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煤礦井下鉆探技術(shù)(完整版)

2025-04-03 22:18上一頁面

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【正文】 4)軟巖石 f=~ 3(如黃土、僅為 ) ? 礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性質(zhì),但它與礦巖的強度卻是兩種不同的概念。在常壓下硬度越低的巖石,隨著圍壓增大,其硬度值增長越快。所以我們說,硬度對鉆掘工程而言是一個主要力學(xué)性能參數(shù)。例如在礦井井下火成巖侵入處,存在變質(zhì)巖與沉積巖之間的漸變過程。 ? 沉積巖 ? 沉積巖是由早期形成的巖石(母巖,如巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖)經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運后,在一定地質(zhì)條件下沉積、固結(jié)成巖而形成的新巖石。 ? 巖石一般具有以下幾個特點: ? 大多數(shù)巖石是礦物的天然集合體,由一種或多種礦物按一定方式結(jié)合而成。 ? 巖石具有一定的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。煤層是由古代植物的形成可以燃燒的沉積巖層。在地球的發(fā)展演變過程中,由于地質(zhì)作用的復(fù)雜性、多期性和漫長性,三大類巖石之間可以相互轉(zhuǎn)化的。 ? 影響巖石硬度的因素也可分為自然因素和工藝因素兩大類: ? ( 1)巖石中石英及其他堅硬礦物或碎屑含量愈多,膠結(jié)物的硬度越大,巖石的顆粒越細,結(jié)構(gòu)越致密,則巖石的硬度越大。 ? ( 4)一般而言,隨著加載速度增加,將導(dǎo)致巖石的塑性系數(shù)降低,硬度增加。 6 ? 第一節(jié) 巖石概念 ? 三、巖石的硬度 ? 摩氏硬度 ? 摩氏硬度是由德國的礦物學(xué)家摩氏 (Frederich Mohs)首先提出來的,作為評判礦物硬度的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 二、地質(zhì)構(gòu)造的類型 ? 地質(zhì)構(gòu)造的表現(xiàn)形式是多種多樣的,有簡單的,也有復(fù)雜的。時,用象限角表述其產(chǎn)狀為 N25176。 ∠ 21176。 ? ( 二 ) 鉆孔其它參數(shù) ? 孔口位置 ? 在井下進行重要鉆探工程時,往往需要設(shè)計鉆孔孔口(開孔)坐標(biāo),甚至鉆孔終孔坐標(biāo)(以 X表示經(jīng)線, Y表示緯線, Z表示海拔標(biāo)高),以反映了鉆孔開始位置以及終止位置。 19 第二章 井下鉆孔 ? 第二節(jié) 井下鉆孔要素確定 ? 一、鉆孔要素確定 ? (二)鉆孔傾角計算 20 第二章 井下鉆孔 ? 第二節(jié) 井下鉆孔要素確定 ? 一、鉆孔要素確定 ? (二)鉆孔傾角計算 ? 三角函數(shù)(配合作圖)法 ? ( 2)斜交煤層走向鉆孔傾角、孔深計算圖斜交煤層走向的鉆孔傾角 β、孔深H分別按下式計算,各參數(shù)如 “圖 斜交煤層走向鉆孔傾角、孔深計算參數(shù)圖”所示。 =;井下使用鉆桿長度為 ,則鉆桿末端距離巷道右?guī)偷木嚯x為 =,該鉆進方向即為鉆孔設(shè)計方位。 ? 三種進尺主要是井下現(xiàn)場用來記錄加減鉆桿情況,方便原始記錄填寫,是考核各施工小組(班)鉆進情況的依據(jù)。m ? S— 雙泵系統(tǒng) ? 鉆機結(jié)構(gòu) ? 鉆機整體結(jié)構(gòu):主機(座架、動力頭、夾持器、立柱和鉆具等)、操縱臺、泵站三大部分組成。 35 ? 第二節(jié) 鉆頭、鉆桿及其它 ? 一、鉆頭 ? (二)鉆頭規(guī)格 ? 巖芯鉆探中使用的鉆頭規(guī)格只要有: 4 5 7 9 1 1 150、170mm等多種規(guī)格。 ? 二、金剛石鉆進 ? 金剛石鉆進比其它鉆進方法有許多優(yōu)越性 , 它具有鉆進效率高 、 鉆探質(zhì)量好 、孔內(nèi)事故少 、 鋼材消耗少 、 成本低及應(yīng)用范圍廣等特點 。因注漿泵采用壓風(fēng)進行注漿,水泥漿通過裂隙滲入鉆孔圍巖裂隙中,避免了空氣通過鉆孔圍巖裂隙進入鉆孔而導(dǎo)致的瓦斯抽采濃度降低的現(xiàn)象。注漿結(jié)束后注漿泵以濃漿封孔,注漿終孔壓力不得低于目標(biāo)壓力的 ~3倍,持續(xù)時間不低于 30min。 ? 如果是巖層錯動和巖層遇水膨脹縮徑卡鉆、夾鉆,除升降鉆具遇阻,回轉(zhuǎn)阻力增加外,還有蹩泵現(xiàn)象。 第五章 鉆孔事故及處理 46 第五章 鉆孔事故及處理 ? 三、 飄鉆(鉆孔彎曲)事故 ? 鉆孔彎曲 , 是鉆具在回轉(zhuǎn)碎巖過程中偏離設(shè)計鉆孔方向而引起的 。 ? 傾斜的軟硬不均的交錯巖層 ? 鉆孔穿過傾斜的軟硬互層時,因軟硬巖石抵抗破碎的能力不同,使孔底產(chǎn)生不均勻破碎,造成鉆速差,引起鉆孔頂角及方位角的變化。 第五章 鉆孔事故及處理 50 第五章 鉆孔事故及處理 ? 三、 飄鉆(鉆孔彎曲)事故 ? (二)施工技術(shù)及工藝 ? 設(shè)備性能及安裝 ? 鉆機陳舊或性能不良,不能保證鉆具的一定方向和角度時,就會發(fā)生鉆孔彎曲。 ? 掃:事故鉆具在孔內(nèi)某孔段遇阻,超出這孔段就不能提升或下降,但鉆具能夠回轉(zhuǎn)或上下活動。 ? 沖:埋鉆和卡(夾)鉆事故時,用沖洗液沖洗事故鉆具上部或周圍的障礙物。 ? 鉆機沒有水平地安裝在固定的基礎(chǔ)上或地基填方多,不堅固,使得基臺枕受力不均,造成鉆機傾斜。 48 第五章 鉆孔事故及處理 圖 78 鉆孔由軟至硬巖時的彎曲情況 ( a) δ15176。 ? 造成鉆具偏斜的條件主要有:巖層的巖性及產(chǎn)狀 、 地質(zhì)構(gòu)造以及某些特殊地層等;鉆探設(shè)備的質(zhì)量及安裝 、 開孔鉆進以及鉆具結(jié)構(gòu)尺寸等;鉆進方法 、鉆進技術(shù)參數(shù)及操作技術(shù)等 。 45 ? 二 、 埋鉆事故 ? 鉆具在孔內(nèi)被巖粉、鉆粉沉埋或被孔壁坍塌物、流砂等埋住,不能轉(zhuǎn)動,不能提升,也不能通水時,叫埋鉆事故。首先掃孔至正常巖石,然后用泵注清水進行耐壓試驗。 第四章 井下鉆孔施工技術(shù) 41 第四章 井下鉆孔施工技術(shù) 42 ? 第二節(jié) 鉆孔封孔技術(shù) ? 二、承壓鉆孔封孔技術(shù)要求 ? 在測定煤層瓦斯壓力、含水層水頭壓力時,均需要進行下套管變徑進行鉆孔的施工,套管固定需要采用高壓注漿的方式進行封孔。在礦下使用時將 A膠和 B膠按一定的比例(一般情況下是 1: 1的體積比),產(chǎn)生聚合反應(yīng),形成固體加固充填物。 ? 巖芯鉆探中使用的鉆頭規(guī)格只要有: 4 5 7 8 10 12 14168mm等多種規(guī)格。m ? 鉆機結(jié)構(gòu) ? ZL系列鉆機主要由動力頭、變速箱、絞車、制動閘、底架、操縱臺和鉆具等七部分組成。若鉆孔直徑超過 120mm時,必須采用專門的鉆進設(shè)備和制定專門的施工安全措施。 23 第二章 井下鉆孔 ? 第二節(jié) 井下鉆孔要素確定 ? 三、鉆孔孔深測量 ? 鉆孔孔深是指從鉆孔孔口到鉆孔孔底的長度。計算公
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