試分析煤礦深孔鉆探技術問題及機具選擇的要點

王長青 巢啟業(yè)

試分析煤礦深孔鉆探技術問題及機具選擇的要點

王長青 巢啟業(yè)

（贛東北地質(zhì)隊）

伴隨我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度的提升和科學技術水平的提高，以及近些年找礦工作社會地位的增強，使得不斷提升找礦技術，保障找礦工作的穩(wěn)步發(fā)展，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)階段，我國煤礦行業(yè)的重點發(fā)展目標。而鉆探技術水平和高低和鉆探機具選擇的合理與否作為影響我國煤礦行業(yè)發(fā)展水平的關鍵因素，對這煤礦行業(yè)中的這兩項工作進行細致研究十分必要。對此，本文以煤礦行業(yè)深孔鉆探技術為切入點，通過對其具體的鉆孔技術問題和選擇鉆孔機具的要點內(nèi)容進行分析，以期可以為我國煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。

煤礦深孔鉆探；技術問題；機具選擇

引言

就目前來看，攻深找盲不僅是當前我國煤礦行業(yè)地質(zhì)勘查階段的重點工作內(nèi)容，還是該行業(yè)未來重要的發(fā)展方向。這一行業(yè)規(guī)劃的產(chǎn)生和一個月，使得深孔鉆探工作在煤礦行業(yè)日后發(fā)展中的任務量也隨之增加。而這一任務量的增加，不僅對鉆探人員的專業(yè)技術水平提出了較高的要求，還使得鉆探機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存在的技術問題

1.1 護孔鉆探技術問題

在最初對泥漿配方中包含的各種處理劑進行加量處理時，施工人員使用機臺來進行操作的過程中，其操作行為較為隨意，沒有按照相應的技術要求進行配加，且泥漿材料本身的性能也沒有通過具體的性能測定和測定結(jié)果及時進行調(diào)整。這樣一來，就會導致泥漿的護壁功效不能被正常發(fā)揮出來。此外，因為施工現(xiàn)場的地層結(jié)構(gòu)相對來講較為復雜，煤系所處的地層孔壁上有多段、多處都有穩(wěn)定性缺失，易坍塌等問題。如果施工人員能夠按照相關的技術要求對泥漿配方中各類型的處理劑進行加量，就會導致孔壁泥漿扭矩增加，從而在一定程度上對鉆進施工產(chǎn)生影響。

1.2 深孔鉆探設備問題

（1）鉆機，由于XY-44型號鉆機自身能力較小，當鉆孔深度達到700m之后，鉆機的速度無法滿足鉆進施工要求，無法將金剛石的鉆進功效充分發(fā)揮出來。與此同時，在使用全液壓動力頭的鉆機處理施工事故時，下鉆啟動的頻繁性，會在一定程度上增加輔助時間。筆者通過對施工現(xiàn)場相關資料的查閱后發(fā)現(xiàn)，在800m深度的鉆孔中，動力頭鉆機每次勞動兩個6m的單根，其在抬下一次提鉆具時，就能夠耗時大約1.3個臺班，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，其勞動強度相對較大。此外，立軸式的鉆機在下一次提鉆具時是需要耗費大約0.8個臺班的時間，同動力頭鉆機相比，此類型鉆機可以節(jié)約大約40%的時間，且鉆桿在施工期間處于順塔而放的狀態(tài)，所以，其勞動強度相對來講比較低。

（2）泥漿泵。在最初的施工階段，各個機臺配備的泥漿泵型號分別為BW250/50、BM320和BM200這三種類型。因為煤系地層本身具有一定的復雜性，當鉆機鉆進的深度達到了煤系中部位置時，BW250/50和BM200這兩種泥漿泵就會出現(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，輕則會對提升其轉(zhuǎn)動速度產(chǎn)生一定的影響，重則造成正常鉆進工作無法完成。

（3）巖心打撈系統(tǒng)。在進入到煤系之中后，所有的施工機臺都會在不同程度上產(chǎn)生斷層問題。一般情況下，在鉆探施工的第一時間提拉內(nèi)管會出現(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、種類和事故處理時需要花費的時間都會存在不同程度的增加。

1.3 深孔鉆探鉆具問題

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最為關鍵的因素。在深孔鉆探工程開始前，業(yè)主單位需要多方面、多角度的對繩索取芯工程使用期間需要使用的鉆具和鉆桿進行選擇，并對其施工結(jié)果展開驗證[2]。普通的鉆具系列因為其本身的絲扣較薄且斷，無法經(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。而當折斷的斷頭位置屬于煤系地層的中部時，施工安全事故在處理時的復雜性和處理難度就會隨之增加。

2 煤礦行業(yè)深孔鉆探工作選擇機具時的要點

2.1 鉆機選擇要點

就煤礦深孔鉆探工程來講，因為其同其他礦種不同，具有一定的復雜性，所以，在選擇深孔鉆探工作的機具時，需要多預留出鉆機能力空間。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為XY-5的鉆機；而千米以上的鉆孔，則必須要使用型號是XY-6的鉆機[3]。雖然全液壓動力頭的鉆機在使用期間具有一定優(yōu)越性，但其處理施工安全事故時的操作相對來講不是十分的便利，起下鉆施工時需要花費較多的輔助時間。因此，施工人員應該要盡可能少用或者是不用此種鉆機設備。

2.2 泥漿和泥漿泵選擇要點

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，如果鉆孔血液流動不暢通，鉆孔就會出現(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行施工時，施工人員需要盡可能的選擇BW320和BW300這兩個型號的泥漿泵。因為泥漿泵高速擋不可以被長時間使用，所以，在實際施工期間，施工人員應該要多使用低速擋與中速擋[4]。其次，在配置泥漿材料時，必須要嚴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，對于泥漿的性能指標，施工人員必須要使用相應的測試儀器對施工現(xiàn)場實際的施工情況進行測定，如果測定結(jié)果沒有達到規(guī)定的指標要求，則要及時按規(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，鉆孔孔壁就會增加一定的不穩(wěn)定性。因此，整個打撈系統(tǒng)本身工作性能的高低，將會對內(nèi)管打撈施工是否可以順利完成產(chǎn)生直接影響[5]。對此，在實際施工過程中，施工人員需要注意以下幾方面的問題：

（1）鋼繩型號的選擇。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，這種型號的鋼繩本身的抗拉強度相對較大，且直徑也要遠遠大于一般性的深孔鉆探工程中選擇的鋼繩。

（2）做好相關系統(tǒng)靈活性和可靠性的檢查工作。施工人員要對打撈器的安全銷進行加粗，確保系統(tǒng)拉力能夠滿足工程施工要求。在每次進行內(nèi)管投放時，施工人員必須要對彈卡收張的靈活可靠性進行認真仔細的檢查，從而確保彈卡管能夠自如的上下活動，進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準要求時，要及時進行處理。當施工人員發(fā)現(xiàn)鋼繩的斷絲有一捻以上的股絲出現(xiàn)損壞時，必須要及時采用有效的措施對其進行更換和緊急處理。

3 結(jié)束語

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設備要求的提升，使得改革我國地質(zhì)找礦工作已經(jīng)成為當前煤礦行業(yè)未來一段時間重要的發(fā)展目標。因此，本文通過對深孔鉆探工程在實際施工期間深孔鉆探這項技術存在的主要問題的分析，從而就該項工程施工期間鉆探機具的選擇要點問題展開細致的研究，以期可以為我國煤礦深孔鉆探技術的發(fā)展奠定堅實的基礎。

[1]余繼強.詮釋煤礦深孔鉆探技術問題及機具選擇要點[J].西部探礦工程，2010，03：71～72+76.

[2]楊赤劍.煤礦地質(zhì)鉆探中幾個關鍵問題的探討[J].科技風，2014，04：242.

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

[4]舒智.復雜地層深孔鉆進關鍵技術的探討與實踐[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具的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].鑿巖機械氣動工具，2007，04：18～30.

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1004-7344（2016）27-0201-02

2016-9-10