试分析煤矿深孔钻探技术问题及机具选择的要点

王长青 巢啟业

试分析煤矿深孔钻探技术问题及机具选择的要点

王长青 巢啟业

（赣东北地质队）

伴随我国社会经济发展速度的提升和科学技术水平的提高，以及近些年找矿工作社会地位的增强，使得不断提升找矿技术，保障找矿工作的稳步发展，已经逐渐成为现阶段，我国煤矿行业的重点发展目标。而钻探技术水平和高低和钻探机具选择的合理与否作为影响我国煤矿行业发展水平的关键因素，对这煤矿行业中的这两项工作进行细致研究十分必要。对此，本文以煤矿行业深孔钻探技术为切入点，通过对其具体的钻孔技术问题和选择钻孔机具的要点内容进行分析，以期可以为我国煤矿行业的可持续发展奠定良好的基础。

煤矿深孔钻探；技术问题；机具选择

引言

就目前来看，攻深找盲不仅是当前我国煤矿行业地质勘查阶段的重点工作内容，还是该行业未来重要的发展方向。这一行业规划的产生和一个月，使得深孔钻探工作在煤矿行业日后发展中的任务量也随之增加。而这一任务量的增加，不仅对钻探人员的专业技术水平提出了较高的要求，还使得钻探机具选择工作的重要性也在随之不断的提升。因此，不断的加快深孔钻探工程的施工速度和水平，尽可能钻工内部施工安全事故发生的概率，提升找矿工作的水平和效果，便成为了煤矿行业现阶段的重要发展内容。

1 深孔钻探工程施工时存在的技术问题

1.1 护孔钻探技术问题

在最初对泥浆配方中包含的各种处理剂进行加量处理时，施工人员使用机台来进行操作的过程中，其操作行为较为随意，没有按照相应的技术要求进行配加，且泥浆材料本身的性能也没有通过具体的性能测定和测定结果及时进行调整。这样一来，就会导致泥浆的护壁功效不能被正常发挥出来。此外，因为施工现场的地层结构相对来讲较为复杂，煤系所处的地层孔壁上有多段、多处都有稳定性缺失，易坍塌等问题。如果施工人员能够按照相关的技术要求对泥浆配方中各类型的处理剂进行加量，就会导致孔壁泥浆扭矩增加，从而在一定程度上对钻进施工产生影响。

1.2 深孔钻探设备问题

（1）钻机，由于XY-44型号钻机自身能力较小，当钻孔深度达到700m之后，钻机的速度无法满足钻进施工要求，无法将金刚石的钻进功效充分发挥出来。与此同时，在使用全液压动力头的钻机处理施工事故时，下钻启动的频繁性，会在一定程度上增加辅助时间。笔者通过对施工现场相关资料的查阅后发现，在800m深度的钻孔中，动力头钻机每次劳动两个6m的单根，其在抬下一次提钻具时，就能够耗时大约1.3个台班，且需要拆卸的钻头数量较多，钻杆需要被摆放在地上，所以，其劳动强度相对较大。此外，立轴式的钻机在下一次提钻具时是需要耗费大约0.8个台班的时间，同动力头钻机相比，此类型钻机可以节约大约40%的时间，且钻杆在施工期间处于顺塔而放的状态，所以，其劳动强度相对来讲比较低。

（2）泥浆泵。在最初的施工阶段，各个机台配备的泥浆泵型号分别为BW250/50、BM320和BM200这三种类型。因为煤系地层本身具有一定的复杂性，当钻机钻进的深度达到了煤系中部位置时，BW250/50和BM200这两种泥浆泵就会出现上返泥浆量变小、钻孔内部阻力增大、易出现堵水、排粉能力较差[1]。泥浆泵存在的这些缺陷，轻则会对提升其转动速度产生一定的影响，重则造成正常钻进工作无法完成。

（3）岩心打捞系统。在进入到煤系之中后，所有的施工机台都会在不同程度上产生断层问题。一般情况下，在钻探施工的第一时间提拉内管会出现打捞港城提断这一施工事故，特别是在深孔钻探工程中，这种施工的发生概率、种类和事故处理时需要花费的时间都会存在不同程度的增加。

1.3 深孔钻探钻具问题

能否成功的选择出正确的钻具系列，是决定煤矿深孔绳索的取芯钻探工程施工工作是否能够顺利完成的一个最为关键的因素。在深孔钻探工程开始前，业主单位需要多方面、多角度的对绳索取芯工程使用期间需要使用的钻具和钻杆进行选择，并对其施工结果展开验证[2]。普通的钻具系列因为其本身的丝扣较薄且断，无法经受疲劳受力和折弯，在施工期间极易发生钻杆和钻具折断等施工事故。而当折断的断头位置属于煤系地层的中部时，施工安全事故在处理时的复杂性和处理难度就会随之增加。

2 煤矿行业深孔钻探工作选择机具时的要点

2.1 钻机选择要点

就煤矿深孔钻探工程来讲，因为其同其他矿种不同，具有一定的复杂性，所以，在选择深孔钻探工作的机具时，需要多预留出钻机能力空间。笔者建议，在千米以内的煤矿钻孔中，施工人员可以使用型号为XY-5的钻机；而千米以上的钻孔，则必须要使用型号是XY-6的钻机[3]。虽然全液压动力头的钻机在使用期间具有一定优越性，但其处理施工安全事故时的操作相对来讲不是十分的便利，起下钻施工时需要花费较多的辅助时间。因此，施工人员应该要尽可能少用或者是不用此种钻机设备。

2.2 泥浆和泥浆泵选择要点

在深孔钻探工程中，冲洗液可以被称之为钻探工程中钻孔的血液，如果钻孔血液流动不畅通，钻孔就会出现堵塞的情况。施工人员要想将岩层中的粉尘有效排除出去，最大限度的确保钻孔底部的清洁性，在此种类型的地层和钻孔中进行施工时，施工人员需要尽可能的选择BW320和BW300这两个型号的泥浆泵。因为泥浆泵高速挡不可以被长时间使用，所以，在实际施工期间，施工人员应该要多使用低速挡与中速挡[4]。其次，在配置泥浆材料时，必须要严格按照事先确定好的加量配方，按比例增加处理剂的使用量。最后，对于泥浆的性能指标，施工人员必须要使用相应的测试仪器对施工现场实际的施工情况进行测定，如果测定结果没有达到规定的指标要求，则要及时按规定调整，不可以出现随意加量的行为。

2.3 岩心打捞系统

在最初的深孔钻探施工中，打捞钢绳这项施工事故并不被施工人员所重视，因而被定义为一般性的常见施工事故。但此种事故在多次产生，特别是自深孔煤系地层中频繁出现后，钻孔孔壁就会增加一定的不稳定性。因此，整个打捞系统本身工作性能的高低，将会对内管打捞施工是否可以顺利完成产生直接影响[5]。对此，在实际施工过程中，施工人员需要注意以下几方面的问题：

（1）钢绳型号的选择。施工人员需要选择双捻多股线的接触性镀锌钢绳。此种钢绳的性能较高，在直径相同的情况下，这种型号的钢绳本身的抗拉强度相对较大，且直径也要远远大于一般性的深孔钻探工程中选择的钢绳。

（2）做好相关系统灵活性和可靠性的检查工作。施工人员要对打捞器的安全销进行加粗，确保系统拉力能够满足工程施工要求。在每次进行内管投放时，施工人员必须要对弹卡收张的灵活可靠性进行认真仔细的检查，从而确保弹卡管能够自如的上下活动，进而最大限度的缩短提起力。

（3）在发现钢绳的受损情况操作标准要求时，要及时进行处理。当施工人员发现钢绳的断丝有一捻以上的股丝出现损坏时，必须要及时采用有效的措施对其进行更换和紧急处理。

3 结束语

总而言之，伴随煤矿行业发展速度的提升和深孔钻探工作技术设备要求的提升，使得改革我国地质找矿工作已经成为当前煤矿行业未来一段时间重要的发展目标。因此，本文通过对深孔钻探工程在实际施工期间深孔钻探这项技术存在的主要问题的分析，从而就该项工程施工期间钻探机具的选择要点问题展开细致的研究，以期可以为我国煤矿深孔钻探技术的发展奠定坚实的基础。

[1]余继强.诠释煤矿深孔钻探技术问题及机具选择要点[J].西部探矿工程，2010，03：71～72+76.

[2]杨赤剑.煤矿地质钻探中几个关键问题的探讨[J].科技风，2014，04：242.

[3]刘士中.煤矿地质钻探中关键问题的研究[J].内蒙古煤炭经济，2015，04：9+21.

[4]舒智.复杂地层深孔钻进关键技术的探讨与实践[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2009，S1：161～166.

[5]郭孝先，李耀武.煤矿井下用钻孔与凿岩机具的现状和发展[J].凿岩机械气动工具，2007，04：18～30.

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2016-9-10