黄陵二号煤矿一-三盘区井田勘探钻探施工技术

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1、黄陵二号煤矿一三盘区井田勘探钻探施工技术摘要：黄陵二号煤矿一、三盘区井田勘探中探索和总结工艺，选择合理的设备和机具，使用适合的泥浆体系,特别是采用机械回转钻进方法，钻头为PDC钻头和硬质合金钻头，大幅度提高了钻探效率，减少孔内事故，保证施工质量，该工艺对该地区钻探施工具有重要意义。关键词：煤田勘探；钻探工艺；钻头；泥浆配置中图分类号：X752文献标识码：A文章编号：1工程概况二号煤矿位于陕西省黄陵县西北，东距县城约55km,行政区划属黄陵县双龙镇管辖，一、三盘区位于煤矿西南部。为了促进地方经济发展，加快黄陵地区能源建设步伐，为煤矿建设项目提供可

2、靠的地质依据，2012年黄陵矿业集团委托一九四队对该井田进行勘探。1.1地理条件本区位于黄陵矿区中部，据地表出露及钻孔揭露，本区地层由老至新依次有：三叠系上统瓦窑堡组(T3W)；侏罗系下统富县组(Jlf);中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、安定组(J2a)；白垩系下统洛河组(K1L)、新近系(N)、第四系(Q)1.2区域构造二号煤矿位于黄陵矿区西北部，为一倾向北西-北西西的单斜构造，地层倾角一般1-5。，局部达7-15°o根据2号煤层底板等高线推断，盘区北部及中部有2个古隆起区域,在该区域煤层沉积较薄至不可采。盘区内未发现断层及岩浆岩活动，

3、构造属简单类型。钻探工作量本次设计钻孔52个，工程量29697.00m,其中探煤孔48个，工程量27762.00m,探煤兼水文孔4个，工程量1935.00m,工程量为1100.00m。1.4施工主要困难(1)上部覆盖层较厚，一般在60^120m,上部基岩风化严重，与覆盖层交界处易漏失，部分孔段岩心采取率较低。(2)部分孔段较破碎，易发生岩心堵塞现象，影响钻探效率。(3)钻进时岩粉较多，不易排出，易发生憋泵现象，严重时发生埋钻等孔内事故。2钻探设备及钻探方法2.1设备选择本次钻探施工钻孔平均设计孔深为571米，最大设计孔深为746米，因此钻探设备选

4、型综合考虑地层、孔深、施工效率及进度等因素，选用主力机型为XY-6B型钻机，钻进能力为1500米，完全能满足本井田勘探施工要求。2.2钻进方法井田地表大部分被第四系黄土覆盖，地质构造较为简单，地层相对比较稳定，岩石硬度属中硬级别，其中延安组第三段为中粒砂岩及井田西部边缘一带直罗组为中粗粒砂岩，因此地层地质条件及岩层可钻性，选用PDC钻头和硬质合金钻头，采用机械回转钻进方法。1.3钻进参数3钻进工艺2.1探煤孔钻探施工工艺本井田要求全孔取芯，因此分三段进行施工：(1)第四系及新近系钻进工艺：采用三翼钻头在钻进,遇到孔口坍塌严重时，下入“168mm的

5、表层套管。(2)岩层中钻进工艺：采用PDC钻头或硬质合金钻头钻进，单管卡断器取芯钻具，以保证岩层的采取率。(3)煤层中钻进工艺：采用S75单动双管取芯器施工工艺，单动性能好，回次采取率可达90%以上。3.2水文工程孔钻进工艺水文工程孔煤岩层力学样采样钻孔按照规定选用大口径单动双管取芯钻具采取，岩煤芯直径不小于80mmo此次水文工程孔钻进工艺选用4)215mmPDC复合片或牙轮钻头扩孔至止水位置，止水层位以上选用©168mm止水管，下部抽水层位采用e133mm的裸眼。孔口选用4)273mm的表层套管，防止孔水文孔结构图口坍塌。(1)扩孔：采用4)4

6、45mm牙轮钻头扩孔到见基岩2m,下入巾273mm表层套管，扩孔钻具要带扶正器，钻头要带有导向，优选钻进参数，确保扩孔时不发生偏斜。(2)下套管：下套管前必须进行探孔深及校正孔深，确认止水位置，套管每隔10m必须有一组扶正器。同时对止水套管外壁进行渗油处理以便起下，认真检查套管丝扣和套管垂直度，保证套管连接质量和下入深度。(3)止水：临时止水器一般选用上托盘式止水器。下入孔内的套管深度确认后，进行止水效果检查。(如果抽水孔做为长观孔使用，止水应该采用永久止水。)(4)洗井：主要采用液态C02洗井，同时辅助刷孔器和活塞式联合机械洗井的方法。(5)抽

7、水设备：抽水选用压风机或者潜水泵抽水。地面测量装置按照水文地质设计和要求安装齐全、正确。(6)抽水试验：严格按照水文地质设计执行，做好原始记录，确保抽水试验数据的完整和准确。1.3冲洗液及护壁(1)第四系黄土层：采用配置优质泥浆钻进，防止坍塌、埋钻。(2)岩煤层钻进：采用PHP-PAN不分散低固相泥浆钻进。配方为：清水lm3+优质膨润土3-4%+Na2C030.1-0.3%搅拌制成原浆+PHP(水解度30%)100-150ppm+PAN100-150ppm搅拌均匀；性能指标：比重1.03-1.08g/cm3,粘度18-25s,含砂量小于0.2%,

8、失水量10-20ml/30min,PH=7.5-9o(3)水文孔钻进：水文孔钻进特别是含水层采用清水钻进或无固相冲洗液，确保含水层渗透性