引言
在煤矿的开采过程中,地质资料的精确度直接关系到开采作业的安全和采掘接续工作。在工作面的回采过程中,区域内煤层赋存情况和原地质资料存在差异时,需要进一步勘探。传统的勘探方法以钻探为主,其工程量大,缺乏宏观分析,施工具有一定的盲目性。我国专家学者针对综合勘探技术进行了大量研究且取得较多成果。基于此,本文分析工作面后半段煤层的赋存情况和原地质资料存在差异,根据巷道的掘进情况预测工作面后半段存在无煤区,为精确了解该区域煤层赋存情况,采用物探技术对区域进行宏观勘探,为钻探技术的施工优化提供理论依据。
1地质探矿的主要内容
在正式采矿前,勘探工作是必不可少的。技术人员要明确勘探范围,根据不同的地质条件,采用合适的勘探方法,以保证勘探工作顺利开展。工作人员在测量的同时,也要做好记录,保证数据的准确性。同时,勘查人员还应全面分析尾矿资源,并注重采用切实可行的技术方案和开发理念,并根据实际情况增强其可操作性。因此,应加强对尾矿的勘探,以减少资源浪费,使其有可持续发展空间。由于矿物不可再生,勘探的过程中,技术人员必须要明确开采年限,重视开发替代性资源,延长采矿的使用寿命。
2地质钻探管理中存在的问题
2.1故障原因排除难度较大
地质钻探技术管理过程中,技术人员遇到难度较大的问题就是故障原因排查环节,但是,这也是和钻探技术人员的专业技术能力有紧密关联。现阶段,大部分现场的地质设备技术人员普遍专业水平较低,所以无法通过专业技术手段对地质钻探设备进行管理,并且故障原因排除的过程有一定难度,继而极大程度降低钻探设备维护的时间。同时,现场技术人员在管理过程中,更多是通过维修经验进行,过度注重操作能力,缺少对知识理论的学习,但是,实际操作能力和知识理论知识很重要,二者缺一不可。一旦缺少其中一项,就会造成在维修过程中只凭借工作经验,缺少有力的知识理论支撑,继而针对不常出现的故障问题很难快速找到故障真正原因,影响后续地质钻探工作周期。
2.2管理模式不完善
现阶段,针对地质钻探设备的维修与保养工作,大部分地质钻探相关单位缺少完善的管理制度措施,没有将钻探设备维修和保养列入管理制度内容中,对管理制度缺少有效的指导,继而导致钻探设备维护不及时和不规范。与此同时,大部分没有设立专门钻探设备维修与保养的工作部门和维修人员,维修与保养的时间设置随意,维修人员在操作过程中缺少有效的方法,仍然使用传统的维修方式,继而对钻探设备正常运行有影响,极容易在运行过程中出现安全事故。除此之外,地质钻探设备没有及时更新,再加上地质钻探工程施工难度较高且对钻探设备消耗强,工作效率有一定影响,并且施工现场工作人员使用钻探设备后,不能及时归置,随意摆放,极容易造成钻探设备存在安全隐患,无法正常使用。地质钻探相关单位缺少完善的管理制度,长此以往,就会造成钻探设备不能正常运行。
3地质工程勘查中钻探技术方法及应用效果分析
3.1反循环钻探技术
根据介质的不同,反循环钻探技术可以分为2种类型,一种是空气反循环,另一种是水力反循环。空气反循环技术是通过空气介质,采用双臂钻杆外管,将空气输送到孔底,空气挤压发生膨胀,达到一定程度后膨胀会产生巨大冲击力,空气在孔底会使岩石产生强烈冲撞,钻杆将空气输送到地面,这个过程中会带出细小的岩石,工作人员可以对这些岩石进行研究,从而得知工程实施地点的地质环境和构造规律。这个方法的优点在于工作强度较低、使用简单,不需要工作人员具备精湛的技术水平,且错误率较低,所以能很好地节约工作成本。但是空气反循环钻探技术的使用也有其局限性,例如空气反循环在干旱地区使用时会因为土层较为疏松,使得空气带出的样品缺少代表性,技术人员很难通过这些样品判断地层结构实际情况,对地质勘查工作无法作出准确判断。水力反循环与空气反循环原理类似,是利用水或泥浆作为介质,将水或泥浆输送到孔底,取心钻头取出后带出岩心,岩心跟随钻头返回地面,工作人员对岩心样品进行研究后得到地质环境的实际勘查结果。此方法的优点在于水或泥浆带出的岩心样品具有较高完整性,而且也不需要很高的劳动强度,地质勘查人员能通过样品完整推测出地质环境结构,不过该方法需要耗费大量水资源,且泥浆配比量也需要严格把控,所以该方法可能会大大降低地质勘查效率,影响工程进度。
3.2金刚石绳索取芯技术
采用金刚石绳索取芯技术,不需要从岩芯管中取出岩芯,可通过钻柱的方式,将岩芯内的岩芯取出。在地质矿产勘查工作中,金刚石绳索取芯技术具有以下优点:一是具有良好的地质效应。金刚石绳索取芯技术具有提升平稳、打捞速度快、报警迅速等优点,在遇到岩管堵塞时,可确保在钻探过程中及时报警,降低工作损耗,确保技术人员快速、高效处理;二是钻井作业的效率较高。与常规取芯钻头相比,金刚石绳钻头具有更高的硬度、厚度,且不需要任何辅助设备就可以连续钻井,比一般钻头具有更高的钻井效率。在实际应用中,采用金刚石绳索取芯技术,可以减少提钻次数,减少施工时钻头的损失,提高钻头的使用寿命。减少钻机数量,可降低劳动强度,从而使金刚石绳索取芯技术在降低人工和刀具成本方面,都取得了很好的效果。
3.3利用定向钻进技术,实现一基多孔井场钻探
为了减少钻探施工对矿山地质环境造成的波动引起矿山坍塌,防止在施工过程中产生安全事故,就需要尽量减少钻探工作。所以可以利用定向钻进技术,实现一基多孔的运用,减少钻机的使用数量和设备的搬迁。定向钻进技术可以利用一个基台钻进多个孔洞,或者是在一个孔内钻进多个分支孔。这样可以减少钻井基台的修建数量,也能减少交通道路的修建数量和设备搬迁工作。这样既能够节约探查施工成本,还能够减少钻孔技术对矿山的扰动和破坏。这就需要对井场钻探的结构进行计划和布置,根据井场的实际情况通常设置八个以内的钻孔。而且为了避免井场的渗漏污染矿山地下水资源,在对钻井结构进行布置时,还需要在经常上铺上一层土工布,这样可以有效解决钻井的渗漏对地下水的破坏,对地下水资源进行保护。
结束语
在矿井地质勘探工程中应用钻探技术,有助于提高钻井效率和同一层厚度下的钻速。随着勘探工作的深入,钻井作业面临的地层条件越来越差,对钻井施工造成了较大影响。所以,应选择科学、合理的钻探方法、泥浆工艺、施工工艺、钻头类型,才能取得较好的钻探效果。
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