湯彩俠

摘要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤炭的需求量日益增大，因此，為了滿足市場(chǎng)需求，相關(guān)人員必須要高度重視煤田地質(zhì)勘探工作的開(kāi)展，煤田是我國(guó)煤礦資源的基石，煤田鉆探工藝的發(fā)展是煤田行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，煤田鉆探工藝的發(fā)展為煤田行業(yè)發(fā)展提供資源保障，還要支撐著煤田資源的進(jìn)步，煤田鉆探工藝的分析必須圍繞著煤田行業(yè)發(fā)展而開(kāi)展工作。本文從實(shí)際出發(fā)，分析了煤田鉆探工藝技術(shù)，影響煤田鉆探效率的因素，同時(shí)提出了幾點(diǎn)保障煤田鉆探效率的基本對(duì)策，以便提高煤田鉆探效率。

關(guān)鍵詞：煤田鉆探 鉆探工藝 工作效率

1 煤田鉆探工藝技術(shù)

1.1 空氣洗井鉆進(jìn)工藝技術(shù)

空氣洗井鉆進(jìn)工藝技術(shù)是一種用含有壓縮空氣的氣體和液體混合物作為沖洗介質(zhì)的工藝技術(shù)。它是采用具有動(dòng)力沖洗介質(zhì)的破巖機(jī)技術(shù)。該技術(shù)除能在正常施工條件下工作外，還能在特殊環(huán)境或者缺水情況下完成施工操作。

空氣洗井鉆進(jìn)工藝技術(shù)包括泡沫洗井鉆進(jìn)技術(shù)、粉塵洗井鉆進(jìn)技術(shù)及霧化洗井鉆進(jìn)技術(shù)等，各項(xiàng)技術(shù)均有各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在一些不足。

煤田鉆探中的無(wú)芯鉆探要應(yīng)用到空氣洗井鉆進(jìn)技術(shù)，取其精華去其糟粕，以便為我們的煤田鉆探工藝服務(wù)并且可以提高工作效率。例如，干旱缺水地區(qū)鉆探時(shí)會(huì)遇到空巷、采空等特殊地質(zhì)地層，此時(shí)可利用空氣泡沫鉆進(jìn)工藝進(jìn)行煤田地質(zhì)鉆探施工，即可有效解決傳統(tǒng)工藝中可能存在的地層漏失或護(hù)臂套管等難題，還能大幅度提高鉆進(jìn)效率。

1.2 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)

回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)的好壞主要根據(jù)泵量、轉(zhuǎn)速和鉆壓三項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般情況下，大泵量的設(shè)備鉆井效率較高，有利于排粉，因而得到廣泛應(yīng)用，但該設(shè)備在使用過(guò)程中，應(yīng)注意避免泵量過(guò)大引起孔壁沖垮的事故發(fā)生。鉆進(jìn)鉆壓的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)測(cè)得科學(xué)數(shù)據(jù)而制定，不需要限制過(guò)死。一般鉆進(jìn)鉆壓設(shè)置規(guī)律為由低到高，逐步增加，在對(duì)鉆進(jìn)鉆壓進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)充分考慮鉆頭性質(zhì)、地層特點(diǎn)以及孔徑的差別等各個(gè)因素。多級(jí)變速鉆機(jī)轉(zhuǎn)速選擇過(guò)程中，應(yīng)注意鉆孔深度、鉆具自身重力大小、鉆具所受外力的情況等均對(duì)鉆具功率有直接影響。如鉆孔深度較深、鉆機(jī)所受外力較大時(shí)，應(yīng)降低鉆速；反之，孔淺時(shí)可提高鉆速；若鉆進(jìn)地層地質(zhì)均勻、完整可采用高速轉(zhuǎn)速，提高鉆進(jìn)速度，而對(duì)于巖石破碎或節(jié)理發(fā)育的地層，為避免鉆進(jìn)震動(dòng)過(guò)大影響巖石穩(wěn)定性，則應(yīng)采取低鉆速；若鉆孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、孔壁完整且穩(wěn)定性高的可采用高鉆速，而處于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裂隙發(fā)育、有掉塊現(xiàn)象或返水現(xiàn)象時(shí)，均應(yīng)采取低轉(zhuǎn)速，確保施工的順利進(jìn)行。

1.3 潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)工藝

潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)工藝，也稱作沖擊回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)工藝，該工藝是對(duì)一般回轉(zhuǎn)鉆具的改進(jìn)升級(jí)，將潛孔錘安裝在原有回轉(zhuǎn)鉆具組合上，使之能夠在深孔高壓環(huán)境下進(jìn)行反循環(huán)連續(xù)取樣。在高水柱大壓力的情況下，配套設(shè)備性能受到限制，孔深超過(guò)250米以后小時(shí)效率提高幅度不大，但是在淺孔鉆探中可顯著提高鉆井效率。主要工作原理為潛孔垂在鉆具鉆進(jìn)的過(guò)程中，能加強(qiáng)鉆具的沖擊力度，并利用回轉(zhuǎn)和沖擊的雙重作用對(duì)巖石進(jìn)行粉粹工作，從而提高鉆進(jìn)速度。

1.4 液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝

液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝主要是針對(duì)煤田勘探施工中較深地層的強(qiáng)研磨性堅(jiān)硬巖石，取代鋼粒鉆進(jìn)，與單純的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)比較，其機(jī)械鉆速明顯提高，孔斜率降低。

1.5 定向鉆進(jìn)技術(shù)

對(duì)于煤田地質(zhì)鉆探工作而言，其工作重點(diǎn)為確保鉆探的中靶率。傳統(tǒng)鉆探技術(shù)在一般地質(zhì)環(huán)境下，可滿足生產(chǎn)的需要，但對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，該技術(shù)已經(jīng)明顯落后，無(wú)論是中靶率還是煤層打丟方面，均無(wú)法滿足生產(chǎn)的需求。而定向鉆探技術(shù)采用以連續(xù)造斜器及螺旋定向?yàn)橹饕煨睓C(jī)具，并結(jié)合繩索取芯和金剛石鉆進(jìn)技術(shù)，保障了良好的巖芯采取率。定向鉆井技術(shù)提高了中靶率，有效解決了在陡峭地層中對(duì)礦石進(jìn)行勘測(cè)的各類技術(shù)問(wèn)題，在煤礦勘測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用前景極為廣闊。

2 影響煤田鉆探工作效率的基本因素

2.1 破碎裂隙發(fā)育地層

通常情況下，有一部分煤田位于破碎裂隙發(fā)育地層，如果在這種地層中進(jìn)行鉆探，往往會(huì)出現(xiàn)大量漏失的沖洗液。比如，一般情況下都會(huì)采用套管隔離方法，需要按照孔深兩百米以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。如果孔深超過(guò)了二百米，其它一切堵漏方法都不會(huì)取得明顯效果，甚至?xí)母嗟臎_洗液，同時(shí)還大大提升了鉆探成本。除此以外，在堵漏與水源不夠的情況下，或者在打泥漿的過(guò)程中，都會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間跟精力，這也是影響煤田鉆探效率提高的原因之一。

2.2 采空區(qū)、溶洞的影響

進(jìn)行煤田鉆探工作時(shí)，基本上都會(huì)遇到采空區(qū)和溶洞的地質(zhì)現(xiàn)象，而這種地理環(huán)境很容易使沖洗液產(chǎn)生嚴(yán)重漏失現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)不返水情況。在這種情況下，必須設(shè)置套管，以防沖洗液流失。

3 提高煤田鉆探效率的基本對(duì)策

3.1 針對(duì)破碎裂隙發(fā)育地層鉆孔漏失的技術(shù)對(duì)策

對(duì)于破碎裂隙發(fā)育地層鉆孔漏失的情況而言，堵漏操作時(shí)，可以采用惰性材料，因?yàn)槎栊圆牧蟻?lái)源比較廣，不但技術(shù)措施妥當(dāng)，而且效果相對(duì)較好。在鉆探過(guò)程中，具體分析，當(dāng)遇到漏失嚴(yán)重、全漏地層這種情況，首先要了解地層裂隙程度與長(zhǎng)度，以及漏失層深度和位置等等。使用惰性材料后，可以根據(jù)材料的大小進(jìn)行配制，采用較大的惰性材料，比如稻草、松枝、樹(shù)葉、棉絮和麻繩頭等等；較小的惰性材料有粗細(xì)不均的鋸木屑，可以與 PHP攪混成糊狀，之后可以從繩鉆桿內(nèi)灌入，開(kāi)至大泵量壓，使之流進(jìn)漏失位置，為了防止惰性材料將鉆卡住，要一邊從上到下沖掃孔，一邊回轉(zhuǎn)。這樣灌堵多次以后，將惰性材料沖壓到裂隙縫里，當(dāng)裂隙縫堵住，即可以返上沖洗液，使鉆進(jìn)恢復(fù)運(yùn)行正常。

3.2 針對(duì)采空區(qū)、溶洞發(fā)育地層漏失的技術(shù)對(duì)策

煤炭鉆探過(guò)程中，如果遇到采空區(qū)或者溶洞地層時(shí)，可以采用套管隔離堵漏法，其效果相當(dāng)好。然而，在施工過(guò)程中，處理好套管底部密封卻是一個(gè)非常大的難題，不過(guò)，在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中，有一種行之有效的辦法可供參考，即在套管頭下部的外徑部位，可以采取銅焊相距 0.3米的二道凸出銅臺(tái)，并且銅臺(tái)外徑與孔徑相同，在二道凸臺(tái)的中間，可以用牛皮纏緊、同徑于銅臺(tái)，下入到孔內(nèi)的溶洞、采空區(qū)底部以后，二道凸出銅臺(tái)和孔壁被緊密塞住， 再加上牛皮遇到水就會(huì)膨脹，從而達(dá)到止水目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的煤田鉆探工藝技術(shù)對(duì)于煤炭開(kāi)采有著重要影響。當(dāng)前階段，我國(guó)煤田鉆探技術(shù)相對(duì)于之前有了較大進(jìn)步，但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)相比，該技術(shù)仍存在一些弊端，這些弊端對(duì)我國(guó)煤炭業(yè)的發(fā)展形成了極大制約。由此看來(lái)，加強(qiáng)煤田鉆探工藝技術(shù)是我國(guó)煤炭開(kāi)采業(yè)獲得長(zhǎng)足健康發(fā)展的重要方法，我們必須緊抓煤田鉆探工藝技術(shù)的發(fā)展，以促進(jìn)煤炭開(kāi)采業(yè)的發(fā)展，穩(wěn)固我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上的地位，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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