煤田钻探孔内事故的预防及综合治理|煤田钻探目的

　　 【摘要】:煤田钻探孔内事故是影响煤田地质钻探施工经济效益的最大因素和主要问题，其具体表现在两个方面：一是影响钻探工程的施工进度；二是使得钻探成本提高。三是在孔内事故过程中,处理不当,有可能造成机械和人身事故,导致生命财产损失。因此，对于每一个煤田钻探工作者来说，如何有效的预防、判断和处理煤田钻探孔内事故就显得尤为重要。本文基于此种意义，就个人二十多年来的经历，探讨煤田钻探孔内事故的预防、判断以及孔内事故发生的综合处理方法，希望能够给行业提供一点借鉴经验。
　　【关键词】：孔内事故预防判断综合治理
　　中图分类号： P634 文献标识码： A 文章编号：
　　引言
　　提前预防、准确判断、正确处理孔内事故是提高煤田钻探效益的重要保障。孔内事故具有隐蔽性，在处理过程中存在很大的不可预见性，但是孔内事故并不可怕，它可防亦可治。为了避免简单的事故转化为复杂的事故，初级的机械事故演变为安全生产事故，我们必须在提前预防的基础上，对孔内事故做到准确判断、正确处理。
　　一、孔内事故的预防
　　1.完善安全管理制度
　　①建立完整的钻探机械设备档案，是安全管理的重要手段之一。做好安全状况的最早记录，从而来分析钻探机械安全监测时间安排、设备状态的第一信息；
　　②明确分工制度，加强监管部门的监督管理力度，操作人员的岗位制度；
　　③全部人员都必须熟悉并掌握整个操作流程、安全规程；
　　④规定每日大致检查，每周进行大范围检查，并给予维修与保养；
　　⑤加强操作人员的交接班制度，务必保证每日正常运行工作；
　　⑥定期对管理者与操作人员进行考核，成绩优异者，给予表扬与奖励，反之，给予一定处罚。
　　2提高煤田钻探操作者以及管理者素质
　　合理使用起钻探设备，操作过程必须严格按正规操作流程实施，是保证煤田地质钻探施工安全的重要环节。个人统计，现在安全事故的发生多数是因为人为因素的损害，因此提高起煤田钻探操作者以及管理者的素质是非常重要的。管理者要对操作人员落实严密监工情况，管理者不仅要了解各种钻探设备安全生产注意事项、操作要点、规范、规程和行政管理方面的知识，更要有强烈的事业心和责任感。若管理者与操作人员素质差异较大，就会严重影响煤田地质钻探施工进程。因此，煤田钻探设备操作人员与管理者都要定期参加勘探系统举行的业务技能培训，尤其是对钻探机械设备方面的专业知识、安全操作流程，进行系统、有计划地学习。同时提高钻探设备操作人员的政治思想素质，调动他们积极工作热情和强烈的责任心，做到眼观六路、耳听八方，树立良好的风纪和职业道德风范。
　　3认真巡检钻具材料。
　　煤田地质钻探施工中常使用的钻具有普钻和绳转两种。这两种钻具的钻杆接头、扩孔器、岩芯管螺丝头和钻头外径都比较大，同时也极易磨损。对于磨损过度的钻具部件应做到早发现早更换；对于弯曲的钻杆要及时校直；对于外径不合格的钻杆要避免其下入钻孔内（在使用前各班组有专人负责进行检查，不合格的单独存放，及时回收）。由于在上下钻具的过程中钻具面临着频繁的安装、拆卸，造成接头处丝扣磨损严重，达不到紧固作用，检查中一旦发现就必须更换。
　　4泥浆性能的调节。
　　煤田地质钻探施工中常使用的泥浆有无固相泥浆和低固相化学泥浆两种。泥浆的性能往往由粘度、失水量、比重、酸碱度、润滑性来决定，因此在泥浆性能保持方面要特别注重。怎么样保持泥浆性能呢？一是合理地使用聚丙烯腈(PAN)、润滑剂、烧碱(NaOH)、聚丙烯酰胺(PAM)、植物胶、纯碱(Na2CO3)、膨润土等原料。二是Na-CMC、植物胶、润滑剂、膨润土的预制时间以达到24小时为宜。三是预制水解聚丙烯酰胺,聚丙烯腈需加入氢氧化钠，水解度以30%为最佳。
　　二、孔内事故的判断
　　1脱钻事故---具体表现为正常钻作业中突然不进尺, 钻具回转突然变轻，操作者最直接的感觉是正在运转的设备负重感突然大大减轻，提拉时出现无劲或者拉力称重不够下钻时重量的现象。
　　2埋钻、烧钻事故---具体表现为在钻进过程中回转阻力陡增或根本无法继续回转，同时伴随发生的还有水泵压力逐渐增大，泵量却递减（或是水敏性地层缩径的情况）。
　　3折钻、卡钻事故---具体表现为在钻进过程中,发生坍塌、掉块、缩径现象, 造成“憋泵”、“憋钻”现象也突然随之出现,引起折钻或卡钻事故。
　　三、孔内事故的综合治理
　　1 钻杆折断
　　① 由于含砾石及遇水膨胀地层，在钻进过程中，有坍塌、掉块、缩径现象发生，突然发生“憋泵”、“憋钻”现象，造成折钻事故；② 含砾石地层，砾石一般硬度较高，达8～ lO级，不加压难以进尺，钻压过大导致折钻；③ 钻头选用不当，钻头底出刃过长，钻头刀刃吃入岩石深度加大，以致钻头得到的主动扭矩无法剪切破碎岩石，导致钻头瞬间停止旋转或旋转速度不均匀，造成憋钻，进而引发钻杆折断；④ 含砾石地层，在钻进过程中，井壁对钻杆磨损过快，特别是钻杆在孔内的螺旋运动状态造成的偏磨，降低了钻杆的强度，造成折钻。因此，在钻进该类地层时，调整好钻进参数：钻压、泥浆性能及泵量、转速，改善钻头特性、调整好钻头刃刀的吃入深度、减少钻进时破碎岩石的阻力，认真检查钻具的磨损情况，发现问题，及时更换钻具，折钻事故的发生就可以有效地得到控制。
　　2.烧钻
　　在淮北煤田造成烧钻的原因一般有以下几种：①钻杆、岩心管、钻头连接处偏磨、老化、漏水；② 水泵压力表损坏，不能正常显示泵压；⑧ 泥浆中的含砂量增大，未能及时净化泥浆，大颗粒的砂石易将水泵钢球垫起，造成水泵不抽水；④ 操作人员失误，如传统的干式取煤等。因而，施工时要严格按操作规程实施，摒弃不科学的传统做法。每个回次都要认真检查钻具；及时净化泥浆；观察水泵的压力表；发现损坏及时更换，保证泥浆畅通。一旦发生烧钻事故，先用升降机拉，再加钻机油缸顶或用吊锤打。打吊锤要有专人指挥，吊锤上下要有打箍，上接钻杆，挂牢提引器，拉紧钻杆，丝扣回扣要及时扭紧。无效时，先反开后用反丝钻杆将钻杆反回，再透孔，割岩心管，消灭钻头。
　　3.埋钻
　　当发生埋钻事故时，先强力开泵送水，尽可能恢复冲洗液循环，同时，慢慢串动回转钻具，提拉事故钻具（注意提拉事故钻具前工程技术人员先检查钻塔、钻塔的绷绳、钢丝绳、游动滑车、天轮、升降机各部、刹车等的安全状况，确认良好，提拉时不能超过提引系统的最大允许负荷）。用钻机油压系统和升降机同时顶拉事故钻具，要先检查钻机有关连接螺丝，抱闸和提升系统的可靠性，先用油压系统将钻具顶紧，再用升降机提拉。卸载要先松升降机再回油，不能用升降机承受全部载荷，同时，要注意钻具丝扣易松，要经常扭紧。经提升，用升降机拉、打吊锤均无效时，用油压千斤顶顶，千斤顶底座要垫实、垫平，绑好千斤顶底座、帽及提引器。打卡瓦时要加铁垫。孔口四周要围好，起顶要平缓，扳扭几圈后停一段时间，再继续扭。螺旋起重机的两边经丝杠顶起高度要一致，不能超过丝，一般是丝扣的2／3。回杠时不能用升降机吊提事故钻具。无论是提拉还是顶打，除操作和指挥人员外，其他人员都必须撤到安全距离以外。
　　4岩心管、钻头脱落
　　钻进砂、砾石层时，钻头、岩心管磨损就非常快，有时一个回次下来，上钻后，发现钻头和岩心管偏磨非常严重。加之岩心管与钻杆连接的变径接手处受交变应力影响，产生疲劳，极易造成岩心管、钻头脱落。改进治理的方法主要是：改变急剧变径的接头设计，使其逐渐变径，在岩心管两端接扣处200mm范围内的岩心管钢材逐渐加厚至8-10mm。另外，提钻后，每个回次都要认真检查钻具，发现隐患及时对其进行修复或更换
　　5.卡钻
　　造成卡钻的原因一般情况是由于掉块或钻孔弯曲、缩径、孔底岩石破碎且漏失严重等。施工时发现钻具回转有阻力，应立即上下活动钻具，保持冲洗液循环，严禁无故停泵。钻具在提钻中途遇阻，不能强拉猛提，宜轻轻串动钻具，合立轴送水开车晃动钻具。经一般处理无效，可开动钻机上下扫孔。仍无效时，可将钻具下到孔底，用反丝钻杆将上部的钻杆反出，再下同径钻头排除障碍，再打捞下部孔内的钻具。
　　结语
　　总之，预防为主,综合治理是应对煤田钻探孔内事故的基本原则。要使钻探机械正常安全的运行，不仅要提高管理人员素质与管理能力，还要培训和不断提高操作人员的素质，丰富全体职工钻探机械方面的知识，制定和落实切实有效的安全生产管理制度，定期维修和保养设备，对事故对症下药，避免“瞎钻探”，从而提高煤田地质钻探施工的经济效益。
　　参考文献
　　【1】苏严军．地质勘探安全规程实施手册r-M3．北京：中国地质科学出版社，2005．
　　【2】 全国注册安全工程师执业资格考试辅导教材编审委员会．安全生产事故案例分析I-M 3.北京：煤炭工业出版社，2005。
　　作者：乔绪文男 安徽霍邱人 1965年10月生
　　1987年7月陕西煤炭工业学校钻探工程专业毕业
　　1987年7月起至今在安徽省煤田地质局第三勘探队工作
　　煤田地质钻探工程专业工程师
　　25年来一直从事煤田地质钻探工程的技术工作
　　 注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。