趙相（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西晉中030024）

煤礦井下地質(zhì)鉆探一例跑偏現(xiàn)象分析

趙相
（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,山西晉中030024）

摘要：鉆探偏斜是必然的，偏斜程度往往成為鉆探施工質(zhì)量的主要評(píng)判指標(biāo)。本文以實(shí)際施工的底板鉆孔為例，通過(guò)對(duì)比不同深度設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際測(cè)斜參數(shù)，并生成三維立體圖，理性感性的認(rèn)識(shí)到偏斜鉆孔的偏斜情況。

關(guān)鍵詞：鉆探；偏斜；測(cè)斜

井下鉆探是為了服務(wù)井下生產(chǎn)，井下鉆探在重力、鉆機(jī)壓力、巖層產(chǎn)狀等多種因素的共同影響下，往往出現(xiàn)偏斜。鉆孔出現(xiàn)偏斜是必然的，如果在偏差允許范圍內(nèi)，不會(huì)影響到鉆探的施工目的。但是，一但施工的鉆孔發(fā)生偏斜程度超出允許范圍，勢(shì)必會(huì)給技術(shù)人員帶來(lái)錯(cuò)誤的信息，輕則出現(xiàn)錯(cuò)誤，重則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤判讀，出現(xiàn)重大隱患，更有甚者可能會(huì)危及礦井人員的生命以及國(guó)家財(cái)產(chǎn)。使用相應(yīng)的測(cè)斜手段可以讓我們?cè)阢@探中不斷總結(jié)偏斜規(guī)律，避免不必要的偏斜，提高生產(chǎn)效率。

1問(wèn)題的提出

設(shè)計(jì)鉆孔開(kāi)孔位置為粉砂巖終孔位置為粉砂巖（大青灰?guī)r下2m）。鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)為方位70°，傾角-15°，深度102m。預(yù)計(jì)使用ZDY1900S型煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)進(jìn)行施工。ZDY120S液壓鉆機(jī)，該鉆機(jī)體積輕，操作方便，遠(yuǎn)離煤壁，防止片幫傷人，工作壓力來(lái)源于乳化泵，利用水流沖洗鉆孔，噴霧可有效的減少煤塵飛揚(yáng)。鉆具選用Ф89mm雙頭組合鉆頭，鉆桿選用Ф89mm×1500螺旋鉆桿成孔率高。設(shè)計(jì)施工鉆孔的巖層產(chǎn)狀為順上3°右傾11°，其巖層柱狀如圖1示意圖所示。??

圖1巖層柱狀示意圖（開(kāi)孔位置為細(xì)粒砂巖，終孔位置為大青灰?guī)r）

鉆孔施工預(yù)計(jì)73.5m見(jiàn)灰?guī)r，100m出灰?guī)r。然而，鉆孔鉆進(jìn)至85.5m仍未見(jiàn)到灰?guī)r，鉆孔在99.5m處見(jiàn)到灰?guī)r（取芯使用鹽酸檢驗(yàn)，驗(yàn)證為大青灰?guī)r）。鉆孔晚26m見(jiàn)灰?guī)r，是巖層層間距實(shí)際與預(yù)想相差太大還是鉆孔發(fā)生了偏斜。為了驗(yàn)證鉆孔實(shí)際軌跡，使用YHQ-X型全方位鉆孔測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)斜，在三維立體空間里分別演示設(shè)計(jì)鉆孔與實(shí)際施工鉆孔軌跡，為確定巖層層間距提供具有說(shuō)服力的證據(jù)。

2施工參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比

為了方便研究，我們將設(shè)計(jì)鉆孔理論參數(shù)與實(shí)際測(cè)斜參數(shù)按照不同深度進(jìn)行匯總對(duì)比，如表1所示。表格顯示出鉆孔在施工前期偏斜程度不大，在施工后期發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)出入越來(lái)越大。為了更好的直觀的了解設(shè)計(jì)鉆孔與施工鉆孔的偏斜情況，我們使用測(cè)斜儀自帶的三維成圖軟件繪制了同一三維坐標(biāo)系下的軌跡圖，如圖2所示。

表1鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)與施工實(shí)際測(cè)斜參數(shù)對(duì)比

圖2施工鉆孔與設(shè)計(jì)鉆孔三維空間對(duì)比圖（直線為設(shè)計(jì)鉆孔，帶點(diǎn)曲線為施工鉆孔實(shí)際軌跡）

3結(jié)束語(yǔ)

在鉆孔100m左右的位置，設(shè)計(jì)傾角可以相差7.4°，方位相差13°。終孔位置與設(shè)計(jì)偏離近23m。這就是鉆孔為何沒(méi)有在預(yù)計(jì)73.5m見(jiàn)到大青灰?guī)r的主要原因。根據(jù)鉆孔額偏斜程度，還原巖層的層間距與設(shè)計(jì)出入不大，之所以巖層揭露的深度與設(shè)計(jì)有出入是因?yàn)殂@孔發(fā)生了偏斜。從三維立體空間圖可以很直接的看出鉆孔發(fā)生了向右向上偏轉(zhuǎn)。