探放水工培训教案

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课程名称：探放水工 总学时：90

本次课题：《煤矿安全规程》总则 学时数：4 教学目的及要求：让职工了解煤矿安全生产方针及法律法规 教学重点：煤矿安全生产方针及法律法规 教学难点：煤矿安全生产方针及法律法规 教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

《煤矿安全规程》总则

第一条为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故，根据《煤炭法》、《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》，制定本规程。

第二条 在中华人民共和国领域从事煤炭生产和煤矿建设活动，必须遵守本规程。

第三条 煤矿企业必须遵守国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范。

煤矿企业必须建立、健全各级领导安全生产责任制、职能机构安全生产责任制、岗位人员安全生产责任制。

煤矿企业应建立、健全安全目标管理制度、安全奖惩制度、安全技术措施审批制度、安全隐患排查制度、安全检查制度、安全办公会议等制度。

煤矿企业必须建立各种设备、设施检查维修制度，定期进行检查维修，并做好记录。

第四条 煤矿企业必须设臵安全生产机构，配备适应工作需要的安全生产人员和装备。

第五条 煤矿安全工作必须实行群众监督。煤矿企业必须支持群众安

1

全监督组织的活动，发挥职工群众安全监督作用。

职工有权制止违章作业，拒绝违章指挥；当工作地点出现险情时，有权立即停止作业，撤到安全地点；当险情没有得到处理不能保证人身安全时，有权拒绝作业。

第六条 煤矿企业必须对职工进行安全培训。未经安全培训的，不得上岗作业。

矿务局（公司）局长（经理）、矿长必须具备安全专业知识，具有领导安全生产和处理煤矿事故的能力，并经依法培训合格，取得安全任职资格证书。

特种作业人员必须按国家有关规定培训合格，取得操作资格证书。 第七条 煤矿使用的涉及安全生产的产品，必须取得煤矿矿用产品安全标志。未取得煤矿矿用产品安全标志的，不得使用。

试验涉及安全生产的新技术、新工艺、新设备、新材料前，必须经过论证、安全性能检验和鉴定，并制定安全措施。

试验涉及安全生产的新技术、新工艺、新设备、新材料前，必须经过论证、安全性能检验和鉴定，并制定安全措施。

第八条 煤矿企业在编制生产建设长远发展规划和年度生产建设计划时，必须编制安全技术发展规划和安全技术措施计划。安全技术措施所需费用、材料和设备等必须列入企业财务、供应计划。

第九条 煤矿企业必须编制年度灾害预防和处理计划，并根据具体情况及时修改。灾害预防和处理计划由矿长负责组织实施。 煤矿企业每年必须至少组织1次矿井救灾演习。

第十条 入井人员必须戴安全帽、随身携带自救器和矿灯，严禁携带烟草和点火物品，严禁穿化纤衣服，入井前严禁喝酒。

煤矿企业必须建立入井检身制度和出入井人员清点制度。 第十一条 煤矿企业应有创伤急救系统为其服务。创伤急救系统应配

2

备救护车辆、急救器材、急救装备和药品等。

第一部分 煤矿安全生产方针及法律法规 煤矿安全生产方针

煤矿安全生产方针是党和国家为确保煤矿安全生产而确定的指导思想和行动准则，即“安全第一，预防为主”。

煤矿安全生产方针的重要意义：

安全第一，是强调安全、突出安全、安全优先，把安全放在一切工作的首位；

预防为主，是实现安全第一的前提条件。

安全第一、预防为主，是目标原则和手段的关系。不能坚持安全第一，预防为主很难落实；坚持安全第一，才能自觉地或科学地预防，达到预期目的。反之，只有坚持预防为主，才能减少事故、消灭隐患，才能做到安全生产。

煤矿安全生产方针的贯彻落实

（1）坚持管理、装备、培训并重的原则； （2）坚持煤矿安全生产方针标准； （3）坚持各项行之有效的措施； 煤矿安全生产法律法规

我国煤矿安全生产法律法规体系主要内容有

法律有《安全生产法》、《煤炭法》、《矿山安全法》、《劳动法》、《矿山资源法》等。

行政法规有《煤矿安全监察条例》、《煤炭生产许可证管理办法》、《安全生产许可证条例》、《乡镇煤矿管理条例》、《矿山安全法实施条例》《特别重大事故调查程序暂行规定》、《企业职工伤亡事故报告和处理规定》等。

地方性法规有《××省矿山安全法实施办法》、《××省煤炭法实施办法》等。

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部门规章和地方政府规章有《煤矿安全规程》、《爆破安全规程》、《特种作业安全技术培训考核管理办法》等。

主要安全生产法律法规

（一）《安全生产法》于2002年6月29日第九届全国人大代表常务委员会第28次全体会议通过，于2002年11月1日起施行。

（二）《矿山安全法》于1992年11月7日由第七届全国人大代表常务委员会第28次全体会议通过，由国家主席以第65号命令发布，自1993年5月1日起施行。

（三）《煤炭法》于1996年8月29日由第八届全国人大代表常务委员会第21次全体会议通过，由国家主席以第75号命令发布，自1996年12月1日起施行。是中国第一部煤炭法。

（四）《煤矿安全监察条例》于2000年11月7日以国务院第296号命令颁布，于2000年12月1日起施行。

三、《煤矿安全规程》制定的目的及意义

目的：是保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故。 意义：规范煤矿工作，加强管理和监察执法，遏制重大、特大事故，保护职工安全和健康，保证和促进我国煤炭工业健康发展和煤矿安全状况稳定好转，为国家步入小康社会做出应有贡献。

新版的《煤矿安全规程》自2005年1月1日起实施。 四、违法与法律制裁、犯罪及其特征

1、 为。

2、

违法的四要素：（1）必须是一种行为；（2）必须侵犯了客体；（3）违法――违法是指不履行法定义务或者做出的法律禁止的行

违法的主体必须是有责任能力的人或依法设臵的法人（4）必须是行为者主观上出于故意或过失。

3、

法律制裁：主要有（1）刑事制裁（2）民事制裁（3）行政制裁

4

三种。

4、 罪。

5、

犯罪的三个特征：（1）具有社会危害性，是一切犯罪的客观属犯罪――凡是违反刑法危害社会而应受到刑事处罚的称为犯

性；（2）刑事违法性，即违反刑事法律的禁令。（3）应受惩罚性。

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本次课题：煤矿生产技术 学时数：4 教学目的及要求：让职工学习掌握煤矿生产技术 教学重点：煤矿地质基本知识 教学难点：煤矿地质基本知识 教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

第二部分 煤矿生产技术 第一节 煤矿地质基本知识

1、 2、 3、 4、

煤――是由沉积形成的可燃有机岩，是一种重要的能源。 煤层的顶板可分为伪顶、直接顶、老顶三类。 煤层的底板可分为直接底和老底两种。

煤层一般按厚度分为3类：薄煤层 <1.3m 中厚煤层1.3――

3.5m 厚煤层>3.5m。

5、

煤层按倾角大小分为4类：

（1）近水平煤层 < 8° （2）缓倾斜煤层8°――25° （3）倾斜煤层25°――45° （4）急倾斜煤层 >45°

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增加泥浆的相对密度，可以防止井喷；适当地调整相对密度可以平衡地层压力；采用低相对密度泥浆，对减轻和消除冲洗液漏入是较为有效的措施。

（4）泥浆含吵量：含砂量过高，会使钻头、钻具、尤其是水泵，遭到非正常磨损，有时非常严重。

泥浆的其它性能指标对钻进的影响不是很明显。 11、泥浆泵的作用：

泥浆泵是钻探设备中的重要组成部分之一。它的主要作用是把一定量的冲洗液通过钻杆送到孔底，带出岩屑和岩粉并润滑和冷却钻头，保护孔壁等。

钻探设备的安装与维护

1、钻进方法钻机的分类：

根据钻进方法的不同，钻机可分为回转式和冲击式两大类。 （1）冲击式钻机是利用机械的动力使钻头冲击岩石，从而把岩石击碎形成一筒状的钻孔。

（2）回转式钻机是利用机械的动力或液压驱动，使钻头一面回一面切削、压入、压碎岩石来钻进，从而形成筒状钻孔。

2、钻机启动前的准备工作：

（1）检查钻孔的方位和角度是否与设计一致； （2）检查压柱是否齐全，牢固可靠；

（3）检查油箱油质是否清洁，油位是否符合要求；

（4）检查油管的连接情况，是否准确无误、接头是否连接到位 （5）检查钻机上各螺栓，螺钉是否可靠；

（6）检查钻机的操纵手把是否在中间位臵，减压阀、溢流阀、手轮是否在最小位臵，是否打开。

3、钻机启动后的检查：

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（1）检查主、副泵运转声音是否正常； （2）检查钻机各部件是否漏油； （3）检查各操作手把是否有效；

（4）检查回转卡盘和夹持器是否有效可靠；

（5）检查钻机油路是否畅通压力是否正常各压力表是否指示灵活可靠；

（6）检查钻机冷却水管是否畅通，水量是否合适。 4、钻机的启动：

当钻机启动前的准备工作完成后，接通电源，先给水，再起动钻机，先给回转，后给进。

5、停机的操作程序：

充分清洗孔底石粉，将钻具提升，距离孔底一定位臵，先停给进，再停旋转，先停钻机，再停供水，最后切断电源。

6、钻机运转时的维护工作：

（1）注意油箱的油位，检查钻机各部件是否漏油，发现异常及时停机处理；

（2）倾听电机和主付泵的运转声音是否正常；有问题及时停机处理； （3）注意钻机压力表的指针变化，根据压力指示及时调整给进压力，出现异常及时停机分析处理；

（4）密切注视钻孔的返水情况，发现水量骤大或骤小及时停机分析原因，有异常及时处理；

（5）注意水帽的状态运转不灵活漏水严重及时停机处理； （6）注意钻机压柱的使用情况，出现松动及时紧固。

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本次课题：钻探设备的安装与维护 学时数：4 教学目的及要求：让职工学习掌握钻探设备的安装与维护 教学重点：钻探设备的安装与维护 教学难点：钻探设备的安装与维护 教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

7、注浆泵的工作原理及其结构：

目前生产上主要采用活塞式泥浆泵，现以单缸单作用泥浆为例，介绍其工作原理：

当活塞在曲柄连杆的带动下，由左向右移动时，泵缸活塞左侧部分容积增大，压力降低，形成负压，泥浆在外界大气作用下顶开吸水阀进入泵室；当活塞由右向左运动时，泵缸活塞左侧部分容积减小，压力增大，顶开排水阀，泥浆被排出，形成了吸排泥浆的过程。

双缸双作用泵的工作原理与单作用相似，不同的是活塞两侧均起吸排泥浆作用。

8、泥浆泵常见的故障、故障原因和排除方法：

故障 故障原因 取出清洗。 排除方法 泵排1、莲蓬头露出水面吸入空气。 量小或不2、莲蓬头堵塞。 能排水、压3、吸水管接头、软管或管路堵塞。 拧下清洗。 力表指针4、吸水管路连接不严密、软管磨 剧烈摆动 损破裂吸进空气。 5、填料箱塞填不良或泵头压盖的 衬垫破裂吸入空气。 拧紧螺栓或更换塞线、 13

6、吸入阀和排水阀磨损、动作失衬垫。 灵或被砂等杂物堵住。 7、活塞的胶皮圈磨损串水。 9、缸套及拉杆磨损过大。 倒换阀或阀座或清洗、除去杂物。 更换新件。 更换新件。 9、起动前吸水管路中没有满水或重新打开阀盖灌水。 前后水缸内无水。 10、吸水高度超过允许高度。 降低泵安装高度。 11、吸水管路过长或直径过小。 缩短水管长度或更换大直径 12、皮带打滑。 13、离合器打滑。 泵运转 困难 1、填料（塞线）太紧。 2、连杆铜瓦包的太紧。 3、齿轮的间隙太小。 吸水管。 上皮带油或拉紧。 修理、调节离合器。 放松一些。 在衬瓦间增加衬垫。 4、泵与动力机的位臵不在一条直对直。 线上。 运转时内1、连杆轴承松驰。 有响声 将轴承上紧或更换轴2、吸水阀排水阀弹簧松驰或断列。 瓦更换新的。 3、空气室内没有空气。 4、泵的转数过高。 5、负荷超过额定功率。 6、拉杆上的活塞松驰。 停泵将空气室内的水经过三通阀放出。 查出上紧。 零部件发1、轴承发热过高。 热 A、轴承不同心，轴线不平行。 进行检查，消除故障 14

B、轴承润滑不充分。 C、润滑油太脏。 D、轴承已损坏。 加润滑油 更换润滑油 更换轴承 2、拉杆发热、填料箱发热、石棉放松石棉盘根 盘根箍的太紧。 9、安装钻探设备的基本要求：

（1）钻探地基应根据勘探设计施工要求进行选择，孔位由地质、钻探及有关部门进行现场查勘后确定，一经确定，不得擅自改动。

（2）钻探地基必须平坦、稳固、适用。由于井下空间条件受限以及所打钻孔的方位不同，对地基也有不同的要求。

（3）基台必须安装稳固。 10、钻探用的管材：

钻探用管材包括钻杆、岩芯管、套管、沉淀管、钻铤和主动钻杆。 （1）钻杆是进行钻进的重要工具。它是钻头传递破碎岩石的扭矩和轴向力、输送冲洗介质。按其用途分为正丝钻杆（用于正常钻进）、反丝钻杆（主要用于处理事故和纠正孔斜）。

（2）岩芯管是容纳岩芯和导正钻孔用。

（3）套管可做为孔口管或下入孔内防止孔壁坍塌、隔离涌水、漏水层的作用。

（4）沉淀管也叫取粉管或捞砂管，其作用是收集钻进时产生的较重的岩粉和失去克取能力的细小钢粒等。

沉淀管上部开口呈斜头或马蹄形，下端以左螺纹与沉淀管接头连接。 （5）钻铤由厚壁无缝钢管制成。其单位长度重量较大，接续在岩芯管上部可起加压和“拉直”钻杆的作用，同时还起防斜作用。

（6）主动钻杆是夹持在立轴或转盘中的非圆环断面的钻杆，其作用是向孔内钻具传递扭矩。

15

教学内容：

（13）每回次均应检查卡簧的磨损情况及其卡芯性能。一般采用上回次的岩芯塞入将有卡簧的卡簧座内，依靠岩芯自重卡紧不脱落者为合格，不则禁用。

（14）当升降或取放拧卸钻具时，应注意保护钻头及扩孔器。拧卸时应用多触点工具，并严禁猛力敲打钻头或咬夹金刚石及胎体。

（15）在复杂地层钻进时，下钻必须谨慎，适当控制下降速度；提钻时应向孔内回灌冲洗液。

（16）当孔底残留岩芯超过0.3m时，必须专程捞取。

（17）建立与健全钻头及扩孔器的保管、使用制度。应同专人保管、检查、发放及回收，并登记造册，填写明细卡片，随同保存。

第二节 硬质合金钻进

1、钻探用硬质合金的主要成份及特点：

钻探用的硬质合金切削具为钨钴类合金。它具有厚度高、韧性大、耐磨性强、酸碱中抗腐蚀、潮湿中不氧化、在高温度（不超过900℃）镶焊不变质等特点。

2、硬质合金牌号的意义：

硬质合金常用牌号为YG4C、YG8、YG6等。Y表示碳化钨，G表示钴，后面的数字表示钴含量的百分数，最后面的C表示粗粒结晶颗粒合金。常用硬质合金牌号、规格、性能及其选用范围，可参照下表：

硬质合金牌号、性能及适用范围表

物理机械性能 牌号 抗弯强度(kPa) 硬度 (HRC) 适用范围 26

泥岩、砂岩、灰岩、YG4C 13720 90 软硬互层、煤系地层 YG6 13230 88.5 中硬、均质岩石 YG6X 13230 91 中硬岩石 YG8C 14760 87.5 中硬岩石 YG8 14210 YC11C 16660 88 87 中硬岩石 坚硬岩石（适用于牙轮钻头） 中硬、坚硬岩石YG13C 16660 86 （适用于牙轮钻头） YG15 17150 86 坚硬岩石（适用于冲击回转钻头） 3、硬质合金钻头组成部分及其结构：

硬质合金钻头包括空白钻头和硬质合金两部分。其结构是硬质合金在空白体钻头上的排列形式、镶嵌数量、出刃（空白钻头底唇以下的合金部分）等，依据钻进岩石的性质而定。它的合理与否，直接影响钻进的速度、钻头的使用寿命和技术参数的确定，同时也影响钻头原材料的消耗。

4、空白钻头（钻头体）的结构：

答：空白钻头用D-40、D-45号无缝钢管制成。钻头壁厚一般为7-9mm。钻头高度一般85-100mm左右（包括丝扣部分）。内圆锥度一般在1°48`-3°25`左右。钻头体上均开有水口、水槽，或钻有水眼，根据钻头型式不同而变化。水口高度一般为10-15mm，钻进软岩层可增至20mm。水口的形状有三角形、弧形、梯形、矩形等。

5、硬质合金在空白体上的排列：

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硬质合金的排列形式有单圈排列、多圈排列和密集排列三种。 （1）单圈排列钻头适用于研磨性小的软岩石；

（2）多圈排列钻头适用于研磨性不大，中等硬度的岩石；

（3）密集式钻头（包括针状胎块钻头）适用于研磨性大、坚硬或节理、裂隙发育的岩石。

硬质合金的排列应满足：

（1）排列形式与刃对称，保持钻头工作平稳； （2）每颗合金工作时受力均匀、磨损均匀；

（3）每颗合金能分别破碎岩石、创造自由面，以提高钻进效率，延长使用寿命；

（4）合金间保持一定距离，以利于排除岩粉，便于修磨。 18、硬质合金切削具的数量和出刃大小：

硬质合金切削具的数量主要根据岩石性质和钻头直径而定。数量过多会降低单位面积所受的压力，使切入岩石深度减小，从而降低钻速；数量过少则会造成硬质合金迅速磨损，回次进尺减少，同样降低钻速。钻头直径越大，所需硬质合金数目也越多，单圈排列钻头所需硬质合金数目少于多圈排列，尤其是少于密集排列钻头所需的硬质合金数目。不同规格钻头所需合金数，可参照下表：

不同规格钻头所需金数（个）参照表 岩石名称 摩擦性岩石 弱摩擦性岩石 钻头直径（毫米） 57 67 77（75） 91 6 6-9 6-9 110 9-12 12-15 4 4 4-6 6-9 9-12 硬质合金在空白钻头上的镶嵌形式有三种，主要根据镶嵌角的大小来

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区分。镶嵌角即切削角，是合金刃面与岩石切削表面的夹角。镶嵌角小于90°的为正前角斜镶；镶嵌角等于90°的为直镶；镶嵌角大于90°的为负前角斜镶。

常用的出刃规格参照表

外出岩石性质 内出刃 刃 底出刃 （毫米） （毫（毫米） 米） 松软、塑性、粘性、弱摩擦性 中等硬度、强摩擦性岩石 1.5-2.5 2-3 2-4 1-2 1-2 1.5-2.5 切削上的出刃是为了保持钻头和岩石之间有一定的间隙，以保证冲洗液畅通和钻头体不受磨损。因此，切削具出刃的大小应根据岩石的性质和切削具的型号来确定。为了防止由于松软的、塑性很大的、遇水膨胀的岩石缩径和岩芯膨胀而造成的堵水和糊钻现象，应采取加大出刃规格，在这种岩层中钻进，常用肋骨式钻头。对中等硬度岩石和摩擦性强、有裂隙的岩石，应采取减小出刃规格，以防止崩刀。一般常用的出刃规格可参照上表：

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本次课题：钻进方法 学时数：8 教学目的及要求：让职工学习掌握钻进方法 教学重点：钻进方法 教学难点：钻进方法

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教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

6、硬质合金钻进规程：

硬质合金钻进技术操作规程包括轴心压力、钻头转速、冲洗液量及冲洗液性质等。它们对钻进效率、钻孔质量、材料消耗、施工安全等有直接影响。在操作过程中应根据岩石性质、钻头结构、钻探设备和钻具的可能性，以及钻孔质量要求等条件来合理掌握，尽可能采用“二大一快”（压力大、水量大、转速快）的钻进规程，通过生产实践总结出最优的钻进工艺参数。

7、钻压对硬质合金钻进的影响：

钻头压力与回转力构成了切削具破碎岩石的切削力，钻速的提高主要依靠钻头压力增加来实现。切削钻进时，由于切削具上单位面积的压力不同，岩石破碎情况就有所区别。根据压力大小，可以把岩石破碎情况分为三个不同区域。

在第一区域内，钻压很小时，接触面上的压力达不到破碎体的抗压入强度，切削具压不进岩石，只能产生表面研磨破碎，称为表面破碎区。这个区域内不仅效率很低，而且切削具受到严重磨损。

第二区域属过渡区，和表面破碎区一样，接触面压力小于岩石抵抗压入强度。这时岩石的破碎是属于疲劳破碎，钻进速度比钻压增加的快些。

第三区域，接触面上的压力等于或大于破碎体的抗压入强度。这时切削具能够切入岩石，岩石进行体积破碎，使钻进速度大大提高，并且钻压和钻进速度几乎成直线增加。

合理的钻头压力应是既能获得最大平均速度，又能保证钻头的耐久性。不同的岩石有不同的抵抗破碎强度，钻进中硬岩石，应采用较大的钻头压力，否则光磨切削具，进尺少；钻进软的岩石，虽然增大压力在一定的范

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围内可以获得较快的进尺，但要注意解决排除岩粉、岩屑的问题，否则造成重复破碎或糊钻现象，也会降低钻进效率；在钻进有裂隙的岩层时，一般钻头压力应比正常压力降低20-30%，要防止切削具崩刃；钻进倾角大的岩层时，也应适当减少压力，以防造成孔斜。根据一般经验，开始接触孔底时的初压力，应比正常压力小1/3-1/4，钻进5-10分钟左右再转为正常压力。初压小，主要防止合金崩刀和修磨合金刃角时间；在一个回次的最后（半小时左右），又要适当增大压力，因为切削具刃角磨钝后与岩石接触底面积增大，从而降低了单位面积的压力，为保持其加压均匀所以需较大压力。

在各种不同地层和采用不同型号硬质合钻头进时每颗切削具压力见下表：

常用钻压、转速、冲洗液量参照表

钻头压力 岩石岩石取芯钻刮刀钻级别 性质 头(KN/头立轴转速(转/分) 冲洗液量 （升/分） 粒) (KN/cm) 1-3部分4级岩石 塑性、弱摩擦性0.5-0.6 1-1.2 200-350 80 均质岩石 5-7均质、级部磨擦分8性较0.8-1.2 1.2-1.5 150-250 80 级岩强中石 硬岩 31

石 8、转速对硬质合金钻进的影响：

钻头转速是衡量钻具回转快慢的参数，也是决定切削具在孔底单位时间内破碎岩石速度的因素之一，它与钻头压力配合组成切削力。

不同性质的岩石要求的最优转速也不相同。对于较软研磨性比较小的岩石，可以用高转速，其极限值很高，这时转速和钻进速度，几乎成正比地直线上升(如图3-2)，因为磨擦性低的岩石，进（的）刀深，转速高时，钻速就高而摩擦性高的岩石，进刀浅，转速高时，缩短合金的使用寿命，钻速也不高。

综上所述。钻头的转速必须根据岩石性质和所用钻头类型来选择。

在具裂隙的岩层中，为了防止崩刃，转速适当降低。

22、送水量对硬质合金钻进有何影响？

答：送水量的大小与压力，转速的关系是主攻与协同的关

系。硬质合金钻时时，应尽可能采用最大的送水量，以迅速地排除岩粉、岩屑，经常保持孔底清洁，同时也起冷却润滑钻头切削具的作用，减少其磨损。送水量过小，造成岩粉岩屑在孔底工作面的堆积，增加了切削具钻进时的阻力，加速了刀尖的磨损，甚至会产生埋钻，烧钻及折断钻杆等事故；送水量过大，液流经过钻头底部由于急剧转向，造成很大水压，对钻头产生很大的浮力，使钻头有效压力减少，导致效率降低。因此，送水量的大小，应根据岩石性质，钻头直径、钻进速度等因素合理的选择。

（1）钻头直径越大或钻速越高，单位时间内产生的岩粉、岩屑数量就越多，水量也应越大。

（2）在摩擦性高的岩层中钻进，水量应适当加大，以减少岩粉、岩

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屑对切削具的磨损。

（3）在松软岩层中钻进，为了保证井壁不被冲垮，水量应适当减小。 技术规程的各个因素（压力、转速、送水量）是互相影响又密切联系的，在操作过程中，必须注意它们之间的关系和变化。

9、冲洗液的性质对钻进效率的影响：

冲洗液的性质对钻进效率的影响也很大，实践证明，清水钻进比泥浆钻进效率高。因为岩石和矿物都具有良好的亲水性，在岩石破碎过程中，表面有很多裂缝，由于毛细作用，清水易沿微隙侵入裂隙深处，象楔子一样，增加了破碎岩石的附加应力，使岩石抗破碎强度降低；而泥浆渗入微隙的能力比清水要差一些，对降低岩石抗破碎强度作用不大。因此在可能的情况下，应尽可量采用清水钻进，即使不允许使用清水，也应大力推广使用低固相或无固相的性能合乎要求的泥浆。

10、提高硬质合金钻进效率的途径：

（1）根据地层特点，正确选用不同类型的钻头和操作工艺。 （2）合理掌握回次进尺时间，是提高钻进效率的有效途径。 根据钻头类型、岩石性质、钻孔深度，选择合理的提钻时间。合理的提钻时间，可从机械钻速和回次钻速的关系中求得。

回次进尺 纯钻时间 机械钻速= 性 米/小时

回次进尺 纯钻时间+辅助时间 回次钻速= 米/小时

根据上述两个公式，绘制机械钻速和回次钻速曲线（如图3-3），从图中可以看出回次钻速与时间变化的关系。开始一段时间，回次钻速随时间的增加不断提高，但上升到某一最高值后逐渐下降，回次钻速的最大值就是合理的提钻时间，这时应提钻，更换或修整钻头，过早过晚都不好。过

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早，起下钻所占时间比理过大，纯钻进时间少，影响钻进效率；过晚，虽然增加了纯钻进时间，但机械钻速过低，也同样影响效率的提高。

合理的提钻时间，表明一个回次钻速的高低，是检查一个小班组织生产的水平和选择钻头类型是否适宜的重要标准。

（3）采用大压力、大泵量、快转速的强力钻进规程和快速升降的措施，这是取得高效率的手段。但要注意处理好三个关系，好钻头选型与地层实际情况相适应的关系；强力钻进规程与钻探设备实际水平相适应的关系；快速升降与遵守操作规程、保证安全生产的关系。

（4）采用小口径钻进。小口径钻进是一种快速钻进方法，它可以更有效地采用强力钻进

规程。因为小口径钻头与岩石接触面积小，在相同的钻头压力情况下，单位面积上的压力比大口径钻进要大，破碎岩石的功率提高；小口径可改善钻具的工作条件，钻杆弯曲小，便于传递大的压力，而不致折断；小口径消耗的功率小，有更多的动力来满足大压力快转速的需要；钻头直径小，可以提高钻头转速；由于钻孔小，在泵量相同的情况下，冲洗液上升速度快，能有效地排除岩粉。

另外小口径钻进时孔内事故少，即使出现了事故，也好处理，而且由于孔径小，孔壁岩石自由面小，增加了孔壁的稳定性，可减少掉块、坍塌现象。致于岩、煤芯采取率，只要根据不同地质条件，分别选用合适的小口径钻具（包括取煤器），加强技术管理，采取相应的技术措施，也可以满足地质要求。

（5）无岩芯钻进。在地质条件允许的情况下，采用无岩芯钻进，也是提高钻进效率的一个重要手段。无岩芯钻进，不仅可以采取强力钻进规程，而且由于不取芯，可以大幅度增加回次进尺长度，减少取岩芯的辅助时间。

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11、硬质合金钻进操作中的注意事项：

（1）新钻头下入孔底前，要严格检查钻头镶焊质量。下入孔内离孔底一定距离时，再提前开泵缓慢下放，慢速扫孔，待到孔底钻进正常后，再给予所需的压力与转速。

（2）正常钻进时，严禁无故提动钻具。发现孔内有异状如憋泵、岩芯堵塞或回转阻力增大时应立即处理。

（3）钻进砾岩或有裂隙的岩层时，钻头合金的底出刃应比钻进它岩层时低。

（4）使用无岩芯或针状胎块自磨钻头钻进时，均应带扩孔器或加保径合金。

（5）要保持孔底清洁和孔径一致，孔内残留岩芯超过0.3m或脱落岩芯，尤其是使用针状胎块自磨钻头钻进时，应采取措施，以防胎块掉入孔内。避免新钻头扫孔，旧钻头钻进。

（6）拧卸钻头时，严防管钳咬伤合金或夹扁钻头，取岩芯时，严禁猛墩钻具。

（7）掌握合理钻程，严格控制回次进尺时间，严禁打“懒钻”。 （8）与金刚石钻头分层钻进时，合金钻头的内外径一致。 （9）用硬质合金钻进时，严禁用钻粒卡岩芯。

万盛煤矿安全培训中心培训教案

课程名称：探放水工 总学时：90

本次课题：液压冲击回转钻进 学时数：8 教学目的及要求：让职工学习掌握液压冲击回转钻进 教学重点：液压冲击回转钻进 教学难点：液压冲击回转钻进 教学方法：理论结合实际

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教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

第三节 液压冲击回转钻进

1、液压冲击器的选择及要求： （1）根据设备条件、钻孔设计深度、孔径、岩石可钻性及冲洗液性能

等选择冲击器。

（2）要求钻机有低档调节器速性能，一般要求配泵压为5MPa、泵量160~200L/min的往复泵。输出管路应设稳压灌，其容积应大于60L，耐压力应大于10Mpa，并配设相应的压力表。高压胶管的耐压力大于80Mpa，其内径应大于38mm。水接头钻杆接头等内径不得小于25mm。

2、液压冲击回转钻进的技术参数：

（1）钻压：每块硬质合金为588~980N（钻进硬岩时取下限值）。金刚石钻进时为7~10kN。

（2）转速：采用硬质合金钻进时为15~40r/min;钻进中硬岩石时可调增为60~100r/min；金刚石钻进时为300~600r/min。

3、液动冲击回转钻进操作中的注意事项： （1）现场应配备2~3套性能良、好的冲击器，并在使用前必须进行地面或台架试验，确认性能良好后方准下入孔内。

（2）下钻后当钻头距孔底0.2m以上时，可启动冲击器，以轻压、慢转、低频冲击至孔底。待一切正常后再逐渐增回泵量。提高泵压，使冲击器达到额定额定频率进行钻进。

（3）在钻进过程中，若发现进尺缓慢或冲击器作用不正常时应立即提钻检查。

（4）使用冲击回转钻进，可配用卡簧或后循环取芯钻具，但岩芯管不宜过长。

（5）若提钻遇阻经窜动无效时，可启动冲击器，以震动排阻。

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（6）钻具各丝扣连接部位及输出管路各部均应密封。

（7）在钻进时为便于排水畅通及降低泵压，可将硬质合金钻头底部冲压成近似三角形或四边形的凸台。

（8）确保冲洗液的性能和质量，并加强管理和净化，在吸水龙头处设过滤网，严防杂物堵塞冲击器。

（9）冲击器的拆装、检查维修及调试等，均应按说明书的要求进行。

第四节 定向钻进

1、定向钻进的概念：

定向钻进是指利用钻孔自然弯曲规律或采用人工导斜工具，使钻孔按设计的轨迹弯曲，以达到地质及其安工程目的的钻进方法。用定向钻进反钻成的钻孔称定向钻孔。定向钻孔在井下有着很多用途。

2、定向钻孔按施工技术方法不同的分类： 按施工技术方法可分为：

（1）自然弯曲定向孔：是利用钻孔在一定的地质条件下的自然弯曲规律进行钻孔铀线设计，并通过移动孔位，改变开孔顶角和方位角和方位角的方法，以一般的增斜、减斜和纠斜措施，达到按设计轴线钻孔。

（2）人工弯曲定向钻孔：采用人工导斜工具与技术措施，以克服钻孔自然弯曲的影响，使钻孔按设计的空间位臵弯曲，从而达到设计目的钻孔。

（3）综合弯曲定向钻孔：利用自然弯曲和人工弯曲方法的综合作用钻至预定位臵的钻孔。根据设计要求，两种方法可在不同孔段分别采用，或在同一孔段同时采用。

3、常用向钻进的器：

（1）定向方法分为间接定向、直接定向和随钻定向。定向仪有BD-14、KDJ-1型YS-1型。

（2）定向造斜钻进，可使用LZ型连续造斜器及YL型液动螺杆钻等。 4、定向钻进时的注意些事项：

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（1）造斜段（含分支点）应选择在中硬岩层及孔壁稳固的孔段。 （2）孔身曲段设计，宜为平面弯曲型。

（3）按设计要求和造斜、定向器具有使用说明认真操作和施工。 （4）施工中，应加强技术指导。

（5）应在优质低回相冲洗发液中加润滑剂。

第五节 复杂地层钻进

1、复杂地层的概念：

复杂地层是由于构造运动、地下水的溶蚀和冲刷作用及岩石本身性质的影响，破坏了地层的稳定性和完整性造成的地层。如破碎、易坍塌、掉块的地层、砾石层或溶洞、流砂发育的地层等。

2、破碎易坍塌地层钻进时的注意事项： 这种地层的特点是节理发育，裂隙多，硬、脆、碎。钻进中易坍塌、掉块、漏水，钻速低，岩芯不好采取，极易发生孔斜和卡钻、埋钻等事故。为此在钻进中应注意以下几点：

（1）合理设计钻孔结构。开孔直径要大些，以便在必要时下入套管或采取其它技术措施。

（2）保护孔壁。一般常用优质泥浆保护孔壁，这是一种比较方便的方法；泥球补壁，泥球具有比泥浆更大的粘结力，就象补壁缝一样；用套管护壁等。

（3）合理掌握钻进规范。对这种地层最好采用硬质合金钻进，钻头出刃应尽量小，以防崩刀。

3、在其溶洞和裂隙的地层中钻进采取的措施：

在石灰岩地区，经常会遇到溶洞和裂隙，溶洞小的仅几十厘米，大的达几米，甚至更大。另外在老矿区还常遇到老硐（老窿）。这些都给钻进带来不同程度的困难，甚至造成掉钻事故，为此应采取相应的措施：

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（1）在溶洞、裂隙、漏水地层中，若供水条件充足孔壁完整，可采用清水钻进，掌握一定的水量以使钻头冷却。

（2）注入超早强变性水泥堵漏时，必须先搞清楚漏失地段以及裂隙大小等情况。计算水泥用量时一定要考虑余量。

（3）采取化学堵漏的方法。 4、无芯钻进时钻头的选择：

（1）钻进可钻性为1~3级岩石，可使用矛式或三翼锥形钻头。 （2）钻进可钻性为4~5级岩石，可使用三翼平底钻头或三牙轮钻头。 （3）钻进可钻性为6~7级岩石，可使用三翼钻头或复合片钻头、金刚石无岩芯钻头等。

5、无岩芯钻进时钻进技术参数的确定：

（1）钻压：应根据岩石可钻性、钻具组合、钻头类型及钻头直径等因素综合考虑。

一般使用三翼钻头为120-200N/mm（钻头直径，下同）；使用三牙轮钻头为350-500N/mm；使用金刚石无芯钻头为390-470N/mm；使用复合片钻头时，一般为200-300N/片。

（2）转速：应根据岩石可钻性、钻头直径及岩石完整程度等条件选择。一般采用150-300r/min。

（3）泵量：应根据孔径、钻速及孔壁情况选择，一般为100-250L/min。 6、无岩芯钻进时，钻进操作的注意事项： （1）钻进时，必须使用钻铤或加重钻铤加压，其总重量应超过所需钻压的20-30%。

（2）为防止孔斜，应采用带防斜装臵的钻具钻进。

（3）注意检查钻头水眼畅通情况及钻头侧刃磨损情况，不合格严禁使用。

（4）钻进时注意观察泵压及孔口返水等情况，发现异常应及时处理。

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（5）保持冲洗液良好性能；提钻时应灌孔。

万盛煤矿安全培训中心培训教案

课程名称：探放水工 总学时：90

本次课题：液压冲击回转钻进 学时数：4 教学目的及要求：让职工学习掌握液压冲击回转钻进 教学重点：液压冲击回转钻进 教学难点：液压冲击回转钻进 教学方法：理论结合实际 教学用具：投影仪，计算机 教学内容：

第六节 钻探工程质量

1、岩、煤芯采取的具体要求：

保持岩、煤芯的代表性，主要是解决岩煤层的定位、定量和定性问题。岩、煤芯取出后，首先要进行一般性量长，然后进行产装、结构、岩性及古生物化石等和鉴定描述、记录工作，以便进行岩相旋回对比，对煤芯样品还要进行煤样试验及化验分析。上述各项工作的结果，要求能够正确地反映出岩、煤层的原生产状，以及煤层在沉积旋回中的位臵。故在钻进中，应尽量注意岩、煤芯的采取率和纯洁性，换层界面的完整性和准确性。

（2）岩、煤芯的采取率，是钻探质量要求中的一个重要指标，是决定岩、煤层层位与厚度的关键，特别是对不稳定的薄煤层有着更重要的意义。采取率应以自然分层计算，而不应以回次计算。

岩（煤）芯采取长度 岩（煤）层总进尺 岩（煤）芯采取率= % 为了正确反映煤层与顶底板岩层的换层界面，确定岩煤层的起止深度

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