煤矿井下钻探技术.ppt

煤矿井下钻探技术前言第一节岩石概念一、岩石概念岩石是一种或一种以上矿物组成的集合体具有一定的结构、构造特征是地质作用的产物。岩石一般具有以下几个特点：1、大多数岩石是矿物的天然集合体由一种或多种矿物按一定方式结合而成。2、岩石具有一定的结构、构造特征。3、岩石是地球形成发展过程中地质作用的产物。岩石的化学成分、矿物成分、结构、构造及外形特征等均与地质作用密切相关。岩石也是构成各种地质构造和地貌的物质基础。了解岩石的结构与构造特征有助于分析钻孔钻进岩性、分析目标层位的地质、水文地质及瓦斯地质特征有利于提前对水害防治及煤与瓦斯突出防治做准备。第一节岩石概念二、岩石的分类岩石按照成因可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。1、火成岩火成岩亦称为岩浆岩是高温熔融状态的岩浆侵入到地壳不同深度或喷出地表冷凝而形成的岩石。2、沉积岩沉积岩是由早期形成的岩石（母岩如岩浆岩、沉积岩、变质岩）经过风化、剥蚀、搬运后在一定地质条件下沉积、固结成岩而形成的新岩石。煤层是由古代植物的形成可以燃烧的沉积岩层。沉积岩是煤矿地质研究的主要岩石。3、变质岩地壳上已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）由于高温、高压和外来物质的渗入而引起其化学成分结构及构造的改变形成的新岩石。地球表面的岩石以沉积岩为主约占地壳面积的75%海洋底几乎全部为沉积岩覆盖。地壳较深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。火成岩占整个地壳体积的64.7%变质岩占27.4%沉积岩占7.9%。虽然三大类岩石在成因和特征上有严格的区分界限但相互之间存在过渡的关系。例如在矿井井下火成岩侵入处存在变质岩与沉积岩之间的渐变过程。在地球的发展演变过程中由于地质作用的复杂性、多期性和漫长性三大类岩石之间可以相互转化的。第一章地质基础知识第一章地质基础知识第一节岩石概念三、岩石的硬度2、摩氏硬度摩氏硬度是由德国的矿物学家摩氏(FrederichMohs)首先提出来的作为评判矿物硬度的标准。应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕用测得的划痕的深度分十级来表示硬度。最软者为滑石最硬者为金刚石共有十种矿物定为十级分别为：滑石1（硬度最小）石膏2方解石3萤石4磷灰石5正长石6石英7黄玉8刚玉9金刚石10。硬度值并非绝对硬度值而是按硬度的顺序表示的值。莫氏硬度仅为相对硬度比较粗略。虽滑石的硬度为1金刚石为10刚玉为9但经显微硬度计测得的绝对硬度金刚石为滑石的4192倍刚玉为滑石的442倍。莫氏硬度应用方便野外作业时常采用。第一章地质基础知识第二节地质构造一、地质构造的概念地质构造（简称构造）是指在地壳运动的作用下岩层改变原始的埋藏状态（原始状态一般呈水平或近水平且在一定范围内连续完整）所产生的变形或变位的形迹。二、地质构造的类型地质构造的表现形式是多种多样的有简单的也有复杂的。就简单的而言在一定范围（一个井田或一个矿区）内可归纳为单斜构造、褶皱构造和断裂构造三种基本类型如“图地质构造类型示意图”。第一章地质基础知识第一章地质基础知识第三节岩层产状及其表示方法三、岩层产状要素的表示方法倾向可只表述方向而不表述角度。如岩层倾向南东倾角为21°时用象限角表述其产状为N25°E、SE∠21°（即走向、倾向倾角）或N25°E（或25°）、∠21°SE（即走向、倾角倾向）。由于倾向与走向垂直且方位唯一已知倾向就可以计算出走向。因此一般情况下只表述岩层的倾向和倾角表述方法为“倾向倾角”上述岩层产状一般表述为115°∠21°（或SE65°∠21°）。第一章地质基础知识第一章地质基础知识第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第二章井下钻孔第一节钻机一、ZDY系列钻机1、钻机型号释义型号：ZDYXXXX（S）Z—钻机D—动力头式Y—液压传动XXXX—主轴最大额定转矩N·mS—双泵系统2、钻机结构钻机整体结构：主机（座架、动力头、夹持器、立柱和钻具等）、操纵台、泵站三大部分组成。第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第三章井下钻探设备第二节钻头、钻杆及其它一、钻头（二）钻头规格岩芯钻探中使用的钻头规格只要有：46、59、75、91、110、130、150、170mm等多种规格。二、钻杆1、钻杆主要有外平式钻杆及螺旋钻杆两类2、钻杆的连接方式有：外平式钻杆：联接式钻杆（钻杆间直接连接）、焊接式联接钻杆（利用接箍连接）螺旋钻杆：螺纹联接、法兰联接、插销联接钻杆规格：直径：42、50、63.5mm；三、岩芯管岩芯管在钻进时起收容岩芯和导向作用。