關(guān)于動(dòng)態(tài)GPS(RTK)在較寬河流斜孔鉆探中的應(yīng)用

摘要:本文主要是利用動(dòng)態(tài)GPS(RTK)衛(wèi)星定位系統(tǒng)(南方KOLIDA科力達(dá))實(shí)測(cè)鉆孔的坐標(biāo)，利用測(cè)斜儀器和螺桿鉆，在岸邊對(duì)河流中的設(shè)計(jì)鉆孔進(jìn)行定向鉆進(jìn)，達(dá)到鉆探目的，來(lái)提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:GPS(RTK) 磁偏角 定向 造斜 測(cè)斜

淮南煤田地處淮河兩岸，隨著河下采煤技術(shù)的突破，煤田地質(zhì)勘探技術(shù)也需要隨時(shí)跟進(jìn);淮河河床下面煤層埋藏情況和地層情況也急需查明。由于淮南煤田是一個(gè)老煤田，老礦的可采儲(chǔ)量也在逐步減少，但淮河河床下還有大量的可開(kāi)采的煤層，同時(shí)淮南煤田又是一個(gè)高瓦斯的礦井，按現(xiàn)行的技術(shù)和安全要求，瓦斯必須先抽后采，這對(duì)于鉆探工作提出了更高的要求，由此我們探討一種鉆探方法，即采用定向斜孔的方法施工淮河，從而達(dá)到鉆探的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)把此鉆孔當(dāng)作瓦斯抽排孔用，現(xiàn)將這一方法的定向和操作過(guò)程做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹以供參考。

按現(xiàn)行的勘探線的布孔方法，一般每?jī)蓚€(gè)鉆孔之間的距離為500米左右，但由于淮河的寬度大于500米，較寬的可達(dá)1500米，這就為鉆探工作帶來(lái)很大的難度，在河面上的鉆孔由于要架設(shè)平臺(tái)才能施工，這一方面增加了施工的成本和水上安全帶來(lái)隱患，又影響航運(yùn)，同時(shí)又增加了施工的難度。

例如:我隊(duì)在李嘴孜礦承接了鉆孔的施工的任務(wù)，其中一個(gè)鉆孔的孔號(hào)為Ⅱ6孔，設(shè)計(jì)坐標(biāo)為X:3617600，Y:39483305;位于淮河河面中，離岸邊約有300米，為此我們?cè)诎哆呺xⅡ6鉆孔最近的河邊選定了一個(gè)位置，安裝鉆機(jī)設(shè)備，經(jīng)RTK實(shí)測(cè)鉆孔坐標(biāo)為X:3617266.57，Y:39483590.62。此鉆孔的孔號(hào)我們暫定為1#孔，由此計(jì)算出1#孔到Ⅱ6孔兩孔之間的距離為292.393米，坐標(biāo)方位角а=257o38′37\"，而本地的磁偏角為4o17′，由此計(jì)算出磁方位角為253o21′37\"。當(dāng)1#鉆孔鉆進(jìn)入基巖達(dá)到穩(wěn)定巖石地層時(shí)，實(shí)際深度為162.50，而Ⅱ6的設(shè)計(jì)深度為1060米，由此我們計(jì)算出斜孔的頂角為18o02′42\"。

在1#孔中下入螺旋鉆桿，用造斜儀根據(jù)磁方位角定出螺桿的方位，即253o21′37\"，用螺桿鉆鉆進(jìn)造出一個(gè)斜孔，待螺桿鉆鉆進(jìn)6米時(shí)，實(shí)測(cè)造斜孔的傾斜方向和角度，若有偏差時(shí)糾正，這樣就鉆進(jìn)出一個(gè)帶弧線的孔，從而達(dá)到Ⅱ6孔的鉆探目的。

根據(jù)我隊(duì)施工的實(shí)際情況，在鉆進(jìn)工程中須注意以下幾點(diǎn):①在測(cè)斜及糾正過(guò)程中須隨時(shí)監(jiān)測(cè)磁北的方向和鉆孔的方向、傾角，以便隨時(shí)改正。②一般每鉆進(jìn)50米需要測(cè)斜一次，以糾正頂角和方向，在造斜的初期要每隔幾米就進(jìn)行測(cè)斜，以便糾正。③兩個(gè)鉆孔之間的距離不易太大，盡可能地靠近原孔位。根據(jù)我隊(duì)施工的鉆孔的經(jīng)驗(yàn)，頂角的越大，成功率就越低。④施工中要注意鉆探的壓力，要合理掌握鉆速。⑤取芯要根據(jù)測(cè)井曲線換算成直線的長(zhǎng)度和鉆孔深度。

根據(jù)我隊(duì)在李嘴孜煤礦施工的鉆孔情況來(lái)看，除了其中一個(gè)鉆孔由于鉆孔頂角太大，容易造成孔內(nèi)事故，施工難度加大，難以完全達(dá)到鉆探設(shè)計(jì)要求以外;其它的鉆孔達(dá)到了理想的設(shè)計(jì)目的。從測(cè)量指導(dǎo)鉆探方面來(lái)說(shuō)，測(cè)量工作取得了極大的成功。

由于淮南煤田的瓦斯要先抽后采的方法來(lái)解決，為此我們?cè)O(shè)想以后在施工類似鉆探的同時(shí)，在達(dá)到鉆探目的后，再下套管，把此鉆孔改造成為瓦斯抽排孔，以達(dá)到一孔多用的目的。為此我們?cè)O(shè)想能否在以后的鉆孔中作進(jìn)一步的嘗試，若能成功，則一方面減少了布孔量，另一方面可能極大地節(jié)約了鉆探成本，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。