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岩心管在煤矿中的使用要求主要包括以下几个方面:
一、规格匹配与材质要求
规格匹配:根据勘探目的和预计的岩层情况,挑选合适规格(如直径、长度等)的岩心管。常见的岩心管直径有多种,例如75mm、108mm等,要依据钻孔设计要求选用。
材质要求:岩心管材质需具备较高的强度和耐磨性,以适应井下复杂的岩石环境。一般采用钢号为D-55~D-65的无缝钢管制成。
二、配套钻具的准备
钻头选择:准备好与岩心管相匹配的钻头。钻头类型要根据岩石硬度等特性来确定,如在较软岩石中可选用刮刀钻头,在坚硬岩石中则可能需用金刚石钻头。
钻杆与接头:确保连接岩心管与钻杆的接头牢固且密封良好,防止在钻进过程中出现脱节、漏水等问题。
三、钻机的选择与调试
钻机选型:选择适合煤矿井下作业环境的钻机,如液压钻机等,其应具备合适的钻进能力、扭矩等参数,能满足勘探钻孔的深度和直径要求。
全面调试:在使用前,对钻机进行全面调试,检查各部件运转是否正常,液压系统有无泄漏,操作手柄是否灵活等。
四、钻孔位置的确定与场地准备
专业选址:由专业的地质技术人员依据煤矿的地质构造资料、已有的勘探成果以及开采规划等,在井下选定合理的钻孔位置。钻孔位置要准确标记,且要考虑到周边巷道支护情况、通风条件以及对后续开采作业的影响等因素。
场地清理与加固:对钻孔施工场地进行清理,移除杂物、浮煤等,确保施工空间充足、安全。若钻孔位置周边的巷道或硐室支护存在薄弱环节,要提前进行加固处理,防止在钻进过程中因震动等原因引发冒顶、片帮等事故。
五、钻进过程中的注意事项
开孔操作:以较低的转速和较小的钻进压力进行开孔操作,使钻头能平稳地切入岩层。在开孔阶段,要密切关注钻进情况,及时调整钻进参数,确保钻孔的垂直度符合要求。
参数调整:开孔达到一定深度且钻孔稳定后,可适当增加钻进转速和压力,转入正常钻进阶段。钻进参数的调整要依据所钻岩层的硬度、完整性等特性来灵活掌握。
排渣与冷却:通过冲洗介质(如清水、泥浆等)将岩屑及时排出钻孔外,防止岩屑堆积影响钻进效率和钻头寿命。冲洗介质同时还能起到冷却钻头的作用,避免钻头因过热而磨损加剧甚至损坏。要合理控制冲洗介质的流量和压力。
异常情况处理:密切关注钻机、岩心管以及其他钻具的运行情况,在钻进过程中若听到异常的声响,如撞击声、摩擦声等,要立即停钻检查,查看是否存在岩心管变形、钻具磨损严重或者部件松动等问题。
六、终孔操作与后续工作
平稳提钻:当钻进达到预定的勘探深度后,逐渐减小钻进压力和转速,平稳将岩心管和钻具从钻孔内提出,防止因突然提拉导致岩心管内的岩心掉落或者损坏钻孔孔壁。
钻孔清理与封堵:提钻后,对钻孔进行清理,清除孔内残留的岩屑等杂物,然后使用专门的孔口装置对钻孔进行临时封堵。
岩心分析:将取出的岩心送至专业的地质实验室进行详细分析,获取相关地质信息。
整理报告:根据岩心分析结果以及钻孔施工过程中记录的各项数据,整理形成完整的勘探报告,为后续的开采设计、资源储量评估以及地质灾害预测等提供科学依据。
综上所述,岩心管在煤矿中的使用要求涉及多个方面,需要严格按照规范进行操作以确保勘探作业的顺利进行和人员的安全。