绳索钻探技术在新疆煤炭勘查中的应用

刘鹏

摘要：快速发展的社会经济带动了科学技术不断创新和发展，各个行业的科学技术研究取得了令世界瞩目的成绩，并逐渐成为行业中最重要的支撑技术，有效地促进了行业的发展。作为三大产业的其中之一——煤炭行业能够在很大程度上影响到一个国家国民经济的发展，因此，各个国家也在不断创新煤炭勘查技术，以此来有效地提高煤炭勘查工作的效率，从而充分满足现代人们对煤炭的需求。本文将对绳索钻探技术进行分析，并以我国新疆地区某煤田为例，谈谈该技术在新疆地区煤炭勘查中的具体应用。

关键词：绳索钻探技术；新疆煤田勘察；应用分析

目前，大部分国家的主导产业还是第二产业，而其中最重要的就是煤炭产业。我国的煤炭资源相对来说比较丰富，尤其是新疆等地区，而这也就决定了煤炭在国民经济发展中的地位非常高，同时丰富的煤田资源也决定了它是我国未来几十年内最重要的能源之一。在近几年的发展中，我国提倡开源、节流和减排的目标，而且也在不断创新和发展相关勘查技术，调整并优化能源结构；与其他技术相比，绳索钻探技术的性能高，在煤炭勘查工作中逐渐掌握着主动权，有效地提高煤炭勘查能源的效率。

1.绳索钻探技术的优点分析

1.1降低劳动力

随着市场经济的快速发展和市场结构的不断变化，各个行业的劳动力成本逐渐增加，这就导致施工成本也越来越高，而为了追求利益最大化，各个企业往往会采用减少人力成本或者裁员的方式来减少开支。通常情况下，地质勘探现场需要四位或者五位施工人员，每个设备都需要配置相应的记录员、班长以及机长，部分重要设备甚至需要更多的人员。在实际的工作中，往往会采用单管或双管钻进的方式进行地质钻探工作；而且通常情况下，施工人员每天都需要上下钻杆，并钻至几百米以下，施工时的人力成本非常高，需要大量的资金投入[1]。但使用绳索钻探技术来取出岩心时就可以不再借助提钻杆，而是等到岩芯管装满时直接把钻具以及岩芯带出来即可，这样就大大减少了劳动力，提高了生产效益。

1.2有效地提高钻探的质量和效率

施工人员在使用绳索钻探技术时，可以不用把全部钻杆提出来，这就会缩短在下钻和提钻过程的时间，从而为之后的钻探工作留下了充足的時间，这不仅可以确保钻探的质量和效率，而且也可以有效地减少劳动力。勘查时的钻孔深度越深，绳索钻探技术的优势就会越明显。

1.3降低孔内的事故率

绳索钻探技术中的核心因素就是钻杆，通常情况下，煤炭企业的施工人员往往会先磨削钻头，然后再进行钻进工作，但磨削钻头需要一定的轴向的压力和扭力，而这些力量往往需要钻杆来进行传递，由此可见，钻杆的作用是十分重要的。但在实际的施工过程中，由于施工材料和空间的因素，施工人员所使用的钻杆大部分都在3m左右，而连接不同钻杆的部分是最薄弱的环节，这就造成螺纹磨损的现象比较严重，进而增加了钻杆损坏的问题，孔内的安全事故也就比较频繁。另外，在施工人员提取钻杆的过程中，往往会出现钻杆与孔壁摩擦碰撞的现象，从而带来严重的安全隐患，而孔内一旦发生事故，那么损失的经济效益是无法估计的，甚至会带来非常大的社会影响[2]。但在钻探的过程中合理的使用绳索钻探技术，施工人员就不需要在比较深的孔内来更换钻头，而且也不用提升钻杆，从而减少孔内事故的发生，有效地确保了孔内施工的安全，提高煤炭勘查工作的质量和效率。

总之，无论是减少劳动力成本，还是减少孔内的安全事故，又或者是有效地提高施工的质量和效率，这都会有效减少施工成本，确保施工的经济效益。虽然绳索钻探技术的前期投资金额比较大，但该技术在每米内的钻探成本比较低，而且钻具使用寿命也比较长，所以，在煤炭勘查中的经济效益还是比较高的。

2.绳索钻探技术的应用分析

每种技术在施工中的应用都包括了多个不同的方面，绳索钻探技术也是如此，本文将从施工中钻头的选用，钻探技术设备的质量保障，以及钻孔间隙的调整等方面谈谈绳索钻探技术在煤炭勘查中的应用。

2.1合理的选择施工钻头

在煤炭勘查中使用绳索钻探技术首先需要选择合理的施工钻头，一般来说，在选择施工所用的钻头时，技术人员或者施工人员需要按照要求使用合适的粘接剂将其粘牢。其次，选择参数能够符合要求的施工钻头，钻头的性能是否优良[3]，钻探施工的时间等因素也需要考虑。

2.2确保钻探设备的质量

对一项工作来说，设备的质量是至关重要的，钻探设备的质量是顺利进行孔内钻探工作的关键。在检查相关设备质量是否达标时，相关工作人员可以采用有效的措施来避免冲洗液直接冲涮煤心，确保设备不会受到破坏，保障钻套设备的性能。其次，施工人员需要根据具体的施工情况来合理地更换低固相泥浆，确保在施工的过程中，泥浆能够完全进入到煤系地层。另外，施工人员可以通过加入不同的泥浆处理剂来进行不同的水土比例泥浆配制工作，从而确保泥浆质量符合施工的具体要求，有效的提升煤炭勘查施工的质量。

2.3合理调整钻孔的间隙

在煤炭勘查施工中应用绳索钻探技术时，往往需要根据具体的施工情况来合理地调整钻孔间隙。在实际调整的过程中，施工人员首先需要确保钻孔技术和方式是正确的，然后认真细致的调整钻头和卡簧座的间隙；而且，相关工作人员需要考虑到破碎岩石容易卡住等问题，从而确保钻孔间隙的合理性[4]。另外，施工人员需要严格控制下放打捞绳的速度，如果在下放打捞绳的过程中遇到钻具打捞不起的情况，就需要赶紧把钻具提出来，拆开钻具进行仔细的检查。日常检查和保养钻具，是保证钻孔间隙的合理，保证钻探设备性能的完整，进而保证钻探工作顺利地进行。

3.新疆煤田炭勘查中绳索钻探技术的应用分析

我国新疆地区具有非常丰富的煤炭资源，而且大部分煤炭企业也在新疆各个地区进行煤炭勘查和开采工作，笔者将以某个企业的勘查工作为例，进行绳索钻探技术使用的分析和探讨。

3.1施工情况简要分析

据了解，该施工单位的施工现场主要使用的是sG-18型号的钻塔，XY-4型号的钻机，以及S7SIC型号的绞车，他们施工中所使用的水力旋流除砂器是根据具体的施工情况自制的。其次，他们所使用的钻头钻具有用来开孔的050机上钻杆，0108短岩芯管以及0110普通合金钻头等。最后，该施工单位在施工过程中所使用的泥浆是性能比非常高的以优质低固相腐植酸钾泥浆[5]。除此之外，该单位在实际施工过程中使用的工艺参数如下：钻压控制在600kg～800kg之间，转数则为375～800r/mim，IN=60V1 1rD，泵量一般控制在100L/min之下。

3.2保证质量施工措施和工艺

施工单位的施工人员往往会使用开孔及下套管、换径、测井以及及时清理泥浆等方法来确保施工的质量，有效地提高施工的效率。首先，在实际的施工过程中，施工人员往往会将套管下放到相对来说比较完整的地段来确保钻机能够平稳的运行，而且，施工人员会根据具体的施工情况使用适量的水泥来抹平泥浆槽或者泥浆坑等。其次，在实际的施工过程中，施工人员需要综合当时的施工情况和后期施工的具体要求来不断优化工艺参数；而且，施工人员也会根据地层实际情况来合理地调节参数，从而确保钻孔的质量是符合施工要求的。同时，施工人员也会及时清理泥浆，并随时补充新鲜泥浆，从而避免出现泥浆性能突变的问题，进而有效地确保钻探工作的安全性和可靠性。另外，在煤炭钻孔全孔测井的过程中，相关施工人员也会提前通知测井组到现场进行测井工作。

3.3操作硬质合金钻进时的工艺分析

在使用硬质合金钻进时，施工人员要采取有效的措施时刻保持孔内的清洁，如果出现岩粉超过标准时，相关人员就需要及时进行捞渣工作；如果出现脱落岩心的现象，腐植酸其次，在钻头下入孔内之后，施工人员需要通过轻压的方式来扫孔到底，然后再采取有效的措施进行加压，使其逐渐达到正常值。如果出现压力不足的问题，就需要施工人员要避免采用有效的措施来加快转速，从而防止出现合金过早磨损的情况，确保之后的施工工作能够顺利地进行[5]。另外，在进行正常钻进时，施工人员要时刻保持压力均匀，如果遇到孔内出现异常情况，并无法有效处理时，则需要立即提钻。而且，施工人员要对合金钻头进行分组并排队使用，确保不同钻孔的孔径是一致的。除此之外，相关工作人员需要合理掌握回次提钻的长度，而且要在每次完成提钻工作之后，仔细地检查钻头磨损情况，避免下次钻进工作出现参数差错，从而确保煤炭勘查工作的可靠性，提高勘查工作的效率。

4.在煤系地层钻进时的工艺分析

在煤系地层钻进时，施工人员需要时刻保持孔内的清洁，并根据实际情况使用科学的方法来进行取芯，而且，施工人员在钻进时，最好是见到煤就立即提钻，禁止出现试一下的情况。如果发现煤质微烧，或者空管采芯率比较低的现象，施工人员需要及时分析原因，并在制定合理的措施之后再下钻，杜绝出现抱有侥幸心理而盲目下钻的现象。同时，在钻具没有完全到底之前，施工人员就需要根据具体的情况调整好水量，并安装好减压的相关装置，而且在一个回次的钻进中，施工人员不可以变换钻进参数，并且要确保压力的均匀[6]。最后，在采到煤心时，施工人员需要在提钻之前就关水，让岩粉经过一段时间的沉淀，从而确保钻探工作能够顺利地进行，进而有效地提高煤炭勘查工作的效率。

5.施工效果

施工部分钻孔的统计结果如表1所示。

经过分析可得，在新疆范围内推广绳索鉆探技术是可行的，虽然实践表明部分工艺及技术方面依旧存在一系列问题，但在施工过程中不断改进和完善相关技术，能够有效地提高煤炭勘查以及开采的质量和效率，进一步提高煤炭资源的利用率[7]。

6.结束语

综上所述，煤炭行业的相关技术人员需要根据实际情况不断创新和发展新技术、新方法，真正地认识到绳索钻探技术在煤炭勘查中的重要性和必要性，充分发挥其价值，进而有效地提高煤田资源的使用效率，进一步改善煤炭能源的发展现状。

参考文献：

[1]高兴文，关阔，郭宏伟，赵艳利.浅谈绳索钻探工艺在煤田钻探中的合理应用[J].吉林地质， 2019， 38（03）： 96-98.

[2]杨文胜.煤田地质钻探中绳索取心钻进技术与装备的几点探讨[J].技术与市场， 2019， 26（04）： 169.

[3]张波.钾基聚合物抑制冲洗液在榆横矿区煤田地质绳索取心钻探工艺中的应用[J].资源信息与工程， 2017， 32（06）： 60-62.

[4]李柏军，邹润，郭超.绳索取心技术在覆盖地层钻井中的应用[J].煤田地质与勘探， 2019， 47（03）： 217-222.

[5]吕江漫.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].资源信息与工程， 2016， 31（03）： 112-113.

[6]张相.绳索取心钻进在新疆煤田地质勘探中的应用[J].中国煤田地质， 2013（03）： 67-69.

[7]丁明.绳索取样技术在工程勘察钻探中的应用与前景[J].探矿工程， 2012（02）： 16-19.