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摘要:随着经济和煤矿行业的快速发展,在煤田开采过程中,钻探工艺是煤田勘探中的一个重要方面,直接影响着我国煤炭资源的开采效率,随着我国社会经济的不断发展,我国对于煤炭的需求与日俱增,提升煤田钻探效率和利用效率至关重要。本文将首先分析我国当前的煤田钻探工艺,然后具体提出了几项提高煤田钻探效率的措施,拟有一定的参考作用。
关键词:煤田;钻探工艺;钻探效率;措施
引言
随着我国社会经济的不断发展,煤炭作为一项较为重要的工业原料,在各个行业中得到了广泛运用。由于我国对煤炭经济的需求量逐渐增多,如何提高煤炭资源的开采效率成为人们关注的焦点。目前,在煤炭行业的实际开采中,存在着煤炭资源开采不足的问题,这种问题的出现影响煤炭资源的开采效率,对煤炭行业的稳步发展造成了影响。因此,在现阶段煤炭产业发展中,为了实现煤田钻探工艺使用的有效性,应该将煤炭资源的开采作为重点,通过开采方案的构建,提升煤炭资源开采的有效性,满足行业的发展需求。
1影响煤田钻探效率的原因
1.1辅助钻探操作时间的发展原因
在煤田钻探的过程中,影响钻探效率的原因通常体现在以下几个方面:第一,由于煤田地区中的油页岩层相对较厚,开发的时间相对较长,影响钻探资源的开采效率。第二,通过对钻孔钻工程项目的分析,存在着煤田辅助时间相对较长的问题。具体原因体现在以下几个方面:首先,由于煤田钻探中的胶结程度相对较差,砂岩中的石英含量相对较高,会降低金刚石土层寿命,所以,在整个开采过程中应该及时更换钻头,导致辅助钻探的时间增加。其次,在煤田资源开采中,当遇到泥岩区域时,整个地区会面临吸水膨胀的问题,使钻孔环装的间隙逐渐减小,增加辅助钻探的时间。最后,在煤田资源开采的过程中,当出现钻探资源孔壁不稳定的问题时,会增加抽吸的现象,严重增加了辅助操作的时间。
1.2钻孔漏失现象发生的原因
针对煤田资源的开采状况,钻孔漏失现象的出现会影响钻探的整体效率,结合煤炭资源的开采状况,对钻孔漏失现象进行分析,具体原因如下:1)破碎裂缝发育地层的影响。在煤田资源开采过程中,一些煤田地层经常会面临破碎裂隙的问题,若这种问题不能得到及时处理,会出现大量漏失冲洗液的问题,影响钻探的整体效率,而且在煤田钻探中出现堵漏以及水源充足的问题,会增加打泥浆的时间,影响煤炭资源开采的整体效率。2)在采空区煤田开采中,由于受到地理环境的限制,当进行煤田资源开采时,会出现不返水的现象,对于这种问题,应该采用下套管进行隔离处理,以有效防止冲洗液流失现象的发生。
2煤田钻探技术分析
2.1一般回转技术
衡量一般回转技术的主要参数包括泵量、钻井压力以及回转速度,在煤田钻探工作的实际生产中,工作人员通常为了可以确保矿井内的排粉效果而选择泵量规模较大的水泵设备,虽然这样可以显著提高钻探的效率,但同时也很容易因水泵的泵量过大而导致矿井内孔壁因在短时间内难以承受较大的作用力而产生不同程度上的坍塌现象,因此工作人员在使用一般回转技术进行煤田钻探作业时,需要严格地控制泵量参数,在保障钻探作业能够持续稳定开展的基础上尽可能地提高该钻探作业的施工效率,具体技术要点如下:第一,工作人员在对煤田进行钻探作业时,需要遵循由低至高的钻探顺序,以适当地增幅逐渐增加钻探作业的压力。
第二,在钻进作业之前,工作人员应当提前做好充分地准备工作,对地质层的相关信息进行全面地勘察,结合地层的实际情况选择最适合的钻头和钻孔,在设置钻压实可以对其进行反复试验,根据试验结果确定最合理的钻压值,从而进一步提高煤田钻探作业的整体质量水平。第三,针对孔洞比较深的钻井情况时,由于钻孔机自身重量相对来说较大,其在实际运行过程中所承受的外力组成比较复杂,而过多的外力会在很大程度上增加钻机所消耗的公路,因此工作人员可以选择适当地降低钻机的回转速度,减少多余的电能消耗,提高钻探效率。而对孔洞比较浅的钻井情况,工作人员则可以选择较高的转速进行钻探作业。第四,对于地质层均匀且完成的煤田情况,工作人员可以采用高转速来完成钻探作业,而对于一些岩石层碎裂情况严重的地质情况,为了避免转速过高而引发钻探设备出现较大震动最终导致碎裂的岩石层出现坍塌现象,工作人员可以在合理的范围内适当地降低钻探设备的转速。第五,针对结构简单且间隙小的矿井孔壁,工作人员可以选择高转速钻探形式,而对于结构复杂且内部路径数量和种类繁多的矿井孔壁,为了在最大限度上提高其稳定性,工作人员应当选择低转速的钻探形式。
2.2空气洗井技术
空气洗净技术主要是指在清洗液混合物中按照特定比例添加适量的压缩空气,将其进行充分的混合制成洗井所需介质,合理地使用该介质来完成钻探工程项目中的破岩作业。该技术工艺的适用性非常强,因此常常被应用在一些地质环境恶劣的区域范围内,尤其对于一些水资源匮乏的地区,该技术仍然能够充分地发挥出作用效果,为煤田钻探工程项目提供坚实的技术支持。空气洗井技术可以根据洗井类型的不同进一步细致地划分为泡沫洗井钻探工艺、雾化洗井钻探工艺以及粉尘洗井钻探工艺,不同的洗井工艺各有优势和劣势,工作人员可以结合煤田工程项目的实际生产情况,趋利避害,从而在较短的时间内显著提升工作人员的煤田钻探效率。
2.3反循环技术
反循环技术在每天钻探作业中也发挥着非常重要的作用,该技术主要是指工作人员通过合理地使用冲洗液来完成钻杆与内外管道之间的环形空间循环,冲洗液可以根据该煤田工程项目的实际情况进行选择,常见的冲洗液主要包括水或者泥浆等。该技术在实际应用过程中常常被划分为两种不同的类型,具体如下:第一,泵吸反循环系统,主要是借助砂石泵设备来辅助完成煤田钻探的抽吸作业,在这个抽吸作业的过程中,砂石泵会承受来自大气层的压力,将循环液由泥浆池输送至矿井入口处,再由换装的管道循环流向矿井的底部,循环液在矿井的底部与岩石粉相互混合成为一体,再通过特定的路径流入矿井内,实现反循环钻进的施工效果。第二,气举反循环系统,该反循环系统主要适用于一些固体状的煤田资源钻探作业,对于一些地质条件复杂,泥浆污染严重的煤矿资源,工作人员便可以选择该工艺技术来完成煤田资源的勘察工作,其主要流程是将循环液由双壁钻杆结构中的内杆和外杆向钻井孔底进行输送,再由钻杆内管的通道传送至地表层,通过这种方式来完成整个矿井清洗作业,提高后续的钻探勘察工作的效率。
结语
总之,随着我国经济发展和科学技术的不断进步,我国煤田钻探工艺水平也在不断提升,国家对于煤炭的需求量以及开采量都在不断上升,虽然我国煤田钻探技术相较于过去取得了很大进步,但是放眼世界,我们的钻探技术还处于劣势地位,技术上的弊端也会制约我国煤炭业的发展,要想让煤炭能源开发工作走可持续发展的健康路线,实现煤炭业的平稳发展,就要不断深入研究煤田钻探技术,革新工艺和设备,加强管理和监督,促使我国的煤矿开采走上一条先进的技术道路。
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