具體的施工情況來(lái)合理地調(diào)整鉆孔間隙。在實(shí)際調(diào)整的過(guò)程中，施工人員首先需要確保鉆孔技術(shù)和方式是正確的，然后認(rèn)真細(xì)致的調(diào)整鉆頭和卡簧座的間隙；而且，相關(guān)工作人員需要考慮到破碎巖石容易卡住等問(wèn)題，從而確保鉆孔間隙的合理性[4]。另外，施工人員需要嚴(yán)格控制下放打撈繩的速度，如果在下放打撈繩的過(guò)程中遇到鉆具打撈不起的情況，就需要趕緊把鉆具提出來(lái)，拆開(kāi)鉆具進(jìn)行仔細(xì)的檢查。日常檢查和保養(yǎng)鉆具，是保證鉆孔間隙的合理，保證鉆探設(shè)備性能的完整，進(jìn)而保證鉆探工作順利地進(jìn)行。

3.新疆煤田炭勘查中繩索鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

我國(guó)新疆地區(qū)具有非常豐富的煤炭資源，而且大部分煤炭企業(yè)也在新疆各個(gè)地區(qū)進(jìn)行煤炭勘查和開(kāi)采工作，筆者將以某個(gè)企業(yè)的勘查工作為例，進(jìn)行繩索鉆探技術(shù)使用的分析和探討。

3.1施工情況簡(jiǎn)要分析

據(jù)了解，該施工單位的施工現(xiàn)場(chǎng)主要使用的是sG-18型號(hào)的鉆塔，XY-4型號(hào)的鉆機(jī)，以及S7SIC型號(hào)的絞車(chē)，他們施工中所使用的水力旋流除砂器是根據(jù)具體的施工情況自制的。其次，他們所使用的鉆頭鉆具有用來(lái)開(kāi)孔的050機(jī)上鉆桿，0108短巖芯管以及0110普通合金鉆頭等。最后，該施工單位在施工過(guò)程中所使用的泥漿是性能比非常高的以優(yōu)質(zhì)低固相腐植酸鉀泥漿[5]。除此之外，該單位在實(shí)際施工過(guò)程中使用的工藝參數(shù)如下：鉆壓控制在600kg～800kg之間，轉(zhuǎn)數(shù)則為375～800r/mim，IN=60V1 1rD，泵量一般控制在100L/min之下。

3.2保證質(zhì)量施工措施和工藝

施工單位的施工人員往往會(huì)使用開(kāi)孔及下套管、換徑、測(cè)井以及及時(shí)清理泥漿等方法來(lái)確保施工的質(zhì)量，有效地提高施工的效率。首先，在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工人員往往會(huì)將套管下放到相對(duì)來(lái)說(shuō)比較完整的地段來(lái)確保鉆機(jī)能夠平穩(wěn)的運(yùn)行，而且，施工人員會(huì)根據(jù)具體的施工情況使用適量的水泥來(lái)抹平泥漿槽或者泥漿坑等。其次，在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工人員需要綜合當(dāng)時(shí)的施工情況和后期施工的具體要求來(lái)不斷優(yōu)化工藝參數(shù)；而且，施工人員也會(huì)根據(jù)地層實(shí)際情況來(lái)合理地調(diào)節(jié)參數(shù)，從而確保鉆孔的質(zhì)量是符合施工要求的。同時(shí)，施工人員也會(huì)及時(shí)清理泥漿，并隨時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿，從而避免出現(xiàn)泥漿性能突變的問(wèn)題，進(jìn)而有效地確保鉆探工作的安全性和可靠性。另外，在煤炭鉆孔全孔測(cè)井的過(guò)程中，相關(guān)施工人員也會(huì)提前通知測(cè)井組到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)井工作。

3.3操作硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)的工藝分析

在使用硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)，施工人員要采取有效的措施時(shí)刻保持孔內(nèi)的清潔，如果出現(xiàn)巖粉超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，相關(guān)人員就需要及時(shí)進(jìn)行撈渣工作；如果出現(xiàn)脫落巖心的現(xiàn)象，腐植酸其次，在鉆頭下入孔內(nèi)之后，施工人員需要通過(guò)輕壓的方式來(lái)掃孔到底，然后再采取有效的措施進(jìn)行加壓，使其逐漸達(dá)到正常值。如果出現(xiàn)壓力不足的問(wèn)題，就需要施工人員要避免采用有效的措施來(lái)加快轉(zhuǎn)速，從而防止出現(xiàn)合金過(guò)早磨損的情況，確保之后的施工工作能夠順利地進(jìn)行[5]。另外，在進(jìn)行正常鉆進(jìn)時(shí)，施工人員要時(shí)刻保持壓力均勻，如果遇到孔內(nèi)出現(xiàn)異常情況，并無(wú)法有效處理時(shí)，則需要立即提鉆。而且，施工人員要對(duì)合金鉆頭進(jìn)行分組并排隊(duì)使用，確保不同鉆孔的孔徑是一致的。除此之外，相關(guān)工作人員需要合理掌握回次提鉆的長(zhǎng)度，而且要在每次完成提鉆工作之后，仔細(xì)地檢查鉆頭磨損情況，避免下次鉆進(jìn)工作出現(xiàn)參數(shù)差錯(cuò)，從而確保煤炭勘查工作的可靠性，提高勘查工作的效率。

4.在煤系地層鉆進(jìn)時(shí)的工藝分析

在煤系地層鉆進(jìn)時(shí)，施工人員需要時(shí)刻保持孔內(nèi)的清潔，并根據(jù)實(shí)際情況使用科學(xué)的方法來(lái)進(jìn)行取芯，而且，施工人員在鉆進(jìn)時(shí)，最好是見(jiàn)到煤就立即提鉆，禁止出現(xiàn)試一下的情況。如果發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)微燒，或者空管采芯率比較低的現(xiàn)象，施工人員需要及時(shí)分析原因，并在制定合理的措施之后再下鉆，杜絕出現(xiàn)抱有僥幸心理而盲目下鉆的現(xiàn)象。同時(shí)，在鉆具沒(méi)有完全到底之前，施工人員就需要根據(jù)具體的情況調(diào)整好水量，并安裝好減壓的相關(guān)裝置，而且在一個(gè)回次的鉆進(jìn)中，施工人員不可以變換鉆進(jìn)參數(shù)，并且要確保壓力的均勻[6]。最后，在采到煤心時(shí)，施工人員需要在提鉆之前就關(guān)水，讓巖粉經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的沉淀，從而確保鉆探工作能夠順利地進(jìn)行，進(jìn)而有效地提高煤炭勘查工作的效率。

5.施工效果

施工部分鉆孔的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

經(jīng)過(guò)分析可得，在新疆范圍內(nèi)推廣繩索鉆探技術(shù)是可行的，雖然實(shí)踐表明部分工藝及技術(shù)方面依舊存在一系列問(wèn)題，但在施工過(guò)程中不斷改進(jìn)和完善相關(guān)技術(shù)，能夠有效地提高煤炭勘查以及開(kāi)采的質(zhì)量和效率，進(jìn)一步提高煤炭資源的利用率[7]。

6.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，煤炭行業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際情況不斷創(chuàng)新和發(fā)展新技術(shù)、新方法，真正地認(rèn)識(shí)到繩索鉆探技術(shù)在煤炭勘查中的重要性和必要性，充分發(fā)揮其價(jià)值，進(jìn)而有效地提高煤田資源的使用效率，進(jìn)一步改善煤炭能源的發(fā)展現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]高興文，關(guān)闊，郭宏偉，趙艷利.淺談繩索鉆探工藝在煤田鉆探中的合理應(yīng)用[J].吉林地質(zhì)， 2019， 38（03）： 96-98.

[2]楊文勝.煤田地質(zhì)鉆探中繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)與裝備的幾點(diǎn)探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)， 2019， 26（04）： 169.

[3]張波.鉀基聚合物抑制沖洗液在榆橫礦區(qū)煤田地質(zhì)繩索取心鉆探工藝中的應(yīng)用[J].資源信息與工程， 2017， 32（06）： 60-62.

[4]李柏軍，鄒潤(rùn)，郭超.繩索取心技術(shù)在覆蓋地層鉆井中的應(yīng)用[J].煤田地質(zhì)與勘探， 2019， 47（03）： 217-222.

[5]呂江漫.工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析[J].資源信息與工程， 2016， 31（03）： 112-113.

[6]張相.繩索取心鉆進(jìn)在新疆煤田地質(zhì)勘探中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì)， 2013（03）： 67-69.

[7]丁明.繩索取樣技術(shù)在工程勘察鉆探中的應(yīng)用與前景[J].探礦工程， 2012（02）： 16-19.