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【摘 要】 随着我国社会主义市场经济的进步和发展,我国煤矿行业也在社会需求的带动下快速发展起来,煤田地质钻探技术也相应的得到了极大提升。近年来,我国社会生产对煤炭的需求量不断增加,煤田的勘探任务也随之增多,这对煤田地质钻探技术提出了更高要求。当前我国常用的煤田地质钻探技术有定向钻进技术,绳索取芯和金刚、石钻进技术等,在煤田地质钻探中,不同的钻探需求,需采用不同的地质钻探技术,本文就煤田地质钻探的相关问题做了简要的研究。
【关键词】 煤田地质钻探;存在问题;分析研究
引言:
随着国民经济的快速发展,我国对石油天然气、煤炭等能源的用量需求越来越大,虽然我国矿产资源的蕴藏量丰,但是经过多年的无限制开采己然出现疲乏状态。为了解决当前矿产资源紧缺的问题,我国正大力开展深部找矿工作,深部找矿工作比之浅层找矿更具难度,因而在技术的要求上也更加苛刻,对投资需求也更大。煤田地质钻探技术的发展对我国深部找矿工作的开展起到了极大的推动作用,我国必须要处理好与煤田地质钻探相关的各类问题,以此促进我国煤矿开采行业的进一步发展,更好的支持我国经济建设。
一、煤田地质钻探施工工艺的概述
我国现今主要将金刚石钻进技术与绳索取芯钻进技术相结合,有效的解决了取芯率低,钻进效率低等问题,这对经济效益的提升起到了极大的促进作用。在煤田地质钻探中,常会遇到各种影响钻进效率的实际问题。为了解决各类实际问题,必须要因地制宜发展各种钻进工艺,较常用的钻进工艺主要有以下几点
1、空气泡沫钻进工艺。在干旱缺水地区进行煤田地质钻探施工中,当遇到老窟窿空巷采空区等地层时,常使用空气泡沫钻进工艺它能有效的解决其他工艺中出现的地层漏失以及护壁套管等难题,对提高钻进效率有着极大的助推作用。
2、液动冲击回转钻进工艺。当在煤田地质深层钻探施工中遇到强研磨性坚硬岩石时,可使用液动冲击回转钻进工艺。该工艺与钢粒钻进以及单纯的回转钻进工艺相比而言,在钻进速度以及降低孔斜率方面更具优势.
3、潜孔锤反循环钻进工艺。潜孔反循环钻进工艺也是煤田地质钻探中较常用的钻进技术之一,该工艺在高水柱大背压的情况下,虽然设备性能会受到一定程度的影响,且孔深超过3m以后钻井效率的提升并不大,但是在浅孔钻探中的钻进效率却十分明显。
4、定向钻进技术。当煤田地质钻探处于地质构造极为复杂的地区时,一般的钻进方法无法再满足钻进需求,此时可使用定向钻进技术。该技术主常用的造斜机具主要包括连续造斜器以及螺杆定向定向钻进技术的应用,能够有效的解决在陡直地层找矿中遇到的各类技术难题,且中靶率极高,能够很好的满足地质钻探需求。经过上文的分析可知,在煤田地质钻探中,确保中靶率是钻探工作的主要目标,在保证中靶率的同时还要确保不能将煤层打丢。要实现这一目标,定向钻进技术是最好的选择,在利用定向钻进技术时,再结合绳索取芯和金刚石钻进技术,还可以保证良好的岩芯采取率。
二、煤田地质钻探中安全的施工设计
1、钻探中的管理因素设计
就安全设计优化方面而言,发生安全事故的原因就在于在生活以及工作中钻探工人遇到紧张、疲劳、焦虑、低效以及环境恶劣等诸多问题。正是因为不同的人有着不同的习惯、意识、生理和心理情况,因而难以避免的会出现误动、遗忘、疏忽、大意等不良情况,即便是这些问题能够通过纪律、训练、教育以及思想工作等途径予以解决,但是其发生仍然是无法从根本上加以避免的。就人、机、环境因素来看,事故发生的因素均有着管理方面的原因,主要体现于安全生产管理有待完善,安全意识缺乏,安全组织不健全,安全教育不充分,安全制度形同虚设,再加上没有严格的将各环节的关口把好,最终引发了事故。相当一部分的事故均是因钻探设备安裝缺乏稳定性,无安全装置,固定不牢靠,亦或是在使用安全装置时不符合要求,机场照明不充分,机场内噪音大,工具、钻具无序的堆放,操作姿势不合理,操作场地不清洁所导致的,所以,必须对安全管理提起高度的重视,提高安全管理意识,采取科学有效的安全管理方法。
2、钻探中人的因素
要想最大限度的确保煤田钻探中的高效及安全,那么首先就必须对人的可靠性加以考虑。所谓可靠性的质量指标具体指的是在一定的时间间隔内控制系统执行必要功能所具备的能力。而操作的可靠性则指的是操作者将给定任务无差错完成的程度。操作者的可靠性往往与人的工作能力、潜在素质以及现有素质之间有着密切的联系。在煤田钻探中,工人是凭借着自身的感知感觉过程信息,辅助的信息与机械的信息来开展工作,其中,平衡觉、触觉和视觉是至关重要的。正是因为地下情况存在着相对较大的未知性、偶然性,因此,煤田钻探工作就具备着非常强的探索性。钻探工人必须具备较强的运动知觉、空间知觉和时间知觉,要能够切实的按照感觉所提供出的信息来将钻孔中的具体情况正确判定出来,判断出钻进过程正常与否,以便于及时的制定及采取有效的措施。另外,还需要充分了解同伴们的情况以及周围空间机具的情况,以此为基础来选取配合动作及动作。因钻进过程有着较强的不确定性,所以,钻探工人要提高自身的应变能力,要提高心理承受能力,要有丰富的技术储备和体力储备,只有这样才能够在突发事故时,真正的做到体力顶得住,技术发挥正常,不惊慌失措,冷静沉着,进而克服困难,协调一致,完成任务。
3、钻探中机械的因素
不管是机群布置,还是单机布置,均需要切实的立足于“宜人性”基本原则。主要的“宜人性”原则体现在工作空间、工作设备以及工作环境的设计上。煤田钻探设备的手柄与手把均应当与解剖生理、手的功能要求相符合,应当与人的感觉通道特点相符合,同时还需要对操作姿势的影响予以充分考虑。现阶段,采取“宜人性”原则来评价油压岩心钻机,此类钻机的仪表布局和手柄不合理,工人需要长时间的保持站立的操作姿势,在下部手柄的操作时还需要躬身弯腰。机器的下部布置着仪表,这远离了操作工人的视线。孔口作业与钻机操作之间无法有效的联系,与其配合操作时,操作姿势缺乏舒适性,极易出现误动和疲劳感。工作机与动力机一体化时,动力机如果是柴油机,那么会有这非常大的噪声,使得信息交流变得更加困难。在机场的布置上,要切实遵循“宜人性”原则,移出控制台至孔口侧方,充分的确保视野的良好,在控制台上集中控制仪表以及控制手把,均设置于人的视线范围以内,这样就能够极大的改善工人的视觉联系。因远离动力机,所以,操作姿势可以选取坐姿,确保了信息通道的通畅,疲劳感也大大减少。通过这样的设计,劳动条件从整体上得以改善,为施工安全提供了有力的保证。应当注意的是,若配合存在许多有欠合理的地方,那么会导致信息传递不灵,听觉、视觉均会受到影响,无法形成配合动作,所以,必须高度集中注意力,以便于保持良好的配合,减少或避免不安全因素的出现。 三、煤田钻探的定向钻进技术问题
1、媒田地质钻孔的设计
一般来说,要想明确了解矿井的地层构造地质条件等情况,必须在钻孔设计时对断层的参数和性质进行仔细的分析和研究,并对在钻探过程中可能会遇到的问题以及问题的处理方法进行明确。若是尚不明确煤层的地质条件,断不可冒然钻进,否则会对煤层造成损坏。此时,只能先进行试钻,在试钻的过程中总结出相应的钻进参数,并对可能遇到的钻进问题进行预测,并随时做好处理准备,尽最大可能将钻探事故率降到最低
2、在煤田地质钻探中,常用到的钻具主要有以下几种:螺旋钻杆;使用垫叉式钻杆,并在前保直端外加专用钻挺或是扶正器等;使用外平钻杆,并在前保直端外加专用钻挺或扶正器在煤田地质钻探中,使用钻具时必须要重视以下几个方面的问题:
(1)在煤系地层极为复杂的情况下进行钻进工作,要力求将钻具级配设计得更为简单,如无必要,尽量少在孔内放置附属器具。(2)若要在钻进过程中满足保直钻进的要求,就要保证钻孔间隙应尽量使用最小值
3、鉆压三者配合原则及钻井遇到的问题
(1)若岩石的研磨性较小,比较容易切入时,要做好排粉工作,以保证钻头的使用寿命。鉴于此种情况,可采用低钻压,高转速大泵量参数配合原则;若岩石的研磨性较大,此时可采用中泵量大钻压,较低转速的参数配合原则,以防止切削机具过早被磨钝;若岩石的研磨性处于中等,则转速泵量钻压的参数配合原则也宜采用上述两种情况的中间值。
(2)不同煤其地质条件的复杂性也不完全相同,因此,在钻进过程中也会遇到各种不同问题。比如煤炭突出卡钻、缩径、钻渣堵钻、埋钻,对于不同的孔内事故,要根据具体情况采取不同的处理措施。鉴于不同矿区地质条件的差异性极大在钻孔设计时,必须要考虑事故出现的主要原因,并采取相应的措施防止事故的出现,在事故出现时要对其进行及时处理。
四、结束语
通过本文的分析可知,定向钻进技术的中靶率极高,能够满足当前大部分煤田地质钻探的需求。再充分结合绳索取芯和金刚石钻进技术,可以大大提高岩芯采取率。由此可见,在煤田地质钻探中,充分结合多种钻进工艺,能够极大的提高煤田地质的钻探效率。因此,我国必须要重视对多种钻进工艺的综合利用。
参考文献:
[1]刘强.如何加强煤田地质钻探过程的质量控制[J].城市建设理论研究.2012(13)
[2]柳强.煤田地质钻探深孔施工中郭附卡钻事故的处理技术[J].宁夏工程技术,2013(12)
[3]陈志芳.煤田地质钻探工程岩芯编录步骤及有关注意事项[J].能源与环境,2011(5)
【关键词】 煤田地质钻探;存在问题;分析研究
引言:
随着国民经济的快速发展,我国对石油天然气、煤炭等能源的用量需求越来越大,虽然我国矿产资源的蕴藏量丰,但是经过多年的无限制开采己然出现疲乏状态。为了解决当前矿产资源紧缺的问题,我国正大力开展深部找矿工作,深部找矿工作比之浅层找矿更具难度,因而在技术的要求上也更加苛刻,对投资需求也更大。煤田地质钻探技术的发展对我国深部找矿工作的开展起到了极大的推动作用,我国必须要处理好与煤田地质钻探相关的各类问题,以此促进我国煤矿开采行业的进一步发展,更好的支持我国经济建设。
一、煤田地质钻探施工工艺的概述
我国现今主要将金刚石钻进技术与绳索取芯钻进技术相结合,有效的解决了取芯率低,钻进效率低等问题,这对经济效益的提升起到了极大的促进作用。在煤田地质钻探中,常会遇到各种影响钻进效率的实际问题。为了解决各类实际问题,必须要因地制宜发展各种钻进工艺,较常用的钻进工艺主要有以下几点
1、空气泡沫钻进工艺。在干旱缺水地区进行煤田地质钻探施工中,当遇到老窟窿空巷采空区等地层时,常使用空气泡沫钻进工艺它能有效的解决其他工艺中出现的地层漏失以及护壁套管等难题,对提高钻进效率有着极大的助推作用。
2、液动冲击回转钻进工艺。当在煤田地质深层钻探施工中遇到强研磨性坚硬岩石时,可使用液动冲击回转钻进工艺。该工艺与钢粒钻进以及单纯的回转钻进工艺相比而言,在钻进速度以及降低孔斜率方面更具优势.
3、潜孔锤反循环钻进工艺。潜孔反循环钻进工艺也是煤田地质钻探中较常用的钻进技术之一,该工艺在高水柱大背压的情况下,虽然设备性能会受到一定程度的影响,且孔深超过3m以后钻井效率的提升并不大,但是在浅孔钻探中的钻进效率却十分明显。
4、定向钻进技术。当煤田地质钻探处于地质构造极为复杂的地区时,一般的钻进方法无法再满足钻进需求,此时可使用定向钻进技术。该技术主常用的造斜机具主要包括连续造斜器以及螺杆定向定向钻进技术的应用,能够有效的解决在陡直地层找矿中遇到的各类技术难题,且中靶率极高,能够很好的满足地质钻探需求。经过上文的分析可知,在煤田地质钻探中,确保中靶率是钻探工作的主要目标,在保证中靶率的同时还要确保不能将煤层打丢。要实现这一目标,定向钻进技术是最好的选择,在利用定向钻进技术时,再结合绳索取芯和金刚石钻进技术,还可以保证良好的岩芯采取率。
二、煤田地质钻探中安全的施工设计
1、钻探中的管理因素设计
就安全设计优化方面而言,发生安全事故的原因就在于在生活以及工作中钻探工人遇到紧张、疲劳、焦虑、低效以及环境恶劣等诸多问题。正是因为不同的人有着不同的习惯、意识、生理和心理情况,因而难以避免的会出现误动、遗忘、疏忽、大意等不良情况,即便是这些问题能够通过纪律、训练、教育以及思想工作等途径予以解决,但是其发生仍然是无法从根本上加以避免的。就人、机、环境因素来看,事故发生的因素均有着管理方面的原因,主要体现于安全生产管理有待完善,安全意识缺乏,安全组织不健全,安全教育不充分,安全制度形同虚设,再加上没有严格的将各环节的关口把好,最终引发了事故。相当一部分的事故均是因钻探设备安裝缺乏稳定性,无安全装置,固定不牢靠,亦或是在使用安全装置时不符合要求,机场照明不充分,机场内噪音大,工具、钻具无序的堆放,操作姿势不合理,操作场地不清洁所导致的,所以,必须对安全管理提起高度的重视,提高安全管理意识,采取科学有效的安全管理方法。
2、钻探中人的因素
要想最大限度的确保煤田钻探中的高效及安全,那么首先就必须对人的可靠性加以考虑。所谓可靠性的质量指标具体指的是在一定的时间间隔内控制系统执行必要功能所具备的能力。而操作的可靠性则指的是操作者将给定任务无差错完成的程度。操作者的可靠性往往与人的工作能力、潜在素质以及现有素质之间有着密切的联系。在煤田钻探中,工人是凭借着自身的感知感觉过程信息,辅助的信息与机械的信息来开展工作,其中,平衡觉、触觉和视觉是至关重要的。正是因为地下情况存在着相对较大的未知性、偶然性,因此,煤田钻探工作就具备着非常强的探索性。钻探工人必须具备较强的运动知觉、空间知觉和时间知觉,要能够切实的按照感觉所提供出的信息来将钻孔中的具体情况正确判定出来,判断出钻进过程正常与否,以便于及时的制定及采取有效的措施。另外,还需要充分了解同伴们的情况以及周围空间机具的情况,以此为基础来选取配合动作及动作。因钻进过程有着较强的不确定性,所以,钻探工人要提高自身的应变能力,要提高心理承受能力,要有丰富的技术储备和体力储备,只有这样才能够在突发事故时,真正的做到体力顶得住,技术发挥正常,不惊慌失措,冷静沉着,进而克服困难,协调一致,完成任务。
3、钻探中机械的因素
不管是机群布置,还是单机布置,均需要切实的立足于“宜人性”基本原则。主要的“宜人性”原则体现在工作空间、工作设备以及工作环境的设计上。煤田钻探设备的手柄与手把均应当与解剖生理、手的功能要求相符合,应当与人的感觉通道特点相符合,同时还需要对操作姿势的影响予以充分考虑。现阶段,采取“宜人性”原则来评价油压岩心钻机,此类钻机的仪表布局和手柄不合理,工人需要长时间的保持站立的操作姿势,在下部手柄的操作时还需要躬身弯腰。机器的下部布置着仪表,这远离了操作工人的视线。孔口作业与钻机操作之间无法有效的联系,与其配合操作时,操作姿势缺乏舒适性,极易出现误动和疲劳感。工作机与动力机一体化时,动力机如果是柴油机,那么会有这非常大的噪声,使得信息交流变得更加困难。在机场的布置上,要切实遵循“宜人性”原则,移出控制台至孔口侧方,充分的确保视野的良好,在控制台上集中控制仪表以及控制手把,均设置于人的视线范围以内,这样就能够极大的改善工人的视觉联系。因远离动力机,所以,操作姿势可以选取坐姿,确保了信息通道的通畅,疲劳感也大大减少。通过这样的设计,劳动条件从整体上得以改善,为施工安全提供了有力的保证。应当注意的是,若配合存在许多有欠合理的地方,那么会导致信息传递不灵,听觉、视觉均会受到影响,无法形成配合动作,所以,必须高度集中注意力,以便于保持良好的配合,减少或避免不安全因素的出现。 三、煤田钻探的定向钻进技术问题
1、媒田地质钻孔的设计
一般来说,要想明确了解矿井的地层构造地质条件等情况,必须在钻孔设计时对断层的参数和性质进行仔细的分析和研究,并对在钻探过程中可能会遇到的问题以及问题的处理方法进行明确。若是尚不明确煤层的地质条件,断不可冒然钻进,否则会对煤层造成损坏。此时,只能先进行试钻,在试钻的过程中总结出相应的钻进参数,并对可能遇到的钻进问题进行预测,并随时做好处理准备,尽最大可能将钻探事故率降到最低
2、在煤田地质钻探中,常用到的钻具主要有以下几种:螺旋钻杆;使用垫叉式钻杆,并在前保直端外加专用钻挺或是扶正器等;使用外平钻杆,并在前保直端外加专用钻挺或扶正器在煤田地质钻探中,使用钻具时必须要重视以下几个方面的问题:
(1)在煤系地层极为复杂的情况下进行钻进工作,要力求将钻具级配设计得更为简单,如无必要,尽量少在孔内放置附属器具。(2)若要在钻进过程中满足保直钻进的要求,就要保证钻孔间隙应尽量使用最小值
3、鉆压三者配合原则及钻井遇到的问题
(1)若岩石的研磨性较小,比较容易切入时,要做好排粉工作,以保证钻头的使用寿命。鉴于此种情况,可采用低钻压,高转速大泵量参数配合原则;若岩石的研磨性较大,此时可采用中泵量大钻压,较低转速的参数配合原则,以防止切削机具过早被磨钝;若岩石的研磨性处于中等,则转速泵量钻压的参数配合原则也宜采用上述两种情况的中间值。
(2)不同煤其地质条件的复杂性也不完全相同,因此,在钻进过程中也会遇到各种不同问题。比如煤炭突出卡钻、缩径、钻渣堵钻、埋钻,对于不同的孔内事故,要根据具体情况采取不同的处理措施。鉴于不同矿区地质条件的差异性极大在钻孔设计时,必须要考虑事故出现的主要原因,并采取相应的措施防止事故的出现,在事故出现时要对其进行及时处理。
四、结束语
通过本文的分析可知,定向钻进技术的中靶率极高,能够满足当前大部分煤田地质钻探的需求。再充分结合绳索取芯和金刚石钻进技术,可以大大提高岩芯采取率。由此可见,在煤田地质钻探中,充分结合多种钻进工艺,能够极大的提高煤田地质的钻探效率。因此,我国必须要重视对多种钻进工艺的综合利用。
参考文献:
[1]刘强.如何加强煤田地质钻探过程的质量控制[J].城市建设理论研究.2012(13)
[2]柳强.煤田地质钻探深孔施工中郭附卡钻事故的处理技术[J].宁夏工程技术,2013(12)
[3]陈志芳.煤田地质钻探工程岩芯编录步骤及有关注意事项[J].能源与环境,2011(5)