煤田勘探地質鉆孔在不同地層段中的技術分析

田合全

[摘要]煤田勘探技術主要包含煤炭的開采以及礦產區施工等技術，而這些技術都離不開地質學知識給予理論上的基礎。除了理論上的基礎外，巖層樣品所提供的地質層資料也是煤田勘探技術不可缺少的技術支持。本文從地質鉆孔技術的角度出發，分別從第四系、上部礫巖底層、礫巖層、煤系地層以及煤系下層等不同地址的鉆井工作進行技術措施的相應分析，通過分析得出了不同地質類型的鉆孔工作需要配以不同的參數、鉆孔類型以及鉆孔速度的結論。

[關鍵詞]煤田勘探 鉆孔 地質 技術

[中圖分類號] P624 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-206-1

1煤田勘探鉆孔技術

煤炭開采不是一項單一的技術形式，他的產生、發展以及應用需要強大的地質學知識給予基礎。簡單來說，煤炭開采技術與地質學知識是相輔相成不可分割的有機整體。由于煤炭地質測量的內容具有全面性的特點，所以煤田地質勘探技術的應用前景同樣是相當廣泛的。以地質學為理論指導的煤田地質勘探技術，對各種地質構造都能給予精確的分析，進而為與煤礦的開采相關的所有工程做出數據上的支持。在眾多的煤田勘探技術中，地質鉆孔技術所占據的位置是不言而喻的，這是因為地質鉆孔技術的特點直接決定了煤田勘探的精確性，進而影響了整個礦區開采工程的準確性?？傊?，在煤炭的實際勘探過程中，面對不同的地質形態以及結構，要采取具有針對性的鉆孔技術，只有這樣才能保證整個勘探工程健康、安全有序的進行測量取樣工作。

2煤田勘探地質鉆孔在不同底層段中的技術措施分析

2.1在第四系上的鉆孔

筆者認為第四系層屬于較為大眾以及常見的地質層，這與它的組成成分—黃土與沙土有非常大的關系。由于黃土以及沙土都屬于堅硬程度較軟的土系，所以鉆頭鉆進第四系中是非常容易的。在鉆頭進孔難易程度的基礎上，第四系地質可以選擇三翼合金等無心類型的鉆頭。鉆孔鉆進的參數在實際的鉆孔工程中要依據土質的實際情況進行適當的調整，例如在遇到具有大粘性度黃土的時候，全面鉆進技術就要與增加泵量這個環節共同使用，或者直接更換新的鉆頭。經過長時間的實際研究與資料總結，第四系層鉆進的參數模式主要是：全面鉆進的高壓力、中轉速以及大泵量。該地層的泥漿要有一定的側重點，粘度與密度的要求使得原材料最好選用鈉土粉。

2.2上部礫巖地層

上部礫巖底層有兩個部分組成：泥質巖層面以及泥沙巖層交換面，故又稱之其為三系沉積層。由于上部礫巖底層所具有的特殊層面形態，所以在實際鉆頭鉆孔的過程中一定要考略泥巖縮徑以及泥沙巖互層的偏空問題。綜合考慮以上問題，我們可以得知上部礫巖底層同第四系層一樣，都可以采用全面鉆進，但是不同的是鉆頭的選擇一般傾向于三翼DPC鉆頭。由于在該巖層鉆孔的過程中非常容易出現泥礫巖互層超徑、鉆孔偏斜的問題，所以在泥沙混合時比例的掌握以及相應放斜措施的提前實施都是十分有必要的。除此之外，鉆頭遇到巖心水化不易取出也是在該層的鉆孔過程中常常遇到的問題，這個時候一定要合理的控制鉆速，最好保持勻速的鉆孔速度，慢慢的取出巖心。

2.3礫巖層鉆進

與上面介紹的兩種地質層面的特點形成鮮明對比的則是礫巖層，該層十分堅固，堅硬程度屬于高級別，所以十分不容易鉆孔進行鉆進工作。在礫巖層的鉆孔工程中，曾經發生由于對斷層的處理不當而引起地質坍塌的事故，這類事故的出現證明了礫巖層具有不可確定性的特點，所以在實際鉆孔之前一定要對該層進行相應的實驗工作，以保證鉆孔工作的順利開展。通過大量的實際經驗的總結，該層應采取DPC鉆頭配以高壓低轉速以及大泵量等相應的技術參數。在鉆孔工作開始之前，對于實驗報告進行詳細的分析，遇到泥漿黏度以及小規模的漏失等問題都應該采取事先準備好的相應的措施對工程進行調整。

2.4煤系地層鉆進

由于組成該地質層的主要土質類型是煤，所以該系的鉆孔鉆進工作是非常容易的；同時孔壁結構的穩定性，保證了鉆孔的安全以及穩定。但是從實際的鉆孔經驗可以看出，巖層煤心的鉆取效率并沒有其它地質層那樣高，所以鉆頭選取的合理性就顯得尤為重要了，肋骨式DPC鉆頭以及卡簧鉆頭的合作使用是該系最為常見的鉆孔鉆頭組合方式。在實際鉆進的過程中，各參數之間沒有特別的數值要求，相互配合即可。鉆頭的鉆進速度不需要控制得過低，一般都采取常規鉆進速度，但是當遇到煤層斷碎成粉末狀的時候，為了保證鉆孔的成功率以及安全性必須采用低速鉆孔模式。

2.5煤系下層鉆進

煤系下層與礫巖層有些許的相似，因為它們的地質堅硬程度都屬于相當高的級別；但是與礫巖層不同的是，由于組成該層的成分是具有較強膠粘性的石英砂巖，所以煤系下層的鉆進工作不能采取DPC鉆頭。通過煤田勘探技術人員長時間的實驗和總結，總結出了一套專門鉆進煤系下層的鉆頭組合模式—肋骨式硬質合金鉆，配以四個大角度硬質合金。該種新型的鉆頭組合的應用十分廣泛，無論是硬質地質還是軟質地質都可以使用，該鉆頭在鉆孔效率以及鉆孔安全性等方面所做出的貢獻是有目共睹的。煤系下層鉆進工作除了對鉆頭有特殊的要求之外，對于參數以及鉆孔速度并沒有其它的要求，當鉆到標志巖石樣本后整個鉆孔的鉆進工作可以宣告結束。

3總結

煤炭開采不是一項單一的技術形式，他的產生、發展以及應用需要強大的地質學知識給予基礎。簡單來說，煤炭開采技術與地質學知識是相輔相成不可分割的有機整體。煤層的勘測工作主要包括煤炭開采以及礦產區的施工等環節，而勘測的每一個環節都需要相應的巖層樣品資料給予理論和技術上的支持，而作為獲取巖層樣品的最直觀的方法，鉆孔技術的作用是不言而喻的。隨著時代的發展，雖然針對不同地質的鉆孔技術得到了很多先進的測量設備以及技術的支持，但是由于失誤而產生的安全事故卻頻頻發生，煤層勘測工作的質量受到了極大的挑戰。我國的煤礦開采行業只有真正認識到鉆孔技術的重要性，切實的把施工技術把握的更加完善，才能真正發揮技術的作用，才能真正使煤礦開采行業以健康、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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