煤田钻探技术发展与展望

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1、煤田钻探技术发展与展望回首煤田地质钻探工作发展的历程，感慨颇多。建国初期，煤田地质勘探工作可谓“一穷二白”，仅有工人400多名，技术人员10几名和14台破烂不堪的钻机，仅在个别矿区有零星的钻探工作量。随着新中国煤炭工业的蓬勃发展，煤田地质勘探工作得到了飞速发展,在全国29个省、区先后建立了100多个煤田勘探队，年开动钻机上千台。累计完成钻探工作量7494.62万米，探明煤炭储量超过10000亿吨，为我国煤炭工业的发展提供了可靠的资源。作为煤田勘探重要方法——钻探工程，在一代又一代钻探人的不懈努力下，取

2、得了巨大的变化和发展。现在，除从事煤田地质勘探外，已全面进人社会地质、岩土基础工程市场，承接如井筒冻结、帷幕注浆、水、盐、地热井、工程地质勘查、浅层石油、煤层气、边坡锚固、岩土基础等工程。施工机械也由当初的改造老千米钻机，迅速发展到如今的以大型专用桩机为主，大、中、小专用机械设备基本齐备，施工手段能满足各种工程要求的局面，并引进了国外先进的地下连续墙、锚杆施工设备。施工项目从楼房基础到道路桥梁，从工程地质到治理环境地质灾害等。可施工钻孔灌注、锚固、旋喷、挤密等各种基础桩。煤田地质系统在岩土基础工程市场

3、的竞争能力有了很大的提高。一、钻探工艺、技术不断发展、完善根据勘探矿区和勘探程度的要求，在60年代前后，煤田钻探主要采用的是较为单一的普通硬质合金钻进工艺，钻探效率受地层、岩石因素影响较大。如在软地层采用的“高压大水无岩芯快速钻进测井解释法”，使煤田钻探效率有显著提高，曾创单机日进尺1140m、月进尺21806m的记录。1976—1985年的10年间，完成的岩芯钻探工作量最大，年均280万米左右，但主要是靠增加钻机开动台数和时间来完成的。80年代以后，随着勘探区的改变和矿井建设精度要求的增加，无岩芯钻

4、进比率由50%减少为5%—10%，这个时期，我们制定、执行了以绳索取心、金刚石钻进技术为主导，因地制宜地推广多种工艺相结合的钻探技术发展方针，极大的促进了煤田钻探新技术、新工艺的发展，并取得了良好的技术经济成果和社会效益。如地质效果明显提高，钻孔的特甲级孔率稳定在85%以上，岩煤芯采取率达90%以上。1、以金刚石钻进为主导，不断提高钻探技术水平从80年代中后期开始，绳索取芯金刚石钻进工艺逐步应用于煤田钻探，通过十几年的不懈努力，绳索取芯金刚石钻进技术取得了长足的进步，日趋配套、完善、成熟。我们紧扣配套

5、、完善、发展、提高这一关键环节，以钻探施工中急需解决的生产、技术难题为目标，以科研项目为突破口，努力将科研项目成果真正转化为生产力。如在绳索取芯金刚石钻进工艺搞得较早的福建煤田地质局，先后立项Ⅱ类钻探科研项目4—5项，如复杂地层冲洗液的研究、适岩钻头的研究、管螺纹数控车床的研究、钻杆等离子弧焊的研究等，取得可喜的成果。福建煤田地质局的岩芯钻探已全部实现绳索取心化，并且一直使用至今。钻月效率由打钢粒时的190m左右提高到640m，钻孔深度可达1400m。为南方地区的煤田钻探树立了良好的示范样板。钻头研究

6、、制造、应用硕果累累。煤田钻探面对的软——中硬岩石约占70%，对常用的硬质合金取芯钻头改进、研制出铸造锯齿形贴镶、三刮刀、排状硬质合金和装配式等不同类型的钻头40多种。在90年代前后，针对不同勘探区的岩层，多次立项，重点对天然、人造、聚晶、复合片等类型的金刚石钻头进行了研制及推广应用，取得良好效果。如湖南煤田地质局研制的电镀金刚石钻头，选用不同配方得到不同的胎体硬度，以高强度金刚石、聚晶或聚晶烧结体为保径材料，运用电镀二次成型工艺，较好地解决了电镀钻头保径能力较弱的技术难题，该系列钻头平均寿命63.8

7、8m。四川煤田地质研究所研制的绳索取芯聚晶钻头应用于可钻性2—6级的粉砂岩、灰岩及其互层，平均时效2.36m/h，平均寿命165m。山东煤田地质局与西安分院钻探所合作研制的复合片无芯钻头，在山东济宁煤田唐口勘探区应用，平均时效1.56m/h，平均寿命205.20m，钻头最高进尺876m。2、因地制宜发展多种钻进工艺①空气泡沫钻进工艺90年代初期，煤田钻探生产便遇到了在干早缺水地区需要穿过老窿、空巷等严重漏失地层的生产难题。如在山西大同的同忻勘探区，施工中要穿过2—3层采空区，该地区还是个严重干早缺水地

8、区，这对采用水介质循环的常规钻进工艺来说困难极大，仅技术护壁套管就要下数层。由于空气泡沫钻进工艺不存在介质漏失问题，且排粉效果好，有效地减少了重复破碎，因此，通过开发应用该工艺，不仅有效解决了钻孔严重漏失和护壁的难题，还大幅度提高了钻探效率。泡沫钻进孔深可达601m。②潜孔锤反循环钻进工艺结合实际生产，在河北宣化煤田四队，对深孔高水柱大背压情况下的反循环连续取样空气潜孔锤钻进工艺，开展了较深入的试验研究，先后在3个钻孔进行了生产试验，孔深分别为342.2