煤田地质钻探中的问题及对策 冯本存

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:冯本存
[导读] 摘要:回顾历史,煤炭行业的贡献令我国取得如今辉煌的经济发展水平,但同时,由于我国地质的缘故令煤矿资源一般分布在地下深层,这给煤炭资源的开采提出了更大挑战。
        安徽省煤田地质局第二勘探队
        摘要:回顾历史,煤炭行业的贡献令我国取得如今辉煌的经济发展水平,但同时,由于我国地质的缘故令煤矿资源一般分布在地下深层,这给煤炭资源的开采提出了更大挑战。必须加强对煤田地质钻探技术的重视,及时解决钻探过程中的问题,才能在实际操作中在安全施工前提下提高钻探工作质量。下面本文就对钻探技术在应用中遇到的问题及解决措施进行一番论述,希望抛砖引玉,令我国在地质钻探工作中取得更大进展。
        关键词:煤田;地质钻探;问题;策略
        引言:在煤炭开采过程中,地质钻探的重要性无须赘述,只有加强对这项复杂工作的重视程度,细致分析其中存在的各种问题,才能因地制宜找出相应对策,从而降低安全事故发生率,保护钻探人员人身安全,这对响应煤炭行业安全生产的号召具有重大意义。
        1 煤田地质钻探概述
        1.1钻探技术
        在以往煤田钻探工作中,一般是利用硬质合金或铁砂来进行钻探,这种方法缺陷很大,采煤效率也非常低。随着科技进步,煤田钻探技术也有了很大改进,如运用金刚石进行钻探、绳索取芯钻探等技术相继问世,这对采煤效率的提升具有极大推动作用。
        1.2钻进技术
        我国煤炭资源分布广泛,但其中的大部分都深埋于地下,其开采过程受地质因素影响很大。为探明地质条件,必须提高应对各种地质问题的钻进技术。目前,我国主要应用一下三种钻进技术进行探矿工作。一是空气泡沫钻探技术,一般来说,在干旱缺水地区该方法更为适用,但在钻进过程中若遇到采空区或空巷时会大大影响钻进效率。二是潜孔锤反循环钻进技术,该技术对于深层次高压采煤效果显著,且可以实现连续作业。三是水力冲击旋挖钻进技术,该技术在解决中、高强度岩层勘探工作中能够大显身手。
        2 煤田地质钻探工作中尚待解决的问题
        2.1水敏性地层护壁问题
        据分析,我国煤田大部分处于沉积岩与水敏性地层中,就在沉积岩层中进行地质钻探工作来说,因岩层内受力的不平衡性,在钻探工作中一旦对某一点增加了重力就极容易令岩层发生孔壁垮塌或者掉块等问题。而水敏性地层因相对薄弱,当受到钻具应力时,容易出现孔壁剥落等问题,且这种地层中若含有大量泥浆,也容易令孔壁出现膨胀。
        2.2工作人员缺乏专业知识
        在煤田钻探工作中,施工人员工作在一线,其自身对于专业知识的掌握程度直接影响着钻探工作质量。若施工人员专业能力不足,就无法在工作中完成事故预判,甚至当发生孔内事故时,无法做出及时、准确的应对,从而令事故出现扩大态势,使企业蒙受巨大经济损失。近些年经常有因施工人员专业知识不足而导致孔内事故的报道。
        2.3材料与设备质量问题
        目前,我国在煤田地质钻探工作中经过逐年积累已具备了相对丰富而先进的钻探技术,但受限于资金情况,一些煤炭企业在选择施工设备与材料时有所顾虑,或者在材料与设备进场前,没能对其进行严格的复核,导致施工中所用的材料、设备等不符合施工要求。这样一来,就极容易发生诸如钻头断裂等问题,从而导致而施工质量受到影响。
        3 提高煤田地质钻探工作质量的策略
        3.1.针对水敏性地层护壁问题的策略
        水敏性地层护壁问题的产生是受自然因素影响,但在进行煤田地质钻探时不能任由这一问题肆虐。一般来说,可将一些泥浆糊在壁面上,以形成保护皮,解决地层护壁受力时发生的膨胀与泥浆失水等问题,防止出现安全事故。

而进入新世纪以来,各种现代工艺取得了极大进展,在煤田钻探工作中也应用了很多新材料,将其与水泥浆进行混合,从而更好地处理水敏性地层护壁脆弱的问题,可以说这一结果是各种技术发展所起到的综合作用。运用添加先进材料这一技术,在处理破碎地层的过程中具有更大优势。如运用脲醛树脂水泥球封堵技术就可有效解决孔壁掉块、 垮塌等问题,并可有效防止孔壁渗水。在实际进行煤田钻探工作时,应因地制宜,针对煤矿具体地质情况选择添加材料,以便令钻探工作进行得更加顺利。
        3.2针对煤田地质钻探孔内事故的策略
        在煤田地质钻探工作中,会发生各种孔内事故,对这些问题进行分析,可总结出以下几种处理措施:一是打捞,当孔内出现脱口、掉钻等事故就需要用到这种方法,这也是使用率最高的一种处理孔内事故的方法,需要使用公母矢锥、打捞器、卷扬机等工具。在实际操作时,应注意孔径大小及掉落物品质量合理选择打捞器具与打捞方法。二是扫孔,运用这种方法时,需要在钻孔过程中结合用水泵注水的形式进行,当孔内出现掉孔卡钻、脱孔等情况时,通常应用这种方法。三是冲孔,当在孔内出现障碍物令钻探工作受阻时,该方法可以有效解决,同时也能够处理埋孔事故。通过冲洗技术可清除障碍物,令后续钻探工作顺利进行下去。除了上述几种方法,还可运用切割、引拔等几种方法处理地质钻探工作中遇到的问题,在实际工作时,应根据孔内事故复杂程度灵活选用处理方法,必要时可结合多种方法进行处理。
        3.3安全事故预防与判断
        在煤田钻探工作中,会因人员疏忽问题而导致多种事故,因此相关人员除了要加强自身专业技能外,还要能够对安全事故具有一定预判能力。在进行预判工作时,应注意观察钻探工作各项影响因素。如应在钻探工作进行之前严格检查钻探工具,并定期对升降机进行保养,还要注意使用泥浆的稀稠问题,一旦发现不利因素应立即处理,防止延误后续施工。此外,工作人员还要能够有效预判孔内事故,尽量将发生事故的概率降到最低,通过细致观察,工作人员可准确掌握每一次钻探工作所用的钻具数量、规格、组合排列以及钻探深度等情况,这样一来,即使无法完成预判,也能在事故发生后准确找出事故原因,从而进行及时处理,避免给企业造成更大损失。总之,钻探工作应尤其注意安全性,工作人员应在每次钻探工作前,从钻塔开始仔细检查每个部件情况直到钻底为止,这对预防安全事故具有非常重要的作用。
        3.4应用高新技术手段
        3.4.1高密度电阻率技术
        在常规电法的基础上发展出来的高密度电阻率技术是一种更加先进的地质勘探手段,工作人员在拟勘探地点施加一定强度电场,通过专业仪器实时监测传导电流的变化与分布情况,从而精确确定一些参数,完成对煤田中各种差异性因素及性质的分析。
        3.4.2浅层分辨反射波勘探技术
        这也是对煤田性质进行判断的一种技术手段,该技术能够利用多种类型的介质波,通过不同物质反射波的不同,从而对煤田内阻抗信息进行收集,相关工作人员再综合煤田其他情况进行充分分析,就可以明确预判地下煤层相关信息。
        结束语:综上,不难看出在煤炭生产过程中钻探工作的复杂性与危险性,对此,煤炭企业应充分认识到这一工作的重要性,在工作中不断进行总结,分析可能引起安全事故的原因,并通过引进先进钻探技术、解决孔内事故、解决水敏性地层护壁等措施来提高钻探施工质量,为我国煤炭行业发展添砖加瓦。
        参考文献:
        [1]张俊涛. 煤田地质勘探中存在的问题及对策[J]. 环球人文地理, 2017, 07(No.307):143-143.
        [2]夏显阳. 煤田地质勘探中存在的问题及解决措施[J]. 中国资源综合利用, 2019, v.37;No.395(10):185-187.
        [3]邓克能. 煤田地质钻探勘查常见问题及应对策略[J]. 华东科技(综合), 2019(3):0316-0316.
        [4]刘学新, 訾庆龙, 孙晓. 煤矿地质钻探中的关键问题分析[J]. 名城绘, 2020(4):0476-0476.
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