淺析小H 徑繩索取心偏斜補煤技術的研究與應用

淺析小H 徑繩索取心偏斜補煤技術的研究與應用

以黑龍江省七台河國有礦山深部詳查 S K _ -44 號孔補煤應用為例

許 長 順

(黑龍江省煤 田地質一一 0 勘探 隊 ， 黑龍 江 雙鴨山 155100 )

摘 要 ： 在鑽探施 工中， 由於某種原 因， 往往取 出的岩煤心采取率不夠或打丟煤層 ， 嚴重影響對煤炭資源的評 價， 甚至可能造成鑽

孔報廢 。 因此 ， 在岩煤心采取率不足 、 質量不符合要求或打丟煤層的孔段 ， 必須進行補取岩煤心工作 。 我隊在七 台河國有礦山新興

區(一期 )深部煤炭詳查 SK一 44 號孔在終孔物探測 井時 ， 發現在 469. 90m 至 471. 45m 將 39 號煤層有 0. 80m 厚的可采煤層被 打丟 ，

根據孔深位置， 研究和加工符合施工要求的偏斜器， 並按操作程序將偏斜器下到指定位置， 並在小孔徑偏斜補取煤芯一次獲得成

功 ， 取得 了較好的地質技術要 求及經濟效益。

關鍵詞 ： 偏斜 器; 偏斜 ; 補煤

在煤 田地質勘探施工 中， 采用偏斜 技術處理打丟打薄可采煤層

等質量問題 ， 能取得較好的地質成果和經濟效益 。現結合 工程施工

實例 ， 淺析小孑 L徑偏斜工藝技術的研究與應用 。

眾所周知 ， 剛到一個新 的勘探區施工 ， 對地層變 化情 況不甚了

解 ， 加上鑽機在施 _ 丁中一味的追求進尺 ， 極易打丟或打薄可采煤層 。

因此 ， 在避免工程量報廢的情況下 ， 補打斜 孔補救 打丟或打薄可采

煤層顯得極其重要 。

1 鑽孑 L結構

該勘探區 SK 一 44 號孔設計孔 1430m ， 一開采用 q~130r nm 三翼無

芯合金鑽 頭開孑 L至 29. 95m 處見較完整岩石後 ， 下入 q~ 95m m x5 套管

12. 90m ，上部連接 t pl08m m x5 套管 4. 50m 二開換 q o80m m 金剛石繩

索取 心鑽進至 l512. 80m 終孔。

2 施工設 備

采用 H X Y 一 6B 1 I 型液壓鑽機 ， 6135 型發 電機組 ， SG23 管 鑽塔 ，

BW 一 250/ 60 型泥漿泵 。

3 偏斜器的選擇與加工

SK 一 44 號 孑 L號孔 於 2010 年 6 月 20 日開工至 2010 年 9 月 30

日竣工 ， 但在終孑 L物探測井時 ， 發 現在 469. 90m 至 471. 45m 將 39 號

0. 80m 厚的可采煤層被打丟 ，按照鑽孔設計任務書要求必須補取煤

芯 ， 這也是我 隊從 2009 年推廣小 口徑繩 索取心第一次在 q~80m m 直

徑的鑽孑 L中補取煤芯 ， 剛開始下人常規的偏芯管 (用 q ~73m m 岩芯管

加_ T 的)， 楔麵材料用汽車弓子煆成月牙形圓楔麵 ， 偏芯管下部割成

鋸齒形狀 ， 鋸齒要大些 ， 這樣鋸齒插 人隔離物 中才能卡牢偏芯管 ， 使

鑽進中不至於改變方位 。但在該孔補煤過程中 ，由於鑽杆連接的

q o75m m 苞米鑽頭在偏 芯楔斜麵處不易偏斜 ，加 之較 長時間偏斜鑽

進 ， 造成偏芯楔斜麵被鑽穿 ， 導致無法繼續偏斜鑽進 。 後來經多次研

究我們采用直徑 q~ 78m m x1. 20m 的元鋼加工 ，將楔麵斜 度控製在 5

度之內， 同時偏芯楔楔麵長度控製在 0. 90m 為宜 ， 將楔麵刨成月牙

形 ， 並將楔頂製成 向外徑方 向略微彎一些 ， 便宜於造斜鑽頭(q~ 75m m

苞米鑽頭 )可進入 月牙形 圓楔麵 內， 保證鑽具順月牙形 圓楔麵方 向

鑽進 ， 但在月牙兩端需用手持砂輪機將棱角磨光 ， 避免上下鑽 和造

斜鑽頭在回轉時相互刮動 ， 防止偏斜器發生位移。

4 補取煤芯前 的準備工作

4. 1 架橋

4. 1. 1 在“ 架橋” 位置以下 的原鑽孔按封孔要求進行封 閉， 然後 ，

為保證一次牢固托住偏斜器 ，先用長 3— 3. 50m 的 q~ 73m m 岩芯管下

部裝入 1— 2 股長約 190m m 對折的 6"37D 型單股鋼絲繩 (37 根 )裝

入岩芯管 ， 岩芯管上部依次裝入穀草和長度大 於或小於鑽孑 L直徑的

廢岩芯 ， 然後送入預定位置 ， 用泥漿泵將岩芯管內的鋼絲繩 、 穀草和

廢岩芯一同鼓入孑 L內， 這時利用鋼絲繩張力和穀草膨脹力 ， 將廢岩

芯托住 ， 然後上鑽再下人專門的搗實鑽具進行墩實 ， 達到能夠托重

2 噸以上為止， 以保證偏斜器定位牢固不下竄， 證明“ 架橋” 成功。

4. 1. 2 下偏斜器前 ，可選用和偏斜器同徑 同長 的鑽具透孑 L 1— 2

次 ， 待暢通無阻後 ， 方把偏斜器下到“ 架橋” 位置。

4. 1_3 下偏斜器時速度要慢， 防止遇阻剪斷銷釘 ， 如遇阻必須 提

鑽透孔 。

4. 1- 4 快到孑 L底時 ， 應緩緩 下到孔底 ， 量準機上餘 尺 ， 確定無 誤

後 ， 卡緊立軸加壓 ， 剪斷銷釘(一般用 M 12一 M 14 銷釘 )。

4. 2 偏斜鑽具

4. 2. 1 下錐形占頭擠壓楔頂 ： 其作用是可使楔子頭靠 緊孑 L壁 ， 便

於造斜鑽頭可靠進人月牙形 圓楔麵內。

4. 2. 2 下偏斜鑽具組合為造斜鑽頭 (q o75m m 苞米鑽頭 )+q o50m m

鑽杆。 造斜鑽頭一般采用硬質合金鑽頭 ， 無外 出刃 ， 有利於導向和不

易鑽壞月牙形圓楔麵 。

5 補取煤芯

5. 1 偏斜鑽進 ： 偏斜鑽具到底後 ， 開車慢轉 ， 中泵量 ， 鑽 進參數

為 ： 轉速 75— 10Of/ r a i n ， 鑽壓 4— 5kN ， 泵量 100 — 120L/ m in， 此時要注意

孑 L內情況 ， 防止霸車鑽壞月牙形圓楔麵。 鑽進到楔麵的一半後 ， 若鑽

進平 穩 ， 鑽 進參數應調整 為正常參數 ， 轉速可達 150r/ m in， 按 壓 7—

9kN ， 泵量 150— 200L/ r a i n ， 若導斜處岩石 比較軟 ， 操作 時要嚴加控製 ，

進尺不宜過快 ; 鑽進時要經 常提動 ， 以便修 正孑 L壁 ， 增大孑 L徑 ， 減少

鑽進阻力 ， 鑽完月牙形 圓楔麵(偏 芯楔楔麵 )後 ， 再延伸鑽進 0. 10—

0. 20m ， 偏斜鑽進結束 ， 可換為預定 口徑鑽進。

5. 2 在偏芯楔斜麵以下 0. 10— 0. 20m 處 ， 依次換用 0. 20m 、 0. 30m 、

0. 50m 、 0. 80m 長的 q~ 73m m 岩芯管連接 q~ 80m m 硬質合金有心鑽頭鑽

進 ， 確認 已見完整岩石後 ， 逐 漸加 長 q~ 73m m 岩 芯管 ， 待接 近煤層頂

板換 $75 繩索取心鑽具來補取煤芯 ，此次偏斜補取煤芯僅用 32 小

時時間 ， 而且補取煤芯質量達到地質設計要求。

6 偏斜孔鑽進注意事項

6. 1 偏斜孔鑽進中卡取岩芯要牢靠 ，提鑽取芯時要嚴格 防止岩

芯脫落 ， 以免在掃芯過程 中掃出新孔或掃壞偏斜器。

6- 2 偏斜孔鑽進中升降鑽具時 ，要嚴防跑鑽 ，若偏斜處遇阻不

下 ， 應上提鑽具活動慢下 ， 嚴禁猛墩 和開車猛掃。如仍不能下入 ， 應

提鑽換錐形鑽頭 ， 修整偏斜 口。

6. 3 下入的偏斜器 ， 必須保證下到預定位置 ， 並且下一些河沙或

其他卡料牢 固卡死 ， 防止鑽進中變 向而找不 到新孑 L。

6. 4 偏斜鑽進上下鑽具 時， 鑽頭及岩芯管經過偏芯管位置時 ， 應

放慢速度 ， 勻速上下 ， 不能超之過急。

7 地質經濟技術效果

SK一 44 號鑽孑 L通過偏斜器進行偏斜鑽進 ， 取得 了很好的地質資

料 ， 經過偏 斜器偏斜補救煤層 ， 使本孑 L煤芯采取率 由原 來的 70. 2%

提高到 95. 5%， 完全達到地質設計要求， 該孑 L經綜合驗收被評為甲

級 孔 。

通過偏斜鑽進補救煤層證明 ，這種采用直徑 q~ 78m m x1. 20m 的

元鋼加工成的月牙形偏斜器 ，在小 口徑繩索取心偏斜工藝技術 上 ，

不僅技術可靠， 工藝簡單， 自行加工方便， 為煤岩芯能以低成本予以

補救 ， 造價相對較低 ， 施 工速度快 ， 保證了鑽孔 質量 ， 更沒 有報廢工

程量 ， 挽回了一定的經濟損失 ， 同時也加快了勘探 區整體施工進度。

影響邊坡穩定的因素是很複雜的， 可以歸納為自然因素和技術因素。 前

者是指邊坡地質 晴況 、 岩性 、 軟弱帶 、 斷層 、 節理和其它地質不連續麵的

出現率 、 位置 、 方向和產狀I 邊坡岩石的力學性質 ， 如岩石的原始強度和

變動於地質不連續麵的抗剪強度 ， 地下水和地震的影響。 後者是指露天

采場設計和生產的各項技術參數是否合理 ， 礦山服務年限， 爆破技術 以

及邊坡管理和防治等。

4 結束語

一

6 一

總之， 露天煤礦排土場邊坡的穩定受地理環境、 天氣氣候等多重因

素影響。 所以邊坡的穩定性判斷也要全麵考慮其影響因素， 才能取得最

大的經濟效益和社會效益。

參 考文獻

【 l 】 鄧清祿. 斜坡 變形構造【 M 】 . 武漢： 中國地質大學 出版社.

『 21陳殿 強， 辛立武. 本鋼歪頭山礦排土場穩 定性評價[ M ] . 沈陽： 東北大

學出版社