繩索鉆探技術在新疆煤炭勘查中的應用

劉鵬

摘要：快速發展的社會經濟帶動了科學技術不斷創新和發展，各個行業的科學技術研究取得了令世界矚目的成績，并逐漸成為行業中最重要的支撐技術，有效地促進了行業的發展。作為三大產業的其中之一——煤炭行業能夠在很大程度上影響到一個國家國民經濟的發展，因此，各個國家也在不斷創新煤炭勘查技術，以此來有效地提高煤炭勘查工作的效率，從而充分滿足現代人們對煤炭的需求。本文將對繩索鉆探技術進行分析，并以我國新疆地區某煤田為例，談談該技術在新疆地區煤炭勘查中的具體應用。

關鍵詞：繩索鉆探技術；新疆煤田勘察；應用分析

目前，大部分國家的主導產業還是第二產業，而其中最重要的就是煤炭產業。我國的煤炭資源相對來說比較豐富，尤其是新疆等地區，而這也就決定了煤炭在國民經濟發展中的地位非常高，同時豐富的煤田資源也決定了它是我國未來幾十年內最重要的能源之一。在近幾年的發展中，我國提倡開源、節流和減排的目標，而且也在不斷創新和發展相關勘查技術，調整并優化能源結構；與其他技術相比，繩索鉆探技術的性能高，在煤炭勘查工作中逐漸掌握著主動權，有效地提高煤炭勘查能源的效率。

1.繩索鉆探技術的優點分析

1.1降低勞動力

隨著市場經濟的快速發展和市場結構的不斷變化，各個行業的勞動力成本逐漸增加，這就導致施工成本也越來越高，而為了追求利益最大化，各個企業往往會采用減少人力成本或者裁員的方式來減少開支。通常情況下，地質勘探現場需要四位或者五位施工人員，每個設備都需要配置相應的記錄員、班長以及機長，部分重要設備甚至需要更多的人員。在實際的工作中，往往會采用單管或雙管鉆進的方式進行地質鉆探工作；而且通常情況下，施工人員每天都需要上下鉆桿，并鉆至幾百米以下，施工時的人力成本非常高，需要大量的資金投入[1]。但使用繩索鉆探技術來取出巖心時就可以不再借助提鉆桿，而是等到巖芯管裝滿時直接把鉆具以及巖芯帶出來即可，這樣就大大減少了勞動力，提高了生產效益。

1.2有效地提高鉆探的質量和效率

施工人員在使用繩索鉆探技術時，可以不用把全部鉆桿提出來，這就會縮短在下鉆和提鉆過程的時間，從而為之后的鉆探工作留下了充足的時間，這不僅可以確保鉆探的質量和效率，而且也可以有效地減少勞動力。勘查時的鉆孔深度越深，繩索鉆探技術的優勢就會越明顯。

1.3降低孔內的事故率

繩索鉆探技術中的核心因素就是鉆桿，通常情況下，煤炭企業的施工人員往往會先磨削鉆頭，然后再進行鉆進工作，但磨削鉆頭需要一定的軸向的壓力和扭力，而這些力量往往需要鉆桿來進行傳遞，由此可見，鉆桿的作用是十分重要的。但在實際的施工過程中，由于施工材料和空間的因素，施工人員所使用的鉆桿大部分都在3m左右，而連接不同鉆桿的部分是最薄弱的環節，這就造成螺紋磨損的現象比較嚴重，進而增加了鉆桿損壞的問題，孔內的安全事故也就比較頻繁。另外，在施工人員提取鉆桿的過程中，往往會出現鉆桿與孔壁摩擦碰撞的現象，從而帶來嚴重的安全隱患，而孔內一旦發生事故，那么損失的經濟效益是無法估計的，甚至會帶來非常大的社會影響[2]。但在鉆探的過程中合理的使用繩索鉆探技術，施工人員就不需要在比較深的孔內來更換鉆頭，而且也不用提升鉆桿，從而減少孔內事故的發生，有效地確保了孔內施工的安全，提高煤炭勘查工作的質量和效率。

總之，無論是減少勞動力成本，還是減少孔內的安全事故，又或者是有效地提高施工的質量和效率，這都會有效減少施工成本，確保施工的經濟效益。雖然繩索鉆探技術的前期投資金額比較大，但該技術在每米內的鉆探成本比較低，而且鉆具使用壽命也比較長，所以，在煤炭勘查中的經濟效益還是比較高的。

2.繩索鉆探技術的應用分析

每種技術在施工中的應用都包括了多個不同的方面，繩索鉆探技術也是如此，本文將從施工中鉆頭的選用，鉆探技術設備的質量保障，以及鉆孔間隙的調整等方面談談繩索鉆探技術在煤炭勘查中的應用。

2.1合理的選擇施工鉆頭

在煤炭勘查中使用繩索鉆探技術首先需要選擇合理的施工鉆頭，一般來說，在選擇施工所用的鉆頭時，技術人員或者施工人員需要按照要求使用合適的粘接劑將其粘牢。其次，選擇參數能夠符合要求的施工鉆頭，鉆頭的性能是否優良[3]，鉆探施工的時間等因素也需要考慮。

2.2確保鉆探設備的質量

對一項工作來說，設備的質量是至關重要的，鉆探設備的質量是順利進行孔內鉆探工作的關鍵。在檢查相關設備質量是否達標時，相關工作人員可以采用有效的措施來避免沖洗液直接沖涮煤心，確保設備不會受到破壞，保障鉆套設備的性能。其次，施工人員需要根據具體的施工情況來合理地更換低固相泥漿，確保在施工的過程中，泥漿能夠完全進入到煤系地層。另外，施工人員可以通過加入不同的泥漿處理劑來進行不同的水土比例泥漿配制工作，從而確保泥漿質量符合施工的具體要求，有效的提升煤炭勘查施工的質量。

2.3合理調整鉆孔的間隙

在煤炭勘查施工中應用繩索鉆探技術時，往往需要根據具體的施工情況來合理地調整鉆孔間隙。在實際調整的過程中，施工人員首先需要確保鉆孔技術和方式是正確的，然后認真細致的調整鉆頭和卡簧座的間隙；而且，相關工作人員需要考慮到破碎巖石容易卡住等問題，從而確保鉆孔間隙的合理性[4]。另外，施工人員需要嚴格控制下放打撈繩的速度，如果在下放打撈繩的過程中遇到鉆具打撈不起的情況，就需要趕緊把鉆具提出來，拆開鉆具進行仔細的檢查。日常檢查和保養鉆具，是保證鉆孔間隙的合理，保證鉆探設備性能的完整，進而保證鉆探工作順利地進行。

3.新疆煤田炭勘查中繩索鉆探技術的應用分析

我國新疆地區具有非常豐富的煤炭資源，而且大部分煤炭企業也在新疆各個地區進行煤炭勘查和開采工作，筆者將以某個企業的勘查工作為例，進行繩索鉆探技術使用的分析和探討。

3.1施工情況簡要分析

據了解，該施工單位的施工現場主要使用的是sG-18型號的鉆塔，XY-4型號的鉆機，以及S7SIC型號的絞車，他們施工中所使用的水力旋流除砂器是根據具體的施工情況自制的。其次，他們所使用的鉆頭鉆具有用來開孔的050機上鉆桿，0108短巖芯管以及0110普通合金鉆頭等。最后，該施工單位在施工過程中所使用的泥漿是性能比非常高的以優質低固相腐植酸鉀泥漿[5]。除此之外，該單位在實際施工過程中使用的工藝參數如下：鉆壓控制在600kg～800kg之間，轉數則為375～800r/mim，IN=60V1 1rD，泵量一般控制在100L/min之下。

3.2保證質量施工措施和工藝

施工單位的施工人員往往會使用開孔及下套管、換徑、測井以及及時清理泥漿等方法來確保施工的質量，有效地提高施工的效率。首先，在實際的施工過程中，施工人員往往會將套管下放到相對來說比較完整的地段來確保鉆機能夠平穩的運行，而且，施工人員會根據具體的施工情況使用適量的水泥來抹平泥漿槽或者泥漿坑等。其次，在實際的施工過程中，施工人員需要綜合當時的施工情況和后期施工的具體要求來不斷優化工藝參數；而且，施工人員也會根據地層實際情況來合理地調節參數，從而確保鉆孔的質量是符合施工要求的。同時，施工人員也會及時清理泥漿，并隨時補充新鮮泥漿，從而避免出現泥漿性能突變的問題，進而有效地確保鉆探工作的安全性和可靠性。另外，在煤炭鉆孔全孔測井的過程中，相關施工人員也會提前通知測井組到現場進行測井工作。

3.3操作硬質合金鉆進時的工藝分析

在使用硬質合金鉆進時，施工人員要采取有效的措施時刻保持孔內的清潔，如果出現巖粉超過標準時，相關人員就需要及時進行撈渣工作；如果出現脫落巖心的現象，腐植酸其次，在鉆頭下入孔內之后，施工人員需要通過輕壓的方式來掃孔到底，然后再采取有效的措施進行加壓，使其逐漸達到正常值。如果出現壓力不足的問題，就需要施工人員要避免采用有效的措施來加快轉速，從而防止出現合金過早磨損的情況，確保之后的施工工作能夠順利地進行[5]。另外，在進行正常鉆進時，施工人員要時刻保持壓力均勻，如果遇到孔內出現異常情況，并無法有效處理時，則需要立即提鉆。而且，施工人員要對合金鉆頭進行分組并排隊使用，確保不同鉆孔的孔徑是一致的。除此之外，相關工作人員需要合理掌握回次提鉆的長度，而且要在每次完成提鉆工作之后，仔細地檢查鉆頭磨損情況，避免下次鉆進工作出現參數差錯，從而確保煤炭勘查工作的可靠性，提高勘查工作的效率。

4.在煤系地層鉆進時的工藝分析

在煤系地層鉆進時，施工人員需要時刻保持孔內的清潔，并根據實際情況使用科學的方法來進行取芯，而且，施工人員在鉆進時，最好是見到煤就立即提鉆，禁止出現試一下的情況。如果發現煤質微燒，或者空管采芯率比較低的現象，施工人員需要及時分析原因，并在制定合理的措施之后再下鉆，杜絕出現抱有僥幸心理而盲目下鉆的現象。同時，在鉆具沒有完全到底之前，施工人員就需要根據具體的情況調整好水量，并安裝好減壓的相關裝置，而且在一個回次的鉆進中，施工人員不可以變換鉆進參數，并且要確保壓力的均勻[6]。最后，在采到煤心時，施工人員需要在提鉆之前就關水，讓巖粉經過一段時間的沉淀，從而確保鉆探工作能夠順利地進行，進而有效地提高煤炭勘查工作的效率。

5.施工效果

施工部分鉆孔的統計結果如表1所示。

經過分析可得，在新疆范圍內推廣繩索鉆探技術是可行的，雖然實踐表明部分工藝及技術方面依舊存在一系列問題，但在施工過程中不斷改進和完善相關技術，能夠有效地提高煤炭勘查以及開采的質量和效率，進一步提高煤炭資源的利用率[7]。

6.結束語

綜上所述，煤炭行業的相關技術人員需要根據實際情況不斷創新和發展新技術、新方法，真正地認識到繩索鉆探技術在煤炭勘查中的重要性和必要性，充分發揮其價值，進而有效地提高煤田資源的使用效率，進一步改善煤炭能源的發展現狀。

參考文獻：

[1]高興文，關闊，郭宏偉，趙艷利.淺談繩索鉆探工藝在煤田鉆探中的合理應用[J].吉林地質， 2019， 38（03）： 96-98.

[2]楊文勝.煤田地質鉆探中繩索取心鉆進技術與裝備的幾點探討[J].技術與市場， 2019， 26（04）： 169.

[3]張波.鉀基聚合物抑制沖洗液在榆橫礦區煤田地質繩索取心鉆探工藝中的應用[J].資源信息與工程， 2017， 32（06）： 60-62.

[4]李柏軍，鄒潤，郭超.繩索取心技術在覆蓋地層鉆井中的應用[J].煤田地質與勘探， 2019， 47（03）： 217-222.

[5]呂江漫.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析[J].資源信息與工程， 2016， 31（03）： 112-113.

[6]張相.繩索取心鉆進在新疆煤田地質勘探中的應用[J].中國煤田地質， 2013（03）： 67-69.

[7]丁明.繩索取樣技術在工程勘察鉆探中的應用與前景[J].探礦工程， 2012（02）： 16-19.