田合全

[摘要]煤田勘探技術(shù)主要包含煤炭的開采以及礦產(chǎn)區(qū)施工等技術(shù)，而這些技術(shù)都離不開地質(zhì)學(xué)知識(shí)給予理論上的基礎(chǔ)。除了理論上的基礎(chǔ)外，巖層樣品所提供的地質(zhì)層資料也是煤田勘探技術(shù)不可缺少的技術(shù)支持。本文從地質(zhì)鉆孔技術(shù)的角度出發(fā)，分別從第四系、上部礫巖底層、礫巖層、煤系地層以及煤系下層等不同地址的鉆井工作進(jìn)行技術(shù)措施的相應(yīng)分析，通過分析得出了不同地質(zhì)類型的鉆孔工作需要配以不同的參數(shù)、鉆孔類型以及鉆孔速度的結(jié)論。

[關(guān)鍵詞]煤田勘探 鉆孔 地質(zhì) 技術(shù)

[中圖分類號(hào)] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-7-206-1

1煤田勘探鉆孔技術(shù)

煤炭開采不是一項(xiàng)單一的技術(shù)形式，他的產(chǎn)生、發(fā)展以及應(yīng)用需要強(qiáng)大的地質(zhì)學(xué)知識(shí)給予基礎(chǔ)。簡單來說，煤炭開采技術(shù)與地質(zhì)學(xué)知識(shí)是相輔相成不可分割的有機(jī)整體。由于煤炭地質(zhì)測(cè)量的內(nèi)容具有全面性的特點(diǎn)，所以煤田地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用前景同樣是相當(dāng)廣泛的。以地質(zhì)學(xué)為理論指導(dǎo)的煤田地質(zhì)勘探技術(shù)，對(duì)各種地質(zhì)構(gòu)造都能給予精確的分析，進(jìn)而為與煤礦的開采相關(guān)的所有工程做出數(shù)據(jù)上的支持。在眾多的煤田勘探技術(shù)中，地質(zhì)鉆孔技術(shù)所占據(jù)的位置是不言而喻的，這是因?yàn)榈刭|(zhì)鉆孔技術(shù)的特點(diǎn)直接決定了煤田勘探的精確性，進(jìn)而影響了整個(gè)礦區(qū)開采工程的準(zhǔn)確性。總之，在煤炭的實(shí)際勘探過程中，面對(duì)不同的地質(zhì)形態(tài)以及結(jié)構(gòu)，要采取具有針對(duì)性的鉆孔技術(shù)，只有這樣才能保證整個(gè)勘探工程健康、安全有序的進(jìn)行測(cè)量取樣工作。

2煤田勘探地質(zhì)鉆孔在不同底層段中的技術(shù)措施分析

2.1在第四系上的鉆孔

筆者認(rèn)為第四系層屬于較為大眾以及常見的地質(zhì)層，這與它的組成成分—黃土與沙土有非常大的關(guān)系。由于黃土以及沙土都屬于堅(jiān)硬程度較軟的土系，所以鉆頭鉆進(jìn)第四系中是非常容易的。在鉆頭進(jìn)孔難易程度的基礎(chǔ)上，第四系地質(zhì)可以選擇三翼合金等無心類型的鉆頭。鉆孔鉆進(jìn)的參數(shù)在實(shí)際的鉆孔工程中要依據(jù)土質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如在遇到具有大粘性度黃土的時(shí)候，全面鉆進(jìn)技術(shù)就要與增加泵量這個(gè)環(huán)節(jié)共同使用，或者直接更換新的鉆頭。經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)際研究與資料總結(jié)，第四系層鉆進(jìn)的參數(shù)模式主要是：全面鉆進(jìn)的高壓力、中轉(zhuǎn)速以及大泵量。該地層的泥漿要有一定的側(cè)重點(diǎn)，粘度與密度的要求使得原材料最好選用鈉土粉。

2.2上部礫巖地層

上部礫巖底層有兩個(gè)部分組成：泥質(zhì)巖層面以及泥沙巖層交換面，故又稱之其為三系沉積層。由于上部礫巖底層所具有的特殊層面形態(tài)，所以在實(shí)際鉆頭鉆孔的過程中一定要考略泥巖縮徑以及泥沙巖互層的偏空問題。綜合考慮以上問題，我們可以得知上部礫巖底層同第四系層一樣，都可以采用全面鉆進(jìn)，但是不同的是鉆頭的選擇一般傾向于三翼DPC鉆頭。由于在該巖層鉆孔的過程中非常容易出現(xiàn)泥礫巖互層超徑、鉆孔偏斜的問題，所以在泥沙混合時(shí)比例的掌握以及相應(yīng)放斜措施的提前實(shí)施都是十分有必要的。除此之外，鉆頭遇到巖心水化不易取出也是在該層的鉆孔過程中常常遇到的問題，這個(gè)時(shí)候一定要合理的控制鉆速，最好保持勻速的鉆孔速度，慢慢的取出巖心。

2.3礫巖層鉆進(jìn)

與上面介紹的兩種地質(zhì)層面的特點(diǎn)形成鮮明對(duì)比的則是礫巖層，該層十分堅(jiān)固，堅(jiān)硬程度屬于高級(jí)別，所以十分不容易鉆孔進(jìn)行鉆進(jìn)工作。在礫巖層的鉆孔工程中，曾經(jīng)發(fā)生由于對(duì)斷層的處理不當(dāng)而引起地質(zhì)坍塌的事故，這類事故的出現(xiàn)證明了礫巖層具有不可確定性的特點(diǎn)，所以在實(shí)際鉆孔之前一定要對(duì)該層進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)工作，以保證鉆孔工作的順利開展。通過大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，該層應(yīng)采取DPC鉆頭配以高壓低轉(zhuǎn)速以及大泵量等相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)。在鉆孔工作開始之前，對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)的分析，遇到泥漿黏度以及小規(guī)模的漏失等問題都應(yīng)該采取事先準(zhǔn)備好的相應(yīng)的措施對(duì)工程進(jìn)行調(diào)整。

2.4煤系地層鉆進(jìn)

由于組成該地質(zhì)層的主要土質(zhì)類型是煤，所以該系的鉆孔鉆進(jìn)工作是非常容易的；同時(shí)孔壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證了鉆孔的安全以及穩(wěn)定。但是從實(shí)際的鉆孔經(jīng)驗(yàn)可以看出，巖層煤心的鉆取效率并沒有其它地質(zhì)層那樣高，所以鉆頭選取的合理性就顯得尤為重要了，肋骨式DPC鉆頭以及卡簧鉆頭的合作使用是該系最為常見的鉆孔鉆頭組合方式。在實(shí)際鉆進(jìn)的過程中，各參數(shù)之間沒有特別的數(shù)值要求，相互配合即可。鉆頭的鉆進(jìn)速度不需要控制得過低，一般都采取常規(guī)鉆進(jìn)速度，但是當(dāng)遇到煤層斷碎成粉末狀的時(shí)候，為了保證鉆孔的成功率以及安全性必須采用低速鉆孔模式。

2.5煤系下層鉆進(jìn)

煤系下層與礫巖層有些許的相似，因?yàn)樗鼈兊牡刭|(zhì)堅(jiān)硬程度都屬于相當(dāng)高的級(jí)別；但是與礫巖層不同的是，由于組成該層的成分是具有較強(qiáng)膠粘性的石英砂巖，所以煤系下層的鉆進(jìn)工作不能采取DPC鉆頭。通過煤田勘探技術(shù)人員長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)和總結(jié)，總結(jié)出了一套專門鉆進(jìn)煤系下層的鉆頭組合模式—肋骨式硬質(zhì)合金鉆，配以四個(gè)大角度硬質(zhì)合金。該種新型的鉆頭組合的應(yīng)用十分廣泛，無論是硬質(zhì)地質(zhì)還是軟質(zhì)地質(zhì)都可以使用，該鉆頭在鉆孔效率以及鉆孔安全性等方面所做出的貢獻(xiàn)是有目共睹的。煤系下層鉆進(jìn)工作除了對(duì)鉆頭有特殊的要求之外，對(duì)于參數(shù)以及鉆孔速度并沒有其它的要求，當(dāng)鉆到標(biāo)志巖石樣本后整個(gè)鉆孔的鉆進(jìn)工作可以宣告結(jié)束。

3總結(jié)

煤炭開采不是一項(xiàng)單一的技術(shù)形式，他的產(chǎn)生、發(fā)展以及應(yīng)用需要強(qiáng)大的地質(zhì)學(xué)知識(shí)給予基礎(chǔ)。簡單來說，煤炭開采技術(shù)與地質(zhì)學(xué)知識(shí)是相輔相成不可分割的有機(jī)整體。煤層的勘測(cè)工作主要包括煤炭開采以及礦產(chǎn)區(qū)的施工等環(huán)節(jié)，而勘測(cè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要相應(yīng)的巖層樣品資料給予理論和技術(shù)上的支持，而作為獲取巖層樣品的最直觀的方法，鉆孔技術(shù)的作用是不言而喻的。隨著時(shí)代的發(fā)展，雖然針對(duì)不同地質(zhì)的鉆孔技術(shù)得到了很多先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備以及技術(shù)的支持，但是由于失誤而產(chǎn)生的安全事故卻頻頻發(fā)生，煤層勘測(cè)工作的質(zhì)量受到了極大的挑戰(zhàn)。我國的煤礦開采行業(yè)只有真正認(rèn)識(shí)到鉆孔技術(shù)的重要性，切實(shí)的把施工技術(shù)把握的更加完善，才能真正發(fā)揮技術(shù)的作用，才能真正使煤礦開采行業(yè)以健康、安全的姿態(tài)為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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