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        礦山地質(zhì)鉆探工藝及鉆探效率的提升策略

        2020-12-09 07:15:07任鐵強
        中國金屬通報 2020年22期
        關(guān)鍵詞:洗井工作效率沖擊

        閆 祿,任鐵強

        (四川華鋒鉆探工程有限責(zé)任公司,四川 成都 610091)

        作為促進國家經(jīng)濟發(fā)展的重要能源之一,礦產(chǎn)資源一直占據(jù)著舉足輕重的位置,在現(xiàn)實生活中礦產(chǎn)資源不僅可以用作工業(yè)原料,甚至還有很多地區(qū)都需要依賴能源開采來維系正常生活。面對這種形勢,有關(guān)部門必須加大力度提高礦山鉆探工藝及其鉆探效率,避免能源開采行業(yè)出現(xiàn)供不應(yīng)求的生產(chǎn)窘境。如下,筆者將結(jié)合自身多年來相關(guān)的礦山鉆探工作管理經(jīng)驗,首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡要闡述,分析當(dāng)前我國的礦山鉆探工藝,并以“引進技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備”、“提高鉆探人員專業(yè)素養(yǎng)”、“強化監(jiān)管措施”三個大方面為切入點,分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。還望個人之見,能為廣大技術(shù)同仁提供可行的一些參考意見[1]。

        1 影響礦山鉆探工作效率的基本因素

        影響礦山鉆探工作效率的首要因素,便是地域與地層的客觀條件,由于我國地大物博,很多地區(qū)的礦層在風(fēng)化作用下,水溶侵蝕再加上各類復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,最終會導(dǎo)致地層破碎裂痕發(fā)育。在這總條件下的地層進行礦山鉆探,無疑將面臨巨大的挑戰(zhàn)與壓力。一方面,如若直接進行鉆探,要考慮到有可能會產(chǎn)生大量的沖洗液流失,為了避免沖洗液白白浪費則需要采用隔離方式,具體方式是采用鉆孔加深到地底大約2000m 左右。此時的鉆孔深度并不是越深就越理想,還需要考慮到系統(tǒng)化的孔深數(shù)值,稍有不慎就有可能導(dǎo)致堵漏效果不佳,甚至有可能會流失掉更多的沖洗液,對企業(yè)的經(jīng)濟效益將產(chǎn)生嚴重影響。另外一方面,由于地層客觀條件的約束,在遇上水源不足或者打泥漿過程中的任何意外情況,都有可能會影響到礦山鉆探的工作效率。除此之外,在開采礦產(chǎn)資源的過程中還有可能會遇到溶洞或者采礦空區(qū),此類現(xiàn)象同樣會導(dǎo)致沖洗液大量損耗,甚至還有可能會遭遇到反水問題,此時則還需要對套管做好提前防護,以此來避免沖洗液遺漏[2]。

        2 當(dāng)前我國的礦山鉆探工藝

        2.1 一般回轉(zhuǎn)工藝

        通常情況下,一般回轉(zhuǎn)工藝需要考慮的關(guān)鍵點包括鉆井壓力、回轉(zhuǎn)速率以及泵量,這些關(guān)鍵點如若未能進行科學(xué)配置,則很多有可能影響工作效率。為了確保理想的排粉效果,大部分時候礦企工作人員會選擇泵量規(guī)模較大的一些水泵設(shè)備,雖然這樣在一定程度上可以提升鉆探效率,但同時也很容易讓礦井內(nèi)壁承受巨大壓力,最終由幾率引發(fā)崩坍現(xiàn)象。因此,在使用一般回轉(zhuǎn)鉆井工藝的過程中必須要注意到如下幾個重點:其一,有關(guān)鉆井技術(shù)人員在落實鉆探作業(yè)時,必須要遵循從低到高的工作順序,同時還需要在過程中適當(dāng)提高鉆探壓力;其二,工作人員在在開始鉆探作業(yè)前,必須要做好對應(yīng)的準(zhǔn)備工作,要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)層進行仔細勘察,依據(jù)實際情況來選取鉆頭、鉆孔以及鉆壓;其三,對于某些孔洞較深的礦井,要考慮到鉆孔機設(shè)備本身的重量,若設(shè)備本身重量過大,則需要適當(dāng)調(diào)整鉆機回轉(zhuǎn)速率,同時要注意降低電能消耗,對于那些孔洞較淺的礦井,則需要選擇較高的鉆速來推進工作[3]。

        2.2 空氣洗井工藝

        所謂“空氣洗井工藝”,其實就是指利用清洗液混合物來壓縮空氣完成科學(xué)配比,以此來滿足混合條件制造成礦井需要的介質(zhì),只需要合理利用此類介質(zhì)就可以很好的完成鉆探工程項目的破巖工序。此類工藝的適用性極強,經(jīng)常被用作一些地質(zhì)環(huán)境條件十分惡劣的礦山鉆探區(qū)域,特備是一些水資源較為缺乏的地區(qū),空氣洗井工藝所發(fā)揮出來的實際效果尤為理想。另外,空氣洗井工藝還能夠依據(jù)洗井類型的異同情況來進行靈活變通,可以將其劃分為無話霧化洗井鉆探工藝、粉塵洗井鉆探工藝以及泡沫洗井鉆探工藝等??傮w而言,不同的洗井工藝各有自身優(yōu)劣勢,在實際鉆探工作中應(yīng)該采用哪種方式則需要根據(jù)實際情況而定,要懂得趨利避害,在最短的時間內(nèi)取得最快的工作效率。

        2.3 沖擊回轉(zhuǎn)工藝

        實際上,此類工藝技術(shù)早在19 世紀(jì)初期就已誕生,經(jīng)過多年的更新迭代升級,逐步形成了今天的應(yīng)用格局。不過由于此類工藝在礦山鉆探工程項目中的實際應(yīng)用價值非常可觀,因此一直沿用到今天。首先,在應(yīng)用沖擊回轉(zhuǎn)工藝的過程中,工作人員一般會在鉆桿下端位置專門安置一個沖擊器,之后再利用回轉(zhuǎn)扭矩以及軸向壓力來施加作用力到鉆桿鉆頭之上,以此來輔助礦山鉆探作業(yè)。其次,沖擊回轉(zhuǎn)工藝中應(yīng)用到的各類沖擊器包含雙作用沖擊器、反作用沖擊器以及正作用沖擊器,無論是哪種類型的沖擊器都需要依據(jù)頻率來劃分。通常情況下,低頻沖擊器的適用范圍集中在 40Hz 以下的鉆探作業(yè),而高頻沖擊器比較適用于40Hz 以上的鉆探作業(yè),在導(dǎo)入沖擊回轉(zhuǎn)工藝的過程中,工作人員一定要注意結(jié)合礦山鉆探項目的實際情況來選擇最合適的沖擊器,這樣才能提高鉆探工作效率[4]。

        2.4 反循環(huán)工藝

        反循環(huán)鉆井工藝其實主要依賴礦企現(xiàn)場工作人員來完成,在開始作業(yè)之前需要相關(guān)人員使用沖洗液來完成內(nèi)外管道與鉆桿之間的環(huán)形空間循環(huán),循環(huán)系統(tǒng)主要包括:其一,泵吸反循環(huán)系統(tǒng)。此類循環(huán)系統(tǒng)主要利用砂石泵設(shè)備來完成礦山鉆探過程中的抽吸工序,由于在抽吸過程中砂石泵需要承受大氣層的壓力,因此必須將循環(huán)液從泥漿池輸送到礦井入口處,之后再利用特定路徑來完成引流,最終實現(xiàn)一整套科學(xué)化的反循環(huán)鉆井施工。其二,氣舉反循環(huán)系統(tǒng)。此類反循環(huán)工藝主要適用于一些固體狀的煤炭資源區(qū),特備是一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜且難以勘察清楚的地區(qū),因為這些地區(qū)一般情況下污染程度比較嚴重,所以需要工作人員利用氣舉反循環(huán)系統(tǒng)來輔助勘察工作。涉及到的主要工作流程,首先由輸雙臂鉆桿中的內(nèi)、外桿將循環(huán)液輸送到地表層,反復(fù)循環(huán)之下完成整個礦井的清洗工序,以此來提高后續(xù)鉆探工作的實際效率[5]。

        3 提升礦山鉆探效率的有效策略

        3.1 大力引進先進技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備

        客觀而言,無論是規(guī)模多大的能源開采企業(yè),都需要一整套科學(xué)先進的鉆探技術(shù)以及現(xiàn)代化設(shè)備作為支撐,否則后續(xù)的所有工作根本無法順利推進。因此,礦山鉆探相關(guān)部門必須清楚的認識到這一點,要在工作中大力引進先進技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備。當(dāng)然,由于我國地大物博,礦山各個區(qū)域的地層情況各不相同,因此在已經(jīng)先進技術(shù)與設(shè)備的過程中,還需要結(jié)合因地制宜的工作理念,避免產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟與資源耗費。舉例而言,在西北某些礦山鉆探區(qū),由于該區(qū)域水資源相對較為缺乏,所以在引進工藝技術(shù)的時候要注意選取那些較為節(jié)約水資源的鉆探工藝與機械設(shè)備,這樣才能在保障經(jīng)濟效益的同時還能夠提高鉆探工作效率。另外一方面,對于選取的鉆探設(shè)備一定要確保其完整性能,要定期對所有設(shè)備做好定期維護與保養(yǎng)工作,同時還需要鉆探操作人員熟練掌握各類現(xiàn)代化鉆探設(shè)備的操作要點,定期對鉆探工作人員開展設(shè)備保養(yǎng)訓(xùn)練,確保相關(guān)人員能夠?qū)@探設(shè)備的保養(yǎng)知識了然于胸,以此來延長設(shè)備使用壽命。還需要注意的一點是,礦山鉆探作業(yè)過程中不能一味追求經(jīng)濟效益與生產(chǎn)效率,也需要注意周邊自然環(huán)境的保護問題[6]。

        3.2 強化鉆探人員專業(yè)素養(yǎng)

        除開先進技術(shù)以及現(xiàn)代化鉆探設(shè)備的輔助,各地區(qū)的礦山鉆探其實還需要依賴一支技術(shù)過硬的鉆探精英團隊,盡管如今自動化技術(shù)越來越成熟,但是涉及到井下的鉆探作業(yè),還有很多細節(jié)需要由人力來進行操控。提高鉆探人員的專業(yè)素養(yǎng),首先需要定期組織鉆探技術(shù)人員定期參與專業(yè)課程訓(xùn)練,完成國家規(guī)定的各類資質(zhì)認證,確保所有相關(guān)技術(shù)人員都能夠?qū)⒌V山鉆探的理論知識與實際操作互相融合,熟練掌握各類操作要點;其二,企業(yè)還需要根據(jù)人員情況來制定鉆探考核制度,要在內(nèi)部形成一種良性競爭關(guān)系,對于鉆探能力可以施行等級測試,同時依據(jù)測試等級來機遇獎懲措施,這樣就可以在很大程度上激勵員工積極上進,努力利用業(yè)余時間給自己充電,同時還可以在無形之間加強鉆探部門內(nèi)部的核心競爭力與凝聚力,讓煤炭企業(yè)能夠永葆生機[7]。

        3.3 優(yōu)化礦山鉆探對應(yīng)的監(jiān)管措施

        若想從根本上提高礦山鉆探工作體系的規(guī)范化建設(shè),必須對企業(yè)內(nèi)部的鉆探人員施行科學(xué)而強有力的監(jiān)管措施,避免在工作過程中出現(xiàn)麻痹大意的行為。絕具體的監(jiān)管措施主要包括:其一,專門成立一支鉆探監(jiān)管小組,小組主要職責(zé)負責(zé)參與到實際礦山鉆探生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié),用心監(jiān)督好每一名工作人員的施工行為。成立這樣一支監(jiān)督小組,不僅可以大幅度提高礦山鉆探效率,最重要的一點是還加強了安全生產(chǎn),杜絕了許多不良鉆探施工行為,為各級員工營造了一個安全穩(wěn)定的施工環(huán)境;其二,對不規(guī)范鉆探行為制定對應(yīng)的懲罰制度,而對于表現(xiàn)良好的鉆探工作人員則需要機遇一定程度的物質(zhì)獎勵,以此來激發(fā)礦山鉆探的工作積極性與實際效率[8]。

        4 結(jié)語

        綜上所述,本主要結(jié)合了筆者自身多年來相關(guān)的礦山鉆探工作管理經(jīng)驗,首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡要闡述,分析當(dāng)前我國的礦山鉆探工藝,并以“引進技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備”、“提高專業(yè)技術(shù)水平”、“強化監(jiān)管措施”三個大方面為切入點,分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。隨著市場經(jīng)濟體制的不斷深入,未來各行各業(yè)對于煤炭的需求勢必將越來越高,為了滿足各級人民群眾對礦產(chǎn)資源的需求,能源開采開采行業(yè)內(nèi)所有相關(guān)人員都必須積極發(fā)揮自身主觀能動性,利用更加多元化、創(chuàng)新化的角度來優(yōu)化礦山鉆探工藝。如若有需求,甚至可以從國外成功開采案例中汲取有效養(yǎng)分,并結(jié)合自身實際情況來創(chuàng)設(shè)全新的礦山鉆探工藝體系,以此來促進國家能源開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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