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岩心管在煤矿中的正确使用是一个复杂而精细的过程,涉及多个环节和关键技术点。以下是一份详细的使用指南:
一、前期准备
确定钻孔位置
由专业的地质技术人员依据煤矿的地质构造资料、已有的勘探成果以及开采规划等,在井下选定合理的钻孔位置。
钻孔位置需准确标记,同时考虑周边巷道支护情况、通风条件以及对后续开采作业的影响。
场地清理与支护加固
对钻孔施工场地进行清理,移除杂物、浮煤等,确保施工空间充足且安全。
若钻孔位置周边的巷道或硐室支护存在薄弱环节,需提前进行加固处理,防止钻进过程中因震动等原因引发事故。
岩心管选择
根据勘探目的、预计的岩层情况等因素,挑选合适规格(如直径、长度等)的岩心管。常见的岩心管直径有75mm、108mm等,需依据钻孔设计要求选用。
岩心管材质需具备较高的强度和耐磨性,以适应井下复杂的岩石环境。
配套钻具准备
准备好与岩心管相匹配的钻头、钻杆等钻具。钻头类型需根据岩石硬度等特性来确定,如较软岩石中可选用刮刀钻头,坚硬岩石中则可能需用金刚石钻头。
确保连接岩心管与钻杆的接头牢固且密封良好,防止钻进过程中出现脱节、漏水等问题。
钻机选择与调试
选择适合煤矿井下作业环境的钻机,如液压钻机等,其应具备合适的钻进能力、扭矩等参数,能满足勘探钻孔的深度和直径要求。
在使用前,对钻机进行全面调试,检查各部件运转是否正常,液压系统有无泄漏,操作手柄是否灵活等。
二、钻进过程
安装岩心管与钻头
将选择好的岩心管一端通过接头牢固连接上合适的钻头,然后将其与钻机的钻杆进行连接,连接过程中要用管钳等工具拧紧,保证连接的可靠性。
启动钻机开孔
开启钻机,以较低的转速和较小的钻进压力进行开孔操作,使钻头能平稳地切入岩层。
防止因初始钻进速度过快、压力过大导致钻头偏斜或损坏岩心管等情况发生。
在开孔阶段,需密切关注钻进情况,及时调整钻进参数,确保钻孔的垂直度符合要求。
参数调整与正常钻进
开孔达到一定深度(一般几十厘米到一米左右,具体根据实际情况确定)且钻孔稳定后,可适当增加钻进转速和压力,转入正常钻进阶段。
钻进参数的调整需依据所钻岩层的硬度、完整性等特性来灵活掌握。
使用测斜仪监测
使用测斜仪等仪器定期对钻孔的轨迹进行测量,监测钻孔是否出现偏斜情况。
记录数据
记录每次测斜的数据,绘制钻孔轨迹图,以便直观了解钻孔在岩层中的走向。
岩心采取
随着钻进的推进,岩心会逐渐进入岩心管内。根据岩心管的长度和钻进进度,适时停钻,通过专门的取心装置(如岩心卡簧等)将岩心从岩心管内取出。
常见的取心方法包括卡料卡取法、卡簧卡取法、干钻卡取法和沉淀卡取法等,需根据具体情况选择合适的方法。
排渣与冷却
通过冲洗介质(如清水、泥浆等)将岩屑及时排出钻孔外,防止岩屑堆积影响钻进效率和钻头寿命。
冲洗介质同时还能起到冷却钻头的作用,避免钻头因过热而磨损加剧甚至损坏。要合理控制冲洗介质的流量和压力。
异常情况处理
密切关注钻机、岩心管以及其他钻具的运行情况。
在钻进过程中若听到异常的声响,如撞击声、摩擦声等,要立即停钻检查,查看是否存在岩心管变形、钻具磨损严重或者部件松动等问题。
三、终孔操作与后续工作
平稳提钻
当钻进达到预定的勘探深度后,逐渐减小钻进压力和转速,平稳将岩心管和钻具从钻孔内提出。
防止因突然提拉导致岩心管内的岩心掉落或者损坏钻孔孔壁。
钻孔清理与封堵
提钻后,对钻孔进行清理,清除孔内残留的岩屑等杂物。
使用专门的孔口装置对钻孔进行临时封堵,防止杂物掉入、地下水流入等情况发生。
岩心保存与分析
取出的岩心需及时进行保存,防止其受到污染或损坏。保存时需标注其来源、深度等信息。
将岩心送至专业的地质实验室进行详细分析,获取相关地质信息。
整理勘探报告
根据岩心分析结果以及钻孔施工过程中记录的各项数据(如钻进参数、钻孔轨迹、测斜数据等),整理形成完整的勘探报告。
绘制相应的地质剖面图、煤层分布图等图纸,为煤矿的后续开采设计、资源储量评估以及地质灾害预测等提供科学依据。
综上所述,岩心管在煤矿中的正确使用涉及多个环节和关键技术点,需要操作人员具备丰富的经验和专业知识。同时,在使用过程中需严格遵守安全操作规程和设备使用说明,确保作业安全高效进行。