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巖心管在煤礦中的使用方法是一個復雜而精細的過程,涉及多個步驟和關鍵技術。以下是對巖心管在煤礦中使用方法的詳細闡述:
一、前期準備
?確定鉆孔位置?:由專業(yè)的地質(zhì)技術人員依據(jù)煤礦的地質(zhì)構造資料、已有的勘探成果以及開采規(guī)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(xù)開采作業(yè)的影響等因素。
?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(huán)節(jié),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(fā)冒頂、片幫等事故。
?設備選擇與調(diào)試?:
?巖心管選擇?:根據(jù)勘探目的、預計的巖層情況等因素,挑選合適規(guī)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(jù)鉆孔設計要求選用。巖心管材質(zhì)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(huán)境。
?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(jù)巖石硬度等特性來確定,像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(xiàn)脫節(jié)、漏水等問題。
?鉆機選擇與調(diào)試?:選擇適合煤礦井下作業(yè)環(huán)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(shù),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(diào)試,檢查各部件運轉是否正常,液壓系統(tǒng)有無泄漏,操作手柄是否靈活等。
二、安裝與鉆進
?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。
?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,這樣做是為了使鉆頭能平穩(wěn)地切入巖層,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等情況發(fā)生。在開孔階段,要密切關注鉆進情況,及時調(diào)整鉆進參數(shù),確保鉆孔的垂直度符合要求。
?參數(shù)調(diào)整與正常鉆進?:開孔達到一定深度(一般幾十厘米到一米左右,具體根據(jù)實際情況確定)且鉆孔穩(wěn)定后,可適當增加鉆進轉速和壓力,轉入正常鉆進階段。但鉆進參數(shù)的調(diào)整要依據(jù)所鉆巖層的硬度、完整性等特性來靈活掌握。
?使用測斜儀監(jiān)測?:使用測斜儀等儀器定期對鉆孔的軌跡進行測量,監(jiān)測鉆孔是否出現(xiàn)偏斜情況。若發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜超出允許范圍(不同勘探要求有不同的偏斜標準,一般每百米鉆孔偏斜角度有相應限定),要及時分析原因,可能是由于巖層軟硬不均、鉆機安裝不平或者鉆進參數(shù)不合理等因素導致,然后采取相應的糾偏措施,如調(diào)整鉆進方向、改變鉆進參數(shù)等。
?記錄數(shù)據(jù)?:記錄每次測斜的數(shù)據(jù),繪制鉆孔軌跡圖,以便直觀了解鉆孔在巖層中的走向,為后續(xù)的地質(zhì)分析和勘探結果解讀提供準確依據(jù)。
三、巖心采取與保存
?巖心采取?:隨著鉆進的推進,巖心會逐漸進入巖心管內(nèi)。同時,根據(jù)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(nèi)取出。常見的取心方法包括卡料卡取法、卡簧卡取法、干鉆卡取法和沉淀卡取法等,需根據(jù)具體情況選擇合適的方法。
?巖心保存?:取出的巖心需要及時進行保存,以防止其受到污染或損壞。保存巖心時,要標注其來源、深度等信息,以便后續(xù)的分析和研究。
四、后續(xù)處理
?鉆孔清理與封堵?:在提鉆后,要對鉆孔進行清理,清除孔內(nèi)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(fā)生,同時也為后續(xù)可能的進一步觀測或測試做好準備。
?巖心分析?:將取出的巖心送至專業(yè)的地質(zhì)實驗室,由地質(zhì)技術人員對巖心進行詳細的分析,包括巖石的種類、結構、構造、含煤情況、裂隙發(fā)育程度等方面的研究,通過顯微鏡觀察、化學分析等多種手段獲取相關地質(zhì)信息。
?整理勘探報告?:根據(jù)巖心分析結果以及鉆孔施工過程中記錄的各項數(shù)據(jù)(如鉆進參數(shù)、鉆孔軌跡、測斜數(shù)據(jù)等),整理形成完整的勘探報告,繪制相應的地質(zhì)剖面圖、煤層分布圖等圖紙,為煤礦的后續(xù)開采設計、資源儲量評估以及地質(zhì)災害預測等提供科學依據(jù)。
綜上所述,巖心管在煤礦中的使用方法涉及多個環(huán)節(jié)和關鍵技術點,需要操作人員具備豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識。同時,在使用過程中要嚴格遵守安全操作規(guī)程和設備使用說明,確保作業(yè)安全高效進行。