1、整理ppt第十章第十章巖煤心采取巖煤心采取整理ppt 鉆探工程質量不僅直接影響著判斷地質構造，鉆探工程質量不僅直接影響著判斷地質構造，評價礦產資源，提交礦產評價礦產資源，提交礦產 儲量準確性和可靠性，還儲量準確性和可靠性，還影響到礦山開采設計的合理性。影響到礦山開采設計的合理性。 鉆探工程鉆探工程6項質量指標：項質量指標： 巖礦心的采取和整理；巖礦心的采取和整理； 鉆孔的彎曲度；鉆孔的彎曲度； 校正孔深；校正孔深； 簡易水文觀測；簡易水文觀測； 原始報表；原始報表； 封孔。封孔。 整理ppt第一節(jié)第一節(jié) 對巖煤心采取的要求對巖煤心采取的要求 巖礦心的采取是進行巖心鉆探的主要巖礦心的采取是進行巖

2、心鉆探的主要目的之一。目的之一。 煤田地質勘探的巖煤心鉆探的要求質煤田地質勘探的巖煤心鉆探的要求質量如下：量如下：（1）采取率）采取率 巖煤心采取率即實際取出的巖巖煤心采取率即實際取出的巖煤心長度與對應孔段實際鉆進進尺比例的煤心長度與對應孔段實際鉆進進尺比例的百分數(shù)。百分數(shù)。（2）完整性）完整性 取出的巖煤心應盡量避免人為取出的巖煤心應盡量避免人為破壞，要保持原生結構，以便確定巖煤層破壞，要保持原生結構，以便確定巖煤層分層，觀測其原生結構和共生關系。分層，觀測其原生結構和共生關系。整理ppt（3）純潔性）純潔性 取出的巖煤心不受外物的浸蝕取出的巖煤心不受外物的浸蝕和污染，以免影響巖石和煤的物理

3、化學性和污染，以免影響巖石和煤的物理化學性質指標。質指標。（4）盡量避免選擇性磨損）盡量避免選擇性磨損 巖沒心選擇性磨巖沒心選擇性磨損，會使其內在物質成分發(fā)生變化，影響損，會使其內在物質成分發(fā)生變化，影響整個礦區(qū)煤的儲量的計算和評價。整個礦區(qū)煤的儲量的計算和評價。（5）采心部位）采心部位 取出的巖煤心孔深部位必須取出的巖煤心孔深部位必須準確，上下順序不能顛倒，否則易歪曲巖準確，上下順序不能顛倒，否則易歪曲巖層所在層位的深度和厚度層所在層位的深度和厚度整理ppt第二節(jié)第二節(jié) 影響巖煤心采取的因素影響巖煤心采取的因素 影響巖煤心采取質量的因素是多方面影響巖煤心采取質量的因素是多方面的，同時也是很復

4、雜的。的，同時也是很復雜的。1.地質因素地質因素 地質因素是指巖煤層的物理力學地質因素是指巖煤層的物理力學性質和結構構造對取心的影響，它包括巖性質和結構構造對取心的影響，它包括巖石的強度、硬度、完整性、純潔性、研磨石的強度、硬度、完整性、純潔性、研磨性和易溶度。性和易溶度。2.工藝技術因素工藝技術因素 工藝技術的選擇必須適應地工藝技術的選擇必須適應地層條件，否則，將影響巖煤心的采取。層條件，否則，將影響巖煤心的采取。整理ppt第三節(jié)第三節(jié) 常用的取心工具常用的取心工具 和鉆進方法和鉆進方法 常用的取心工具有單管取心、雙動雙管取常用的取心工具有單管取心、雙動雙管取心、單動雙管取心和繩索取心等。心

5、、單動雙管取心和繩索取心等。 一、雙動雙管取心鉆具一、雙動雙管取心鉆具 該鉆具是指具有內、外兩層巖心管，該鉆具是指具有內、外兩層巖心管，并在鉆進中同時回轉的取心工具。并在鉆進中同時回轉的取心工具。整理ppt整理ppt二、單動雙管取心具二、單動雙管取心具 在鉆進過程中，外管轉動而內管不動的在鉆進過程中，外管轉動而內管不動的雙管鉆具稱為單管雙動鉆具。雙管鉆具稱為單管雙動鉆具。（一）阿氏鉆具（一）阿氏鉆具 主動用于煤層和主動用于煤層和13級松軟級松軟夾層、夾矸少的穩(wěn)定煤系地層鉆進。其鉆夾層、夾矸少的穩(wěn)定煤系地層鉆進。其鉆進效果良好，能夠取出完整的柱狀煤心和進效果良好，能夠取出完整的柱狀煤心和巖心。巖

6、心。整理ppt 它主要由異徑接頭、它主要由異徑接頭、聯(lián)動裝置、緩沖裝置、單動聯(lián)動裝置、緩沖裝置、單動裝置、內外管、內外鉆頭、裝置、內外管、內外鉆頭、巖心容納管和卡簧護心裝置巖心容納管和卡簧護心裝置等組成。等組成。 在采用阿氏單動雙管鉆具在采用阿氏單動雙管鉆具鉆進時，一般選用鉆進時，一般選用5 5 6KN6KN的的壓力，壓力，8080 150/mind 150/mind 的轉的轉速，速，6060 100l/min100l/min的沖洗液的沖洗液量的規(guī)程參數(shù)。量的規(guī)程參數(shù)。整理ppt（二）集氣式鉆具（二）集氣式鉆具 在煤層鉆進中，進行瓦斯采在煤層鉆進中，進行瓦斯采樣是煤田地質勘探中的一項重要樣是煤

7、田地質勘探中的一項重要工作。工作。 集氣式單動雙管鉆具是集氣集氣式單動雙管鉆具是集氣式瓦斯采樣鉆具中的一種式瓦斯采樣鉆具中的一種轉用于煤層鉆進采取瓦斯和煤心。轉用于煤層鉆進采取瓦斯和煤心。整理ppt集氣式單動雙管鉆具的構造如圖：集氣式單動雙管鉆具的構造如圖： 鉆具主要有外管、帶集氣室的內管和帶鉆具主要有外管、帶集氣室的內管和帶緩沖器的聯(lián)動部分等組成。緩沖器的聯(lián)動部分等組成。整理ppt（三）金剛石鉆具（三）金剛石鉆具 金剛石單動雙管鉆具主要組成有：異徑接頭，金剛石單動雙管鉆具主要組成有：異徑接頭， 單動裝置回流閥，內、外管和卡心裝置等組成。單動裝置回流閥，內、外管和卡心裝置等組成。 如圖：如圖：

8、整理ppt三、繩索取心鉆具三、繩索取心鉆具 繩索取心鉆進是在回次終了，巖心裝繩索取心鉆進是在回次終了，巖心裝滿巖心管時，不提升全套鉆具而是用鋼絲滿巖心管時，不提升全套鉆具而是用鋼絲繩的打撈器從鉆桿中把取心管提出，待把繩的打撈器從鉆桿中把取心管提出，待把巖心取出后又從鉆桿中把取心管投入到孔巖心取出后又從鉆桿中把取心管投入到孔底。底。整理ppt（一）特點（一）特點 1、鉆進效率高：、鉆進效率高： 由于減少了升降作業(yè)的反之由于減少了升降作業(yè)的反之時間，能使鉆進時間相對增加，因而提高了臺月時間，能使鉆進時間相對增加，因而提高了臺月效率。效率。 2、延長鉆頭壽命：、延長鉆頭壽命： 由于提鉆次數(shù)少，鉆頭損

9、由于提鉆次數(shù)少，鉆頭損壞的機會也相應減少，加之繩索取心鉆桿與孔壁壞的機會也相應減少，加之繩索取心鉆桿與孔壁的間隙小，鉆頭工作穩(wěn)定，因而提高了鉆頭的壽的間隙小，鉆頭工作穩(wěn)定，因而提高了鉆頭的壽命。命。 3.、提高巖礦心采取率：、提高巖礦心采取率： 繩索取心比提鉆取心繩索取心比提鉆取心簡便得多，鉆進過程中能夠做到遇堵即提，有利簡便得多，鉆進過程中能夠做到遇堵即提，有利于提高巖礦心的采取率和質量。于提高巖礦心的采取率和質量。 整理ppt4、有利于孔內安全和鉆穿復雜地層：、有利于孔內安全和鉆穿復雜地層：這這是由于鉆桿與孔壁間隙小，巖粉上升速度快，是由于鉆桿與孔壁間隙小，巖粉上升速度快，保證了孔底的清潔

10、。加之提鉆次數(shù)減少，孔保證了孔底的清潔。加之提鉆次數(shù)減少，孔壁裸露機會少，所以有利于孔內安全和穿過壁裸露機會少，所以有利于孔內安全和穿過復雜地層。復雜地層。5、減少了勞動強度，降低了鉆探成本：、減少了勞動強度，降低了鉆探成本：繩索取心也存在一些缺點，如：要求鉆桿的繩索取心也存在一些缺點，如：要求鉆桿的材質好，加工精度高，使鉆桿成本加大，鉆材質好，加工精度高，使鉆桿成本加大，鉆桿柱與孔壁間隙小，沖洗液阻力大，鉆頭壁桿柱與孔壁間隙小，沖洗液阻力大，鉆頭壁較厚，切削孔底巖石的面積大，因此，鉆進較厚，切削孔底巖石的面積大，因此，鉆進時耗大。時耗大。整理ppt（二）結構原理（二）結構原理 SCSC565

11、6型鉆具，該鉆具分為單動雙層巖型鉆具，該鉆具分為單動雙層巖心管和打撈器兩部分。心管和打撈器兩部分。 雙管部分由雙管部分由外管總成外管總成和和內管總成內管總成組成。組成。l 外管總成包括：外管總成包括：彈卡擋頭、彈卡室、穩(wěn)定接彈卡擋頭、彈卡室、穩(wěn)定接 頭（擴孔器頭（擴孔器 ）外管、擴孔器和鉆頭；）外管、擴孔器和鉆頭；l內管總成包括：撈矛、彈卡、單動機構、調內管總成包括：撈矛、彈卡、單動機構、調節(jié)機構、內卡及卡取巖心機構。節(jié)機構、內卡及卡取巖心機構。整理ppt整理ppt整理ppt繩索取心器機構的工作原理：繩索取心器機構的工作原理： 1、撈矛機構：有撈矛卡和卡簧組成。、撈矛機構：有撈矛卡和卡簧組成。

12、 取心時，打撈器在鉆桿內下放到內管總成取心時，打撈器在鉆桿內下放到內管總成上部，打撈鉤抓住撈矛，向上提升打撈器，回收上部，打撈鉤抓住撈矛，向上提升打撈器，回收卡筒上提，并向內壓縮彈卡，使彈卡收攏，這樣卡筒上提，并向內壓縮彈卡，使彈卡收攏，這樣內管總成和外管脫離，從而把內管總成提升上來內管總成和外管脫離，從而把內管總成提升上來 2、彈卡機構：主要由彈卡架、彈卡、彈簧等部、彈卡機構：主要由彈卡架、彈卡、彈簧等部件件 組成。組成。 其作用是內管坐到外管中時，彈卡借助脹簧其作用是內管坐到外管中時，彈卡借助脹簧的彈力脹開，貼在彈卡室的內壁上，使鉆具實現(xiàn)的彈力脹開，貼在彈卡室的內壁上，使鉆具實現(xiàn)定位。定位

13、。整理ppt（3）緩沖機構）緩沖機構 由彈簧、鎖母、開口銷組成。當拉斷巖由彈簧、鎖母、開口銷組成。當拉斷巖 心時起保護內管的作用。心時起保護內管的作用。 （4）單動機構）單動機構 由兩副軸承實現(xiàn)鉆具的單動。由兩副軸承實現(xiàn)鉆具的單動。 （5）調節(jié)機構）調節(jié)機構 內管總成和外管總成的長度，通過下軸內管總成和外管總成的長度，通過下軸 和鎖母進行微調，達到彈簧座端部與鉆頭內和鎖母進行微調，達到彈簧座端部與鉆頭內 臺階所要求的間隙。臺階所要求的間隙。 整理ppt（6）打撈機構又稱打撈器，）打撈機構又稱打撈器，主要有打撈鉤、重錘和安全繩組成。打撈鉤主要有打撈鉤、重錘和安全繩組成。打撈鉤在打撈內管時用力夾持

14、矛頭，重錘的作用是加速打在打撈內管時用力夾持矛頭，重錘的作用是加速打撈器的下降速度，以節(jié)省打撈時間。安全繩是一段撈器的下降速度，以節(jié)省打撈時間。安全繩是一段細繩，當內管因某種原因被卡死而提不上來時，可細繩，當內管因某種原因被卡死而提不上來時，可強力提斷安全繩，再提鉆處理。強力提斷安全繩，再提鉆處理。 內管是靠自重投放的，為了加快下降速度可內管是靠自重投放的，為了加快下降速度可借助水泵壓力推送。借助水泵壓力推送。 整理ppt四、反循環(huán)鉆進取心四、反循環(huán)鉆進取心 在鉆探施工中，清洗介質在孔底外環(huán)狀空間在鉆探施工中，清洗介質在孔底外環(huán)狀空間進入，沖洗孔底并攜帶巖粉由內環(huán)狀空間離開孔進入，沖洗孔底并攜

15、帶巖粉由內環(huán)狀空間離開孔底的循環(huán)方式稱為反循環(huán)。底的循環(huán)方式稱為反循環(huán)。 反循環(huán)能避免沖洗液對巖礦心的正面沖反循環(huán)能避免沖洗液對巖礦心的正面沖刷和液柱對巖礦心的壓力所沖刷的擠壓和磨損，刷和液柱對巖礦心的壓力所沖刷的擠壓和磨損，從而利于保全巖礦心，減少流失和減輕選擇性磨從而利于保全巖礦心，減少流失和減輕選擇性磨損。但是，由于巖心管內水流起著嚴重的分選作損。但是，由于巖心管內水流起著嚴重的分選作用，比重、顆粒小，巖礦心容易向上流動，造成用，比重、顆粒小，巖礦心容易向上流動，造成層次混亂。反循環(huán)鉆進取心適用各類松散、破碎、層次混亂。反循環(huán)鉆進取心適用各類松散、破碎、怕沖刷的巖礦層，包括硬、脆、碎巖煤

16、層。怕沖刷的巖礦層，包括硬、脆、碎巖煤層。 整理ppt（一）無泵孔底反循環(huán)（一）無泵孔底反循環(huán) 無泵孔底反循環(huán)鉆進，無泵孔底反循環(huán)鉆進，就是不用水泵送水借助就是不用水泵送水借助頻繁地上下提動鉆具，頻繁地上下提動鉆具，造成巖心管內外壓力造成巖心管內外壓力使孔內液體形成局部使孔內液體形成局部反循環(huán)。實現(xiàn)孔底沖洗。反循環(huán)。實現(xiàn)孔底沖洗。 整理ppt（二）噴射式孔底反循環(huán)（二）噴射式孔底反循環(huán) 噴射式孔底反循環(huán)噴射式孔底反循環(huán)鉆進是利用射流泵的工作鉆進是利用射流泵的工作原理來形成孔底反循環(huán)。原理來形成孔底反循環(huán)。整理ppt（三）反循環(huán)連續(xù)（三）反循環(huán)連續(xù) 取心鉆進取心鉆進 反循環(huán)連續(xù)取心是反循環(huán)連續(xù)取

17、心是利用不同的沖洗介質利用不同的沖洗介質（沖洗液、空氣或泡沫）（沖洗液、空氣或泡沫）把巖心和巖屑經(jīng)鉆桿的把巖心和巖屑經(jīng)鉆桿的中心通道連續(xù)不斷地中心通道連續(xù)不斷地輸送到地表的鉆探方法。輸送到地表的鉆探方法。整理ppt 第四節(jié)第四節(jié) 煤心采取與補取煤心采取與補取一、煤心的采取一、煤心的采取 對煤心采取來說，首要的問題是確保見煤對煤心采取來說，首要的問題是確保見煤準確，然后才能根據(jù)煤層的特性選用相應的準確，然后才能根據(jù)煤層的特性選用相應的取煤工具，采取必要的技術措施，以達到采取煤工具，采取必要的技術措施，以達到采心要求。心要求。1、掌握見煤征兆、掌握見煤征兆 煤層在沉積過程中，巖性、巖相及所含化煤層

18、在沉積過程中，巖性、巖相及所含化石等均有一定的規(guī)律。利用這一規(guī)律，認真石等均有一定的規(guī)律。利用這一規(guī)律，認真地分析地表、煤層露頭和已結束鉆孔的實際地分析地表、煤層露頭和已結束鉆孔的實際情況，來預測煤層：情況，來預測煤層： 整理ppt（1）掌握標志層，）掌握標志層， 標志層是在煤層上部的一定標志層是在煤層上部的一定距離內，普遍發(fā)育的，具有一定代表性的巖層，距離內，普遍發(fā)育的，具有一定代表性的巖層，且厚度和巖性一般較穩(wěn)定。施工中采取到該層且厚度和巖性一般較穩(wěn)定。施工中采取到該層位的巖心時，可作為見煤的重要預兆。位的巖心時，可作為見煤的重要預兆。（2）掌握化石標志，由于古地理環(huán)境的不同，）掌握化石標

19、志，由于古地理環(huán)境的不同，煤系地層形成過程中動植物的生長與分布也不煤系地層形成過程中動植物的生長與分布也不同。在煤炭地質鉆探時，準確掌握某些動植物同。在煤炭地質鉆探時，準確掌握某些動植物化石賦存的特征層位距離的關系，可作為見煤化石賦存的特征層位距離的關系，可作為見煤預兆。預兆。 （3）計算見煤深度，一般鉆頭加熱煤層時進尺）計算見煤深度，一般鉆頭加熱煤層時進尺速度會加快，泵壓增高，鉆具回轉輕松，動力速度會加快，泵壓增高，鉆具回轉輕松，動力傳動皮帶運轉平穩(wěn)，這些明顯征兆，有利判斷傳動皮帶運轉平穩(wěn)，這些明顯征兆，有利判斷是否見煤。是否見煤。整理ppt2、煤層及煤層頂?shù)装邈@進時的技術措施、煤層及煤層頂

20、底板鉆進時的技術措施 煤層鉆進時，禁止卡料卡取巖心。煤層煤層鉆進時，禁止卡料卡取巖心。煤層頂板松軟，破碎時，可采用雙管鉆進，若煤頂板松軟，破碎時，可采用雙管鉆進，若煤層頂板堅硬時，必須采盡巖心后方可下入雙層頂板堅硬時，必須采盡巖心后方可下入雙管進煤層。下鉆前，檢查取心鉆具，應使其管進煤層。下鉆前，檢查取心鉆具，應使其轉動靈活，水路暢通，鉆頭高差合適，內外轉動靈活，水路暢通，鉆頭高差合適，內外管間隙要配合適當。管間隙要配合適當。整理ppt 煤層鉆進時技術參數(shù)要適當，掌握均勻，嚴禁煤層鉆進時技術參數(shù)要適當，掌握均勻，嚴禁提動，回次末可適當增加壓力，使煤心造成自然提動，回次末可適當增加壓力，使煤心造

21、成自然堵塞。沖洗液一定要符合要求，回次進尺不能過堵塞。沖洗液一定要符合要求，回次進尺不能過大。大。 煤層及頂?shù)装邈@進時，要切實做好判層工作，煤層及頂?shù)装邈@進時，要切實做好判層工作，提前下見煤預告。限制回次進尺，一回次不超過提前下見煤預告。限制回次進尺，一回次不超過一米，每層煤的第一鉆程不得超過一米，每層煤的第一鉆程不得超過0.5m0.5m。 取出煤心后，要準確丈量，按順序排列。編號，取出煤心后，要準確丈量，按順序排列。編號，并用塑料口袋裝好封住以備采樣。并用塑料口袋裝好封住以備采樣。 凡打丟、打薄可采煤層，按規(guī)定采取補救措施。凡打丟、打薄可采煤層，按規(guī)定采取補救措施。整理ppt二、巖煤心的補取

22、二、巖煤心的補取 巖煤心施工中，由于種種原因，往往提出的巖巖煤心施工中，由于種種原因，往往提出的巖煤心采取率不夠或打丟煤層，影響對煤炭資源的評煤心采取率不夠或打丟煤層，影響對煤炭資源的評價，嚴重的可能造成鉆孔報廢。因此必須進行巖煤價，嚴重的可能造成鉆孔報廢。因此必須進行巖煤心補取。心補取。（一）撈取巖心的方法（一）撈取巖心的方法 在硬、脆、碎的巖層中，如巖心未被取上來，在硬、脆、碎的巖層中，如巖心未被取上來，可用單管、雙管或噴反鉆具進行撈取孔底殘留巖心可用單管、雙管或噴反鉆具進行撈取孔底殘留巖心工作。常用撈取鉆頭有：工作。常用撈取鉆頭有： 鋼繩鉆頭、鋼繩鉆頭、 彈簧片鉆頭、彈簧片鉆頭、 膠皮抓

23、鉆頭、膠皮抓鉆頭、 卡簧巖心撈取器卡簧巖心撈取器。整理ppt（二）孔壁取樣（二）孔壁取樣 當煤層的層位和層厚清楚，煤層被打丟、當煤層的層位和層厚清楚，煤層被打丟、打薄或燒灼變質時，可常用孔壁取樣的方打薄或燒灼變質時，可常用孔壁取樣的方法補取煤樣以滿足化驗的要求。法補取煤樣以滿足化驗的要求。整理ppt常用的取樣器有以下幾種：常用的取樣器有以下幾種：1、刮煤器、刮煤器 補取煤心時，將鉆具下到預定的刮補取煤心時，將鉆具下到預定的刮煤孔段后開泵送水，膠皮活塞在泵壓煤孔段后開泵送水，膠皮活塞在泵壓的作用下，克服彈簧的彈力，推動齒的作用下，克服彈簧的彈力，推動齒桿向下移動，齒桿上的齒條驅使刀架桿向下移動，

24、齒桿上的齒條驅使刀架上帶齒刮刀向兩側張開，接觸孔壁，上帶齒刮刀向兩側張開，接觸孔壁，借助鉆具的回轉刮落孔壁上的煤，刮借助鉆具的回轉刮落孔壁上的煤，刮下的煤塊落入取樣器筒中，停泵后，下的煤塊落入取樣器筒中，停泵后，在彈簧的作用下活塞帶動齒桿向上移在彈簧的作用下活塞帶動齒桿向上移動，刮刀收攏，即可提出煤樣。動，刮刀收攏，即可提出煤樣。 整理ppt 使用這種刮煤器時，下井前要做壓力使用這種刮煤器時，下井前要做壓力試驗，使刮刀伸張自由，無蹩現(xiàn)象，刮煤試驗，使刮刀伸張自由，無蹩現(xiàn)象，刮煤時轉速要控制在時轉速要控制在6080r/min6080r/min，最大不要超，最大不要超過過100r/min,100r/min,以免使刮刀折斷；提鉆前，以免使刮刀折斷；提鉆前，需要在孔壁內靜止需要在孔壁內靜止1020min1020min，以便煤屑充，以便煤屑充分沉淀。分沉淀。整理ppt