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在煤矿开采这一复杂且充满挑战的领域,岩心管扮演着举足轻重的角色,堪称煤矿作业的得力助手。
从物理特性上看,岩心管一般为环形断面的圆管,多采用铁、钢等材质制成,拥有较强的抗压、抗扭曲能力,能适应恶劣的地下环境。在煤矿开采时,井壁随时面临着坍塌的风险,一旦坍塌,不仅会阻碍开采进程,更会对矿工的生命安全造成严重威胁。而岩心管被固入井眼后,就如同给井壁撑起了一道坚固的防护伞,能够有效稳定井壁,大大降低坍塌事故的发生几率。
煤矿地层结构复杂,不同地层间的液体若发生对流,会干扰正常开采,还可能引发其他安全问题。岩心管可以像忠诚的卫士一样,将不同地层隔离开来,防止地层间液体的对流,从而保障打钻过程中地层液体和压力的稳定可控。比如在一些富含地下水的煤矿区域,若没有岩心管隔离,地下水可能会大量涌入开采区域,造成淹井等严重事故,有了岩心管,就能避免这种情况发生。
另外,当煤矿井下存在瓦斯等有害气体时,岩心管还能辅助进行气体探测与排放,及时发现并处理潜在危险,为安全生产筑牢防线。在煤矿开采的每一个环节,岩心管都默默发挥着关键作用,保障着作业的顺利进行和人员的安全。正因岩心管如此重要,掌握其快速使用方法就显得尤为关键,这不仅能提高开采效率,还能进一步保障煤矿作业的安全与稳定。
前期准备:万事俱备,快速开端
岩心管的规格丰富多样,从常见的73mm、89mm、108mm到127mm等不同管径,它们在煤矿作业中各自发挥着独特作用。材质上,常见的有DZ40、R780等,不同材质有着不同的强度、韧性和耐腐蚀性。在煤矿开采中,地质条件复杂多变,不同的地质条件对岩心管的要求也截然不同。在地质结构稳定、岩石硬度较低的煤矿区域,选择普通材质和常规规格的岩心管即可满足需求,这样既能保证作业的顺利进行,又能降低成本。而在岩石硬度高、地质结构复杂,如存在断层、破碎带的区域,就需要选用高强度、抗挤毁性能好的岩心管,像材质为R780、管径较大的岩心管,才能承受住复杂地层带来的压力,确保钻孔的稳定和安全。
钻孔深度同样是选型时不可忽视的关键因素。浅孔钻探时,对岩心管的抗压要求相对较低,可以选择较轻、较细的岩心管,便于操作且成本较低。当钻孔深度超过1000米,进入深孔钻探时,岩心管需要承受更大的压力和摩擦力,此时就必须选用高强度、厚壁的岩心管,以保障其在长时间、高压力的作业环境下不发生变形、破裂等问题。
煤矿井下的压力环境也对岩心管的选型有着重要影响。在高压区域,岩心管要具备良好的密封性能和抗压能力,防止因压力过大导致管体损坏或密封失效,从而影响整个开采作业。所以,根据煤矿的地质条件、钻孔深度、压力等因素精准选择岩心管,是实现其快速使用的重要前提,为后续的高效作业奠定坚实基础。
工具与材料,一个都不能少
在安装岩心管时,一系列专业工具和材料是必不可少的。钻机作为核心工具,就像是战场上的“重型武器”,它的作用是提供强大的动力,驱动岩心管旋转并钻入地下。不同类型的钻机适用于不同的工况,如手持式钻机操作灵活,适用于小型煤矿或浅孔作业;而大型的车载钻机则动力强劲,能够满足深井、复杂地质条件下的钻探需求。在选择钻机时,要根据实际作业情况,确保其功率、扭矩等参数与岩心管的规格和作业要求相匹配,这样才能高效地将岩心管送入预定位置。
扳手也是安装过程中常用的工具,它主要用于拧紧或松开岩心管的连接部位,确保连接的牢固性。不同规格的岩心管需要配备相应尺寸的扳手,以保证操作的精准和力度的合适。如果扳手尺寸不合适,可能会导致连接部位松动或过紧,影响岩心管的正常使用,甚至引发安全事故。
水泥在岩心管安装中扮演着“稳固基石”的角色,用于固定岩心管,增强其稳定性。在选择水泥时,要考虑其凝固时间、强度等性能。一般来说,应选用凝固速度适中、早期强度高的水泥,这样既能保证在短时间内使岩心管固定到位,又能确保其在长期使用过程中不会因水泥强度不足而出现松动。在使用水泥时,要严格按照配比要求进行搅拌,确保水泥浆的均匀性和质量。同时,要注意水泥的储存条件,避免受潮结块,影响其使用性能。
快速安装:分秒必争的实操技巧
高效钻孔,为岩心管安家
钻孔作为安装岩心管的首要步骤,其质量直接关乎后续作业的成败,犹如建造高楼时打地基,只有地基稳固,高楼才能屹立不倒。在钻孔过程中,角度控制是关键要点之一。一般来说,煤矿井下的钻孔需保持垂直向下,角度偏差应控制在极小范围内,通常要求顶角偏斜每100米不超过2度。这就如同射箭,必须瞄准靶心,稍有偏差,箭就会偏离目标。若钻孔角度出现较大偏差,岩心管下入时可能会碰壁,无法顺利到达预定位置,导致安装失败,严重时甚至需要重新钻孔,极大地浪费了时间和资源。
深度控制同样不容忽视,需严格按照设计要求进行。在实际操作中,可利用钻机上的深度测量装置,如计数器、传感器等,实时监测钻孔深度。每钻进一定深度,都要进行精准测量和记录,确保深度符合设计标准。比如在一个深度设计为500米的钻孔作业中,每钻进50米就需进行一次深度校验,以保证最终钻孔深度与设计深度误差不超过规定范围,一般控制在±0.5米以内。
钻孔的垂直度和平整度也至关重要。为保证垂直度,在钻机安装时,要确保钻机平台水平,立轴垂直。可使用水平仪、经纬仪等工具进行测量和调整,使钻机平台的水平度误差控制在±1度以内。在钻进过程中,要随时关注钻机的运行状态,若发现钻机有晃动、偏移等异常情况,应立即停止钻进,检查并调整。对于钻孔的平整度,要避免出现台阶、凹凸不平等问题,这就要求钻头在钻进时保持稳定的转速和均匀的压力,避免忽快忽慢、忽大忽小。同时,要定期检查和更换磨损的钻头,确保钻头的切削刃锋利,以保证钻孔壁的平整光滑。只有做好这些细节,才能为岩心管的顺利安装创造良好条件。