煤炭鉆探工程中的鉆孔事故及其預(yù)防處理分析

張 華 鋒

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西 太原 030006)

煤炭鉆探工程中的鉆孔事故及其預(yù)防處理分析

張 華 鋒

(山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院，山西 太原 030006)

結(jié)合工程實(shí)例，分析了煤炭鉆探鉆孔事故的發(fā)生原因及其類型，從事故處理基本要求、事故預(yù)防、事故處理等方面，闡述了具體的事故預(yù)防處理措施，從而保障煤炭生產(chǎn)的安全性。

煤炭鉆探，鉆孔事故，鉆具，處理措施

0 引言

在煤礦鉆探工程當(dāng)中發(fā)生鉆孔事故情況其背后的原因主要是來自于主觀與客觀兩個(gè)方面。其中主觀方面的因素即為所采取的鉆孔設(shè)計(jì)、鉆孔操作、人員素質(zhì)等未達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致了鉆孔事故的出現(xiàn)。而客觀方面的因素則主要是因?yàn)殂@探地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境構(gòu)造復(fù)雜、氣候環(huán)境惡劣等因素而引發(fā)的鉆孔事故，客觀方面的因素常常存在著盲目性、隨意性與不可預(yù)見性，因而要想實(shí)現(xiàn)有效消防難度較大。因而，便應(yīng)當(dāng)將工作重心放在對(duì)主觀性人為因素的控制上，盡可能的減小人為因素所帶來的鉆孔事故隱患。

1 工程概況

某煤礦在施工期當(dāng)中總共實(shí)現(xiàn)了對(duì)25個(gè)孔洞的鉆探，其中優(yōu)質(zhì)孔洞1個(gè)，合格孔洞24個(gè)，無報(bào)廢孔洞，鉆探工程總量16 562.02 m，報(bào)廢工作量0 m。

依據(jù)在作業(yè)區(qū)當(dāng)中對(duì)于巖層鉆探施工的情況勘察，鉆進(jìn)過程中所遭遇的巖石硬度一般，可鉆性未出現(xiàn)明顯改變。在勘察區(qū)煤層上巖體成分主要為白云巖與灰?guī)r，煤層地主要以砂巖、粉砂巖、粘土巖與煤層為主。所勘察的作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)偏向東段傾斜，軸部傾斜角度6°～12°，兩側(cè)傾角較大，為18°～42°；在勘察作業(yè)區(qū)當(dāng)中內(nèi)偏向北端傾斜區(qū)段，軸部傾角較大為22°～51°，兩側(cè)傾角為32°～41°。然而在勘察區(qū)作業(yè)范圍內(nèi)偏向南，因F3斷層影響，在小范圍底層中存在傾角直立現(xiàn)象，且勘察深度區(qū)域有褶皺與隱伏斷層存在；在勘察作業(yè)范圍當(dāng)中內(nèi)偏向西段，軸部傾角為4°～18°，兩側(cè)傾角29°～43°；在勘察作業(yè)范圍中巖石強(qiáng)度不高，在鉆探行進(jìn)工程中時(shí)常出現(xiàn)孔塌陷、掉塊等地質(zhì)問題。

2 煤炭鉆探鉆孔事故成因及類型

2.1 事故成因

在這一勘察作業(yè)范圍當(dāng)中生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)相對(duì)偏低，而導(dǎo)致鉆孔問題出現(xiàn)的原因具體包括了以下幾個(gè)方面：

1)在勘察作業(yè)范圍內(nèi)煤層巖體時(shí)常出現(xiàn)垮塌、掉塊等現(xiàn)象；還存在部分硬質(zhì)組巖石、石灰?guī)r硬度較大、在鉆進(jìn)之時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生鉆頭打滑情況；軟質(zhì)巖組煤層巖石強(qiáng)度不高導(dǎo)致在鉆進(jìn)勘探的過程中經(jīng)常發(fā)生巖芯阻塞與堵水現(xiàn)象，以上諸多問題現(xiàn)象的發(fā)生均使得煤炭勘探鉆進(jìn)效率受到了嚴(yán)重的影響。

2)在勘察作業(yè)范圍內(nèi)煤炭層上部地層的裂隙現(xiàn)象較為明顯，在鉆探進(jìn)行過程中時(shí)常會(huì)由于大規(guī)模的裂隙現(xiàn)象致使鉆進(jìn)泥漿漏出而導(dǎo)致鉆探工作嚴(yán)重受擾，不得不進(jìn)行多次的擴(kuò)孔堵漏處理，進(jìn)而導(dǎo)致鉆孔效率大大降低。

3)在勘察作業(yè)范圍內(nèi)的干旱情況較為嚴(yán)重，施工用水難度極大，致使鉆探時(shí)間也受到了嚴(yán)重影響。

4)機(jī)臺(tái)由于存在土地糾紛以及部分當(dāng)?shù)卮迕竦淖钃醵鴮?dǎo)致進(jìn)出場(chǎng)施工時(shí)間受到影響。

5)因?yàn)闅夂蛞蛩夭坏貌粚@探設(shè)備搬離，停止鉆探作業(yè)，同時(shí)對(duì)于鉆探設(shè)備還要再進(jìn)行維修與養(yǎng)護(hù)，又會(huì)導(dǎo)致鉆探時(shí)間長期擱置。

2.2 主要事故類型

2.2.1 跑鉆事故

在鉆探的過程當(dāng)中將鉆具提升之后其又掉進(jìn)了鉆孔當(dāng)中即為跑鉆事故，此類事故情況主要可被分成頓鉆、溜鉆兩種。其中第一種事故的出現(xiàn)大多是由于發(fā)生了設(shè)備故障問題亦或是因不當(dāng)?shù)牟僮餍袨槎鴮?dǎo)致鉆柱掉進(jìn)了孔底當(dāng)中；而后一種事故問題即為絞車自動(dòng)裝置喪失控制或是因?yàn)槿藶椴僮鞑灰?guī)范而致使鉆具出現(xiàn)掉落情況。

2.2.2 埋鉆事故

通常鉆粉、巖粉、流砂、孔壁塌陷沉積物等均是引發(fā)埋鉆事故的主要原因所在，一旦出現(xiàn)埋鉆事故將會(huì)導(dǎo)致鉆具和孔壁之間的間隔距離被完全阻塞，沖洗液無法到達(dá)指定的位置，進(jìn)而鉆具的鉆進(jìn)過程將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的阻礙，鉆具活動(dòng)自然也就會(huì)受到限制。諸如此類的事故問題要想得到有效地處理常常要面臨著較大的難度挑戰(zhàn)，這主要是由于在煤炭鉆探的過程當(dāng)中會(huì)不斷的出現(xiàn)大量的巖粉、沖孔碎渣等堆積物，因此也就較易導(dǎo)致埋鉆事故的出現(xiàn)。

2.2.3 卡、夾鉆事故

卡、夾鉆情況是由于鉆具出現(xiàn)了卡頓情況而不能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這一種事故情況的出現(xiàn)通常是由于工程鉆探施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造復(fù)雜而導(dǎo)致的，另外特殊的地層構(gòu)造、沖洗液質(zhì)量不合格等也有可能會(huì)導(dǎo)致卡鉆情況的發(fā)生。通常來說，鉆具完全可以在鉆孔當(dāng)中自由進(jìn)出，但是一旦出現(xiàn)卡、夾鉆的情況，便會(huì)導(dǎo)致鉆具的實(shí)際應(yīng)用功能大打折扣，針對(duì)這一問題必須引起有關(guān)煤炭鉆探工程人員的高度重視。

3 預(yù)防處理措施

3.1 事故處理基本要求

在出現(xiàn)鉆孔事故問題后，首先最為重要的一點(diǎn)是要確定出現(xiàn)事故問題的鉆孔深度、鉆具所處位置、類型、規(guī)格、數(shù)量和其內(nèi)部盡可能詳細(xì)的情況并予以記錄，采用示意圖將發(fā)生事故問題的鉆具狀態(tài)做出精確化的表示，在對(duì)事故問題處理完畢以后需要針對(duì)鉆孔的深度重新予以核對(duì)。

其次，在出現(xiàn)事故問題之后，應(yīng)當(dāng)對(duì)事故的類型與具體情況作出及時(shí)的判斷，以便能夠?yàn)樘幚矸桨傅闹贫ㄌ峁┲匾膮⒖家罁?jù)，并及時(shí)予以處理。在交接班之時(shí)，班組長還應(yīng)當(dāng)將本次班組所應(yīng)用到的工具、方法、處理步驟以及獲得的鉆探效果和接班班組長進(jìn)行詳細(xì)的交接。針對(duì)較為復(fù)雜的鉆探事故問題應(yīng)當(dāng)由機(jī)長負(fù)責(zé)進(jìn)行處理。若事故問題處理難度較大，需要花費(fèi)較長的時(shí)間來進(jìn)行處理，則應(yīng)當(dāng)安排相關(guān)的項(xiàng)目部組織相關(guān)技術(shù)人員共同商討，并研究出具體的事故處置方案。

再次，在針對(duì)鉆孔內(nèi)部事故問題進(jìn)行處理之時(shí)，有關(guān)各個(gè)工作崗位的人員必須依據(jù)技術(shù)的熟練程度來進(jìn)行合理化的分工安排，并要求各部門予以積極配合，嚴(yán)禁避免出現(xiàn)在原有事故問題還未解決之時(shí)又再次引發(fā)新的事故問題。針對(duì)長時(shí)間沒有應(yīng)用的事故處理設(shè)備，在下孔應(yīng)用之前必須要對(duì)其展開嚴(yán)格的檢查工作。

最后，在事故問題解決之后，由當(dāng)班機(jī)長召集全體成員對(duì)本次事故產(chǎn)生的原因展開具體分析，總結(jié)發(fā)生事故問題的具體原因，并針對(duì)日常管理及操作過程當(dāng)中所存在的缺陷與不足及時(shí)予以改進(jìn)并完善，制定出詳細(xì)的預(yù)防規(guī)避措施，以避免再次出現(xiàn)相同的事故。要將針對(duì)事故問題的追查落實(shí)到具體的個(gè)人，并以此來促使每一名施工人員都能夠樹立起牢固的安全觀念。

3.2 事故預(yù)防

為了降低鉆孔事故的發(fā)生率，可采取以下幾項(xiàng)措施手段來加以預(yù)防：

1)在鉆孔施工之時(shí)應(yīng)當(dāng)切實(shí)依據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行沖洗液的配置，并定期予以更換，確保沖洗效果能夠達(dá)到最佳。

2)在進(jìn)行提鉆之時(shí)針對(duì)孔深較大的鉆孔應(yīng)當(dāng)采取回灌沖洗液的方式來確保內(nèi)部壓力始終處于平衡狀態(tài)，以防止因?yàn)槌槲F(xiàn)象而導(dǎo)致垮塌、縮徑等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3)在施工時(shí)隨時(shí)做好對(duì)鉆桿與絲扣的檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)彎折或受損之時(shí)便應(yīng)予以更換。

4)在鉆探作業(yè)進(jìn)行中，要密切關(guān)注于泥漿泵的工作狀況，以免泥漿泵出現(xiàn)停工或向孔內(nèi)返漿現(xiàn)象的出現(xiàn)引發(fā)鉆孔事故。

5)在提下鉆之時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)提下速度的合理控制，以降低對(duì)孔壁所產(chǎn)生的抽吸與沖擊影響，盡可能確?？妆诘姆€(wěn)定性。

6)在提下鉆時(shí)將引接頭擰緊，在鉆桿抵達(dá)孔口附近前預(yù)先布設(shè)好夾持器以避免出現(xiàn)跑鉆現(xiàn)象。

7)將內(nèi)管提起之后進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，以避免由于內(nèi)彎受損而致使二次拉起時(shí)難度加大。

3.3 處理方法

針對(duì)一些較為常見的事故問題可采取如下處理措施：

1)在鉆具回轉(zhuǎn)遭遇阻礙之時(shí)，即刻對(duì)上下鉆井進(jìn)行活動(dòng)，同時(shí)盡可能確保沖洗液保持不間斷循環(huán)。

2)鉆具在提鉆的過程中若遭遇阻礙之時(shí)便予以轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)加入沖洗液。

3)在提鉆之時(shí)，取粉管掛住套管底端之時(shí)，采用管鉗將鉆具扭動(dòng)以確保鉆粉頂部可進(jìn)到套管當(dāng)中。

4)在出現(xiàn)鍵槽卡鉆故障之時(shí)，應(yīng)盡可能去除被卡鉆具，而后將整個(gè)鍵槽的壁孔進(jìn)行修理，切忌強(qiáng)行拔鉆。

5)在孔壁不穩(wěn)固之時(shí)，應(yīng)即刻停止故障排除作業(yè)，先采用沖洗液亦或是套管保護(hù)鉆壁，之后再對(duì)出現(xiàn)故障的鉆具進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

由于在煤炭鉆孔施工時(shí)會(huì)受到各種各樣的因素影響，因此在鉆孔施工的過程中要想達(dá)到較好的質(zhì)量控制效果往往要面臨較高的難度挑戰(zhàn)。對(duì)此，就需要切實(shí)做好對(duì)相關(guān)施工人員的培訓(xùn)工作，從做好事故前的預(yù)防以及發(fā)生事故后的應(yīng)對(duì)處理措施兩方面來著手實(shí)施，同時(shí)要促使施工人員能夠樹立起牢固的責(zé)任安全意識(shí)，從個(gè)人主觀上認(rèn)真對(duì)待鉆孔工作，確保鉆孔質(zhì)量能夠符合于鉆探施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，為保障煤炭生產(chǎn)的安全性，從每一件小事做起，從每一處細(xì)節(jié)做起。

[1] 王旭錦.鉆探施工常遇事故及其處理方法[J].價(jià)值工程,2013(27)：32-34.

[2] 王旭錦.淺談鉆孔施工控制與事故預(yù)防[J].價(jià)值工程,2013,32(5)：13-15.

[3] 何 灝.關(guān)于如何防治煤田地質(zhì)勘探孔內(nèi)事故的思考[J].廣東科技,2013(18)：27-29.

[4] 陳金照.寧夏固原硝口巖鹽礦鉆探施工技術(shù)[J].中國煤炭地質(zhì),2016,28(4)：12-17.

[5] 孫 敏,張建中,韓德林，等.特長套銑筒在埋鉆事故中的應(yīng)用[J].中國煤炭地質(zhì),2014(2)：21-24.

[6] 張 杰.低固相鉆井液在煤田鉆探施工中的應(yīng)用[J].中國煤炭地質(zhì),2016,28(9)：37-38.

Analysisondrillingaccidentsanditspreventionmeasuresincoaldrillingengineering

ZhangHuafeng

(ShanxiCoalGeologyandHydrologyExplorationInstitute,Taiyuan030006,China)

Combining with the engineering example, this paper analyzed the causes and types of coal drilling accidents, from the accident treatment basic requirements, accident prevention, accident treatment and other aspects, elaborated specific the accidents prevention and treatment measures, so as to ensure the safety of coal production.

coal drilling, drilling accident, drilling tool, treatment measure

1009-6825(2017)23-0088-03

2017-06-05

張華鋒(1980- )，男，助理工程師

P634

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