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依靠技术创新 穿越采空区

——SK—32号生产试验孔获得成功纪实

煤炭资讯网 2010-7-12 9:24:20    通讯特写
  

   在能源安全和气候变化成为全球关注的重要议题,世界各国正在全力推进低碳经济的大背景下,黑龙江省委、省政府提出了构建东部煤电化基地的战略决策,出台了《东部煤电化发展规划和东部煤电化基地建设支持政策》,加快了我省由煤炭资源优势,转变为经济发展强势的步伐。这对于最大限度延伸煤炭产业链,将煤炭转换成电、焦、油及其它化工产品,为我省资源型城市的资源转换、产业转优、体制转新、城市转型都具有重大意义;也为煤田地质经济持续快速发展提供了难得的历史机遇。

  目前,全省保有煤炭资源储量、基础储量、直接利用的煤炭可采储量,还远不能满足我省煤炭工业发展“十一五”和“十二五”规划对精查资源储量的要求,也直接影响东部煤电化基地的建设。 鉴于对过去地质资料的研究与分析,在我省东部四大矿区深部仍有可观的煤炭资源储量。为此,省国土资源厅、省财政厅领导,积极组织相关部门编写了《黑龙江省东部(含依兰地区)煤电化煤炭资源勘查方案》。

  2009年7月,省财政厅、省国土资源厅联合聘请省内外技术和经济专家在七台河市组织召开了《黑龙江省七台河国有矿山西部区煤炭资源详查》项目设计审查;11月,省政府批准了第一批勘查项目资金9500万元,这标志着我省东部煤电化煤炭资源保障性地质勘查项目已经进入实施阶段。 在矿区深部进行补充勘探谈何容易?此举必须搬掉采空区这只拦路虎。而跨越采空区、在多层采空区下寻找煤炭资源煤层段取得深部地质资料,是前人没有做的事情。 我们的国家级功勋地勘队--204勘探队勇敢地承担了此项重任,在七台河矿区SK-32号钻孔进行了施工实验。他们以无私奉献的精神和创新的科学态度,克服了钻井液漏失等一系列问题,从失败中吸取教训,终于获得成功,并取得了许多宝贵的经验。 穿越采空区的钻探实验,从施工方法的研究到《施工组织设计》的几经修改定稿,到最后获得成功,无不凝聚着所有项目参与者的智慧与汗水。

  SK-32号实验钻孔的施工是204勘探队根据省煤调办的工作安排,从2009年12月25日开始钻进的。这项工作本身就是一项挑战--第一次采用气动潜孔锤这项钻进新工艺,第一次面临穿越五个采空区这样的一个施工难度。尽管,省煤调办、204队领导以及技术人员进行了周密的布置,但还是出现了孔内事故--将连接钻头的一根2米长的钻具断在采空区的破碎孔段。事故发生后,204勘探队领导班子立即组织有经验的专业技术人员,冒着零下20多度的严寒跟班处理,几经周折,都未成功,谁都不愿意面对的结果出现了——实验失败。

  至此关键时刻,局长蒋维平在春节前夕顶着没膝的大雪赶往施工现场,慰问坚守岗位的钻工同志们,听取现场负责人的汇报,鼓励同志们树立战胜困难的勇气和信心。省煤调办副主任、副局长曲延林曾数次奔赴七台河,深入施工现场出谋划策,与204勘探队领导、同志们共同商讨解决问题的方案,同时嘘寒问暖,给大家鼓劲打气。

  SK-32号试验孔施工时正处于五十年不遇的一个冷冬,白天最低气温在零下二十八九度,由于采空区瓦斯的存在,不能采用明火取暖,只能以柴油机散发出的一点余热暖身,室内温度与室外温度相差无几。当时我们到现场慰问时,看到工人们面对严寒和技术双重难关,依然能以饱满的工作热情坚守在岗位,令在场的人感动不已。我们被厚厚的棉衣包裹的严严实实,可在钻场待上一会儿,却又感到浑身发冷,他们却能面带笑容操纵者钻机。这就是我们地质人的风采,一个能打硬仗、能吃苦、耐得住寂寞的集体。摆在工人们面前的恶劣自然条件他们都能克服,而最令大家难以承受的就是心理压力,他们时常感到如果不能完成上级交给的任务,就无法面对先进队伍的荣誉。钻井三公司的领导几乎在四个月的施工期间里,一直驻守在现场。队领导也是每过几天就到现场听取汇报,了解施工进展情况。不知经过多少个不眠之夜对《施工组织设计》的潜心研究,大家终于统一了认识,一致认为采用空气潜孔锤钻进这种施工工艺跨越采空区地层是可行的。在失败面前他们没有退缩,而是更加坚定地向前进,孔位原地移动2米后,重新进行施工。

  移开2米后对第一个试验孔进行了全面细致的总结,找出失败的原因,明确了重新施工的具体方案,于2010年2月22日开始钻进,至2010年2月28日仅用了七天施工至孔深492.06m。采用多层套管,顺利穿越五个煤层采空区,用事实向人们宣告:204队煤田地质人做了前人所没有做过的事,我们战胜了采空区!到此,完成了潜孔锤跨越采空区的一期钻进任务。 随后,于2010年3月2日开始采用绳索取芯钻进工艺进行深部钻探,到4月22日完成设计要求的孔深1200米,取得了设计中所要求的煤层、水文等各种地质资料。此时,SK-32号孔的试验工作获得了初步成功。

  2010年5月17-18日,省煤调办组织省内钻探专家和地质专家对SK-32号生产试验孔进行了检查验收,获得一致通过,同时总结了宝贵经验。 省内外评审专家认为,首先,SK-32号生产试验孔在钻探技术上大胆采用“气动潜孔锤(采空区段)+绳索取芯(采空区下部段)”综合施工方法,优质高效地完成了采空区井段的施工任务,成功安全穿过五层采空区施工至495.71米,多层套管就位后,以下深度采用绳索取芯钻进工艺进行施工,解决了煤田钻探领域通过多层采空区进行深部勘探的问题,总结了一套先进的通过多层采空区的钻探经验,该项钻探技术具有较强的科学性、适用性、针对性,达到了国内先进和行业领先水平,开创了我国煤田地质勘查史上穿过多层采空区寻找煤炭资源的先河。它的成功不仅将为全面开展七台河矿区西部区深部煤炭详查勘探施工提供了技术支撑,同时也为解决国家矿山危机、开展攻深找盲、实现资源接续提供了可以借鉴的经验。

  二是大胆创新,成功对钻探设备进行技术改造,实现一机多用,解决了防寒问题,提高了钻进效率。 SK-32号钻孔施工中使用的潜孔锤钻机是省煤田地质204勘探队大胆创新、自主研发、技术改造的HXY-6B型钻机。把传统绳索取芯钻机与潜孔锤钻机进行优势互补,并匹配可调频式电动机,进行人工控制,保持潜孔锤钻机的性能及相关要求。它还具有自身的几方面的优点:一方面由于东北地区施工期较短,冬季施工是经常的事,做好冬季防寒不仅是“以人为本”理念的体现,也是提高劳动生产效率的必然要求。一般车载潜孔锤钻机无法进行冬季防寒,改造后HXY-6B型“潜孔锤钻机”可以利用原有钻塔对钻机进行冬季严密防寒,使钻工在一个温暖的环境下进行钻探作业,保证了安全生产和工作效率;另一方面由于改造后HXY-6B型“潜孔锤钻机”并不改变其性能,在进行采空区下段金刚石绳索取芯钻进时,只需对该项设备进行调整,就可变成常规金刚石绳索取芯钻机使用,真正实现了“一机多用”,节省了使用两套设备搬迁的钻探辅助时间,从而有效提高钻进时间,提高生产效益。

  三是总结出一套适合七台河矿山西部区深部找矿的钻进参数和钻具组合经验数据。 四是针对可能遇到的突发事件,制定了应急方案,具有较强的可操作性,为安全生产创造了条件。 五是生产试验孔共发现煤层12层,有望实现深部地质找矿的新突破。 SK-32号孔证实,在矿区深部依然有煤系地层赋存,该钻孔-500M至1200M共见煤12层,其中厚度大于0.50M,煤层共8层,有望实现地质找矿成果的新突破,也为下步大规模开展勘查工作提供了地质依据。

  省煤田地质204勘探队发扬老一辈地质工作者攻坚克难的优良传统,与时俱进、开拓创新,大胆采用“气动潜孔锤(采空区段)+绳索取芯(采空区下部段)”施工工艺成功安全完成SK—32号钻孔生产试验任务,探索出在多层采空区下寻找煤炭资源勘查的新思路、新方法,真正实现了跨越采空区,在全国煤田地质勘查史上写下了浓重的一笔,彰显了国家功勋级地勘队伍的“英雄本色”,弘扬了“团结、诚信、务实、创新”龙江煤田地质精神,同时SK—32号生产试验孔的成功为七台河矿区西部区深部煤炭详查勘探施工提供了良好的技术支撑,也拉开了黑龙江省东部煤电化七台河国有矿山西部区(一期)深部煤炭详查大规模勘探的序幕。七台河矿山深部找矿项目被七台河市政府、龙煤集团七煤公司称为“救市工程”“救企项目”,项目的实施,这将极大提高我省东部煤电化建设提供煤炭资源保障能力,有效延长七台河国有矿山服务年限,推动我省煤炭工业可持续健康发展。 



本网通讯员:宋维宏      编 辑:刘勋
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