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巖心管是如何勘探煤礦的

  巖心管在煤礦勘探中扮演著至關重要的角色,它能夠幫助地質人員深入地下,精準獲取巖石樣本,進而分析地層結構、巖性、礦物組成等信息,為煤礦的開采計劃、礦井設計以及安全措施的制定提供科學依據。以下是巖心管勘探煤礦的詳細步驟:

  一、巖心管選擇

  根據勘探目的、預計的巖層情況等因素,挑選合適規格(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,要依據鉆孔設計要求選用。巖心管材質通常需具備較高的強度和耐磨性,以適應井下復雜的巖石環境。

  二、配套鉆具準備

  準備好與巖心管相匹配的鉆頭、鉆桿等鉆具。鉆頭類型要根據巖石硬度等特性來確定,如在較軟巖石中可選用刮刀鉆頭,在堅硬巖石中則可能需用金剛石鉆頭。同時,準備好連接巖心管與鉆桿的接頭,確保連接牢固且密封良好,防止在鉆進過程中出現脫節、漏水等問題。

  三、鉆機選擇與調試

  選擇適合煤礦井下作業環境的鉆機,例如液壓鉆機等,其應具備合適的鉆進能力、扭矩等參數,能滿足勘探鉆孔的深度和直徑要求。在使用前,要對鉆機進行全面調試,檢查各部件運轉是否正常,液壓系統有無泄漏,操作手柄是否靈活等。

  四、確定鉆孔位置

  由專業的地質技術人員依據煤礦的地質構造資料、已有的勘探成果以及開采規劃等,在井下選定合理的鉆孔位置。鉆孔位置要準確標記,且要考慮到周邊巷道支護情況、通風條件以及對后續開采作業的影響等因素。


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  五、場地清理與支護加固

  對鉆孔施工場地進行清理,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存在薄弱環節,要提前進行加固處理,防止在鉆進過程中因震動等原因引發冒頂、片幫等事故。

  六、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,然后將其與鉆機的鉆桿進行連接,連接過程中要用管鉗等工具擰緊,保證連接的可靠性。

  七、啟動鉆機開孔

  開啟鉆機,以較低的轉速和較小的鉆進壓力進行開孔操作,使鉆頭平穩切入巖層,防止因初始鉆進速度過快、壓力過大導致鉆頭偏斜或損壞巖心管。在開孔階段,要密切關注鉆進情況,及時調整鉆進參數,確保鉆孔的垂直度符合要求。

  八、參數調整與鉆進

  開孔達到一定深度(一般幾十厘米到一米左右,具體根據實際情況確定)且鉆孔穩定后,可適當增加鉆進轉速和壓力,轉入正常鉆進階段。鉆進參數的調整要依據所鉆巖層的硬度、完整性等特性來靈活掌握。

  九、巖心采取

  隨著鉆進的推進,巖心會逐漸進入巖心管內。根據巖心管的長度和鉆進進度,適時停鉆,通過專門的取心裝置(如巖心卡簧等)將巖心從巖心管內取出,做好標記并妥善保存,以便后續的地質分析。

  十、排渣與冷卻

  在鉆進過程中,鉆頭切削巖石會產生大量的巖屑,需要通過沖洗介質(如清水、泥漿等)將巖屑及時排出鉆孔外,防止巖屑堆積影響鉆進效率和鉆頭壽命。沖洗介質同時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。

  十一、測斜與糾偏

  使用測斜儀等儀器定期對鉆孔的軌跡進行測量,監測鉆孔是否出現偏斜情況。若發現鉆孔偏斜超出允許范圍,要及時分析原因并采取相應的糾偏措施。

  十二、終孔與提鉆

  當鉆進達到預定的勘探深度后,進行終孔操作。逐漸減小鉆進壓力和轉速,緩慢將巖心管和鉆具從鉆孔內提出。提鉆過程要平穩,防止損壞鉆孔孔壁。

  十三、鉆孔清理與封堵

  在提鉆后,對鉆孔進行清理,清除孔內殘留的巖屑等雜物,然后使用專門的孔口裝置對鉆孔進行臨時封堵,防止雜物掉入、地下水流入等情況發生。

  十四、巖心分析與報告編制

  將取出的巖心送至專業的地質實驗室進行分析,包括巖石的種類、結構、構造、含煤情況、裂隙發育程度等方面的研究。根據巖心分析結果以及鉆孔施工過程中記錄的各項數據(如鉆進參數、鉆孔軌跡、測斜數據等),整理形成完整的勘探報告,為煤礦的后續開采設計、資源儲量評估以及地質災害預測等提供科學依據。

  綜上所述,巖心管勘探煤礦是一個復雜而精細的過程,需要地質技術人員嚴格按照操作規程進行作業,以確保勘探結果的準確性和安全性。


發布時間:2025-02-07 16:00:38

來源:本站

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