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巖心管在煤礦勘探中起著關(guān)鍵作用,以下是其具體的勘探使用步驟及相關(guān)要點(diǎn):
一、施工前準(zhǔn)備
設(shè)備與工具準(zhǔn)備
巖心管選擇:根據(jù)勘探目的、預(yù)計(jì)的巖層情況等因素,挑選合適規(guī)格(如直徑、長度等)的巖心管。常見的巖心管直徑有多種,例如75mm、108mm等,要依據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)要求選用。巖心管材質(zhì)通常需具備較高的強(qiáng)度和耐磨性,以適應(yīng)井下復(fù)雜的巖石環(huán)境。
配套鉆具準(zhǔn)備:準(zhǔn)備好與巖心管相匹配的鉆頭、鉆桿等鉆具。鉆頭類型要根據(jù)巖石硬度等特性來確定,像在較軟巖石中可選用刮刀鉆頭,在堅(jiān)硬巖石中則可能需用金剛石鉆頭。同時(shí),準(zhǔn)備好連接巖心管與鉆桿的接頭,確保連接牢固且密封良好,防止在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)脫節(jié)、漏水等問題。
鉆機(jī)選擇與調(diào)試:選擇適合煤礦井下作業(yè)環(huán)境的鉆機(jī),例如液壓鉆機(jī)等,其應(yīng)具備合適的鉆進(jìn)能力、扭矩等參數(shù),能滿足勘探鉆孔的深度和直徑要求。在使用前,要對鉆機(jī)進(jìn)行全面調(diào)試,檢查各部件運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,液壓系統(tǒng)有無泄漏,操作手柄是否靈活等。
場地準(zhǔn)備
確定鉆孔位置:由專業(yè)的地質(zhì)技術(shù)人員依據(jù)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造資料、已有的勘探成果以及開采規(guī)劃等,在井下選定合理的鉆孔位置。鉆孔位置要準(zhǔn)確標(biāo)記,且要考慮到周邊巷道支護(hù)情況、通風(fēng)條件以及對后續(xù)開采作業(yè)的影響等因素。
場地清理與支護(hù)加固:對鉆孔施工場地進(jìn)行清理,移除雜物、浮煤等,確保施工空間充足、安全。若鉆孔位置周邊的巷道或硐室支護(hù)存在薄弱環(huán)節(jié),要提前進(jìn)行加固處理,防止在鉆進(jìn)過程中因震動(dòng)等原因引發(fā)冒頂、片幫等事故。
二、鉆進(jìn)施工
開孔鉆進(jìn)
安裝巖心管與鉆頭:將選擇好的巖心管一端通過接頭牢固連接上合適的鉆頭,然后將其與鉆機(jī)的鉆桿進(jìn)行連接,連接過程中要用管鉗等工具擰緊,保證連接的可靠性。
啟動(dòng)鉆機(jī)開孔:開啟鉆機(jī),以較低的轉(zhuǎn)速和較小的鉆進(jìn)壓力進(jìn)行開孔操作,這樣做是為了使鉆頭能平穩(wěn)地切入巖層,防止因初始鉆進(jìn)速度過快、壓力過大導(dǎo)致鉆頭偏斜或損壞巖心管等情況發(fā)生。在開孔階段,要密切關(guān)注鉆進(jìn)情況,及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù),確保鉆孔的垂直度符合要求。
正常鉆進(jìn)
參數(shù)調(diào)整:開孔達(dá)到一定深度(一般幾十厘米到一米左右,具體根據(jù)實(shí)際情況確定)且鉆孔穩(wěn)定后,可適當(dāng)增加鉆進(jìn)轉(zhuǎn)速和壓力,轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)階段。但鉆進(jìn)參數(shù)的調(diào)整要依據(jù)所鉆巖層的硬度、完整性等特性來靈活掌握,例如在鉆進(jìn)較硬的砂巖時(shí),轉(zhuǎn)速可適當(dāng)降低、壓力適當(dāng)增大;而在鉆進(jìn)較軟的頁巖時(shí),則可適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速、減小壓力。
巖心采?。弘S著鉆進(jìn)的推進(jìn),巖心會(huì)逐漸進(jìn)入巖心管內(nèi)。要確保巖心能完整地進(jìn)入巖心管并被有效保護(hù),這就要求鉆進(jìn)過程中保持穩(wěn)定,避免過大的震動(dòng)和沖擊破壞巖心結(jié)構(gòu)。同時(shí),根據(jù)巖心管的長度和鉆進(jìn)進(jìn)度,適時(shí)停鉆,通過專門的取心裝置(如巖心卡簧等)將巖心從巖心管內(nèi)取出,做好標(biāo)記并妥善保存,以便后續(xù)的地質(zhì)分析。
排渣與冷卻:在鉆進(jìn)過程中,鉆頭切削巖石會(huì)產(chǎn)生大量的巖屑,需要通過沖洗介質(zhì)(如清水、泥漿等)將巖屑及時(shí)排出鉆孔外,防止巖屑堆積影響鉆進(jìn)效率和鉆頭壽命。沖洗介質(zhì)同時(shí)還能起到冷卻鉆頭的作用,避免鉆頭因過熱而磨損加劇甚至損壞。要合理控制沖洗介質(zhì)的流量和壓力,使其既能有效排渣和冷卻,又不會(huì)因壓力過大導(dǎo)致鉆孔坍塌等問題。
三、鉆進(jìn)過程中的監(jiān)測與維護(hù)
鉆孔軌跡監(jiān)測
使用測斜儀等儀器定期對鉆孔的軌跡進(jìn)行測量,監(jiān)測鉆孔是否出現(xiàn)偏斜情況。若發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜超出允許范圍(不同勘探要求有不同的偏斜標(biāo)準(zhǔn),一般每百米鉆孔偏斜角度有相應(yīng)限定),要及時(shí)分析原因,可能是由于巖層軟硬不均、鉆機(jī)安裝不平或者鉆進(jìn)參數(shù)不合理等因素導(dǎo)致,然后采取相應(yīng)的糾偏措施,如調(diào)整鉆進(jìn)方向、改變鉆進(jìn)參數(shù)等。
記錄每次測斜的數(shù)據(jù),繪制鉆孔軌跡圖,以便直觀了解鉆孔在巖層中的走向,為后續(xù)的地質(zhì)分析和勘探結(jié)果解讀提供準(zhǔn)確依據(jù)。
設(shè)備維護(hù)
密切關(guān)注鉆機(jī)、巖心管以及其他鉆具的運(yùn)行情況,在鉆進(jìn)過程中若聽到異常的聲響,如撞擊聲、摩擦聲等,要立即停鉆檢查,查看是否存在巖心管變形、鉆具磨損嚴(yán)重或者部件松動(dòng)等問題。
定期檢查巖心管的磨損程度,若巖心管外壁磨損嚴(yán)重,可能影響其強(qiáng)度和在鉆孔內(nèi)的穩(wěn)定性,應(yīng)及時(shí)更換;同時(shí)檢查巖心管的連接部位是否有松動(dòng)、泄漏等情況,如有問題要及時(shí)緊固或修復(fù)。
四、鉆孔完成與后續(xù)工作
終孔操作
當(dāng)鉆進(jìn)達(dá)到預(yù)定的勘探深度后,要進(jìn)行終孔操作。逐漸減小鉆進(jìn)壓力和轉(zhuǎn)速,緩慢將巖心管和鉆具從鉆孔內(nèi)提出,提鉆過程要平穩(wěn),防止因突然提拉導(dǎo)致巖心管內(nèi)的巖心掉落或者損壞鉆孔孔壁。
在提鉆后,要對鉆孔進(jìn)行清理,清除孔內(nèi)殘留的巖屑等雜物,然后使用專門的孔口裝置對鉆孔進(jìn)行臨時(shí)封堵,防止雜物掉入、地下水流入等情況發(fā)生,同時(shí)也為后續(xù)可能的進(jìn)一步觀測或測試做好準(zhǔn)備。
巖心分析與勘探成果整理
將取出的巖心送至專業(yè)的地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室,由地質(zhì)技術(shù)人員對巖心進(jìn)行詳細(xì)的分析,包括巖石的種類、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、含煤情況、裂隙發(fā)育程度等方面的研究,通過顯微鏡觀察、化學(xué)分析等多種手段獲取相關(guān)地質(zhì)信息。
根據(jù)巖心分析結(jié)果以及鉆孔施工過程中記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(如鉆進(jìn)參數(shù)、鉆孔軌跡、測斜數(shù)據(jù)等),整理形成完整的勘探報(bào)告,繪制相應(yīng)的地質(zhì)剖面圖、煤層分布圖等圖紙,為煤礦的后續(xù)開采設(shè)計(jì)、資源儲量評估以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測等提供科學(xué)依據(jù)。
總之,在煤礦中利用巖心管進(jìn)行勘探是一個(gè)系統(tǒng)性的工作,需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)程和操作要求執(zhí)行,確保勘探工作的準(zhǔn)確性和安全性。
發(fā)布時(shí)間:2024-11-18 16:45:49
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