低固相泥漿在煤田鉆探中的應用研究

袁萌萌

[摘要]煤田開采項目的安全性以及事故發生率不僅關系著工程進度以及質量，更關乎國家財產以及工人的生命安全，所以如何減少煤田鉆探施工事故的發生率是每個施工隊都在思考以及研究的問題。本文以某礦區煤田鉆探活動的實際情況為研究對象，全面的介紹了低固相泥漿在該煤田鉆探中的應用。

[關鍵詞]低固相泥漿 鉆探 應用

[中圖分類號] P641.4+61 [文獻碼] B [文章編號]1000-405X（2014）-7-197-1

0引言

近些年來，由于政府以及社會的大力關注，我國的煤田開采項目在安全性保障上得到了一定的提高，但是與安全達標水平仍然存在著較大的差距。產生這種現象的原因主要集中在礦區特殊的地形情況以及護臂保障措施等等，這就使得在安全事故發生的過程中鉆孔孔壁的坍塌、縮徑等現象發生頻繁，不僅影響了整個工程的施工進度以及施工質量，對于人力以及物力的耗費也是相當大的。針對這個問題，我國眾多煤田鉆探施工隊對于不分散低固相泥漿進行了反復的測試以及總結，獲得了較為理想的施工效果。本文就是根據施工隊在某礦區開展的某煤田鉆探活動的實際情況，對低固相泥漿的應用給予了全面、細致的介紹。

1某煤田地層特征及其對鉆探的影響

本文介紹的煤田所處的地理環境較為特殊，經常伴有強烈的構造運動出現，也就是常說的地震現象，所以整個巖層形成斷裂、褶皺的地表形態，進而使煤系地層巖石的完整性遭到了嚴重的破壞。

（1）以風化泥巖以及砂巖為代表的大塊巖石之間不能形成很好的粘連作用，換句話說就是彼此之間幾乎沒有膠結力，這使得當鉆頭正式工作的時候非常容易造成鉆孔坍塌以及埋鉆等危險事故的發生；（2）斷層破碎帶本身的巖石硬度差，當由于鉆頭等機械設備產生機械振動的時候，同樣會引起坍塌、埋鉆以及巖石活動甚至掉落的現象；（3）巖石的堅硬程度不能保持相同的狀態，這就非常容易產生由巖石軟硬程度的變化導致的工程事故的出現，諸如坍塌、縮徑等等；（4）由于該煤層的組成物質主要是由顆粒狀的粉煤組成，形態細小、分散，粘連作用較差，在遇到機械振動或者水源的侵蝕之后會造成坍塌現象。

2某煤田鉆探主要難題與對策

針對上文所介紹的該煤田的地層特征，筆者對于該煤田所存在的關于鉆探工作的問題進行了總結：鉆孔鉆進工作的效率不高，鉆進質量差；人力與物力耗費大，鉆孔內事故發生頻繁；孔壁不穩固，保護措施差。

根據總結該煤田主要施工隊伍所提供的資料數據之后可以看出，在該煤田，施工隊伍所引起的工程事故主要有坍塌以及埋鉆兩個類型，而引起這些事故的原因則主要是由護壁措施的設置不合理、沖洗液的選擇以及使用不當等等。事故給施工隊伍的工作生產帶來了極大的影響，純鉆時間低下，臺月效率最低時甚至降到了50m。

面對該煤層的地層特征以及施工的實際情況，施工隊決定在現有的金剛石繩索取心鉆進模式之上，把鉆頭鉆進的主要泥漿的類型改成低固相泥漿，這是因為低固相泥漿在保持護臂的穩定性、加強煤粉膠粘性等方面都具有非常大的作用，除此之外也可以防止鉆桿內結垢現象的出現。

3不分散低固相泥漿的選配與應用

3.1配方及性能。經過長時間大量的實驗以及數據的記錄、分析，不分散低固相泥漿的主要原材料最終被確定：人工納土，水解聚丙烯酰胺，鈉羧甲基纖維素等等。

3.2現場應用及效果。為了獲得更多的實際經驗以及資料信息，施工隊把該煤田分成了若干個小的施工區，并對施工區的低固相泥漿的使用進行實時監控。通過監控可以發現，不分散低固相泥漿所具有的作用是非常明顯的，它對于工程工作效率的提升以及事故發生率的減小有著很大的幫助。以下是對于該煤田一個典型施工區使用不分散低固相泥漿的實際情況分析：孔深513. 32 m 見粘土層，當施工到519 m 時，由于粘土層縮徑嚴重，無法繼續施工。在分析孔內情況后，使用了低固相泥漿，并加大粘土與CMC 的加量。配方：粘土45 kg /m3，CMC 2. 5 — 5 kg /m3。性能： 失水量10 —12 mL /30 min，密度1. 03 —1. 035 kg /L，粘度22. 94 — 28. 81 s，pH 值10，泥餅厚< 1 mm，含砂量< 1%。經過反復清孔、循環處理后，被埋事故鉆具脫卡，并順利施工至546.33 m 終孔，孔內沒有再繼續出現縮徑現象。

3.3小結。從上文所介紹的這個施工區使用不分散低固相泥漿的實際情況來看，低固相沖洗液的作用主要表現在對不穩定地層的坍塌、縮徑以及石塊脫落等事故的預防，施工質量的提升以及施工效率的提高等等。

4對不分散低固相泥漿應用效果的認識

4.1機械鉆速高。影響鉆頭施工效率的主要原因之一就是鉆頭的機械鉆速，機械鉆速對于泥漿密度較低以及固相含量較高的泥漿可以發揮超高的鉆孔速度。而不分散低固相泥漿所具有的泥漿特點，恰恰符合提高鉆速對與泥漿的基本要求。

4.2護壁作用好。由于不分散低固相泥漿使用的處理溶劑為特殊的水解溶劑，使得泥漿在使用的過程中可以在孔壁外形成一個保護膜，保護膜的形成對孔壁完整性的保護以及阻止液體物質的腐蝕有著很大的作用。

4.3潤滑性能好。由于組成不分散低固相泥漿的水解物質在自由組合的過程中成鏈狀結構，所以使得泥漿在形成的時候往往具有很強的潤滑特性，在鉆頭鉆進的時候由于阻力的減小可以大幅度的提升鉆速。

4.4防漏作用好。由于不分散低固相泥漿內部分子空間密度小，所以形成的整個泥漿的液柱壓力不大，不容易造成泥漿邊沿的測漏或者破裂現象。此外，泥漿本身所具有的保護膜作用，同樣可以防止泥漿的滲漏。

4.5沖洗效果好。由于不分散低固相泥漿組成成分的特殊性，所以它具有較強的分子流動性，稀釋作用明顯。

4.6不分散低固相泥漿配置現場簡易，容易操作。

5結語

隨著時代的發展，雖然煤田鉆探施工技術得到了很多先進的設備的支持，但是由于外界環境因素造成的事故卻頻頻發生，煤田鉆探質量以及效率受到了極大的挑戰。我國的煤田勘測行業只有真正認識到低固相泥漿的重要性，切實的把施工技術把握的更加完善，才能真正發揮泥漿的作用，才能真正煤田勘測行業以健康、安全的姿態為我國的經濟發展做出貢獻。

參考文獻

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