第八章 钻孔弯曲与测量LU
- 格式:ppt
- 大小:4.34 MB
- 文档页数:41
通风、电缆、排水、投料等工程钻孔空间位置的测量与计算摘要:通风、电缆、排水、投料等工程钻孔对钻孔空间位置的控制要求较严格,本文介绍了使用JL测斜仪,根据测得的顶角与方位角用EXCEL电子表格快速准确计算出钻孔空间位置的方法。
关键词:通风孔电缆孔排水孔投料孔地质灾害 JL测斜仪钻孔空间位置 EXCEL随着国民经济的快速发展,对煤炭、钢铁等能源的需求不断增加,因此矿山加大了技术改造挖潜的力度,随之各类通风孔、电缆孔、排水孔工程越来越多;随着国家对环境保护的不断重视,加大了地质灾害治理的力度,要求及时回填矿体的采空区,以防地面塌陷的发生,随之投料孔工程不断增加。
这类工程钻孔对钻孔空间位置的控制要求较严格,以便避开一些保护对象,如巷道、矿体等,并且要求终孔落入设计的范围,以便投入正常使用。
为了准确控制钻孔的空间位置,一是要求对确定钻孔空间位置的基本参数如顶角、方位角、孔深的测量要准确,二是要求钻孔空间位置的计算要快速准确,并能方便快捷地对某一深度的钻孔空间位置做出预测,以便及时采取定向钻进等技术措施,控制钻孔的空间位置沿着设计的轨迹达到靶区。
我们在某一投料孔工程中使用了JL测斜仪,用EXCEL进行计算和预测钻孔空间位置,前导孔孔深210米,钻孔终孔计算的位置与实际偏差仅为3.5%,开挖巷道与钻孔一次对接成功,达到了较为理想的效果。
这种测量方法也使用到了通风、电缆孔中的施工中,与其它方法测得的结果一致,这也充分证明本方法在这类工程孔中的的可行性。
一、钻孔空间位置基本参数顶角、方位角的测量1、JL测斜仪简介:JL测斜仪是与金刚石绳索取芯钻孔配套的测斜仪,适用于无磁性干扰的测量,为机械定时锁定,利用偏心重锤的自然下垂,定出钻孔的弯曲方向,测出顶角、方位角,该仪器操作简单,读数直观,测量误差小。
2、JL测斜仪在工程孔中的测斜原理:测斜仪在下入钻孔的过程中,一直处在钻孔的下井壁,因为下井壁的方向即为钻孔的弯曲方向,所以测得的顶角、方位角即为钻孔的顶角与方位角。
论钻孔弯曲及其纠偏方法蔡盛业(广东高要河台金矿)摘要:地质钻孔发生弯曲是必然的,并将影响钻探质量。
因此,在钻探施工过程中,要进行钻孔弯曲测量,收集、统计和分析相关数据,总结钻孔弯曲规律;同时要分析研究钻孔发生弯曲的原因,并采取相应措施加以预防控制和纠正,以提高钻探质量。
关键词:地质钻探;钻孔弯曲;钻孔弯曲测量;纠偏方法;预防控制中图分类号:文献标识码:文章编号1 钻孔弯曲测量1.1 相关概念钻孔弯曲是指在施工中,钻孔轴线偏离了原设计方位或顶角的现象。
钻孔轴线的空间位置是由钻孔深度、钻孔顶角(或倾角)及钻孔方位角三个因素来决定。
其中顶角是指钻孔轴线与水平面的垂线所夹角,其余角为钻孔倾角;方位角是指从正北方向开始,顺时针到钻孔轴线在水平面上的投影所夹角。
钻孔弯曲是必然的,纯直线的钻孔是不存在的,也正因为这样,将其作为一项质量标准,以免造成假象或歪曲矿体空间形态,必须对钻孔弯曲进行测量。
钻孔弯曲测量是指确定钻孔轴线三要素的测量,主要是顶角和方位角的测量。
一般对钻孔顶角的要求是:直孔≯2°/100m,斜孔≯3°/100m,随孔深增加可递增计算。
1.2测量原理及仪器结构原理钻孔弯曲测量就其测量方法的基本原理而言,可归纳如下:顶角测量用液面水平原理或悬锤原理;方位角测量用罗盘原理(利用大地磁场)或地面定向法(定盘仪、陀螺仪)。
测斜仪是测量钻孔弯曲的仪器,其种类和型号繁多,如:HF液面水平单点测斜仪、XJL型、JDP-1型单点测斜仪;JJX-2/3型、KXP-1型多点电测仪;JXK-2型两用多点电测仪;JDL-1型、JXT-247A 型陀螺测斜仪等。
根据河台金矿是弱磁性矿区及所施工钻孔为Ø46mm的情况,参照各种测斜仪的结构原理、性能指标和特点,我们选用了XJL型测斜仪,它是一种单点全测仪,下井一次只可测得一个测点的方位角和顶角。
该测斜仪利用悬锤和罗盘原理,适用于非磁性矿区和孔径≮Ø40mm的钻孔测量。
钻孔弯曲测量的原理及其方位角测量原理为了随时掌握与控制钻孔空间位置的变化,预防与纠正钻孔弯曲,在钻进中必须测量钻孔轨迹各孔段上的基本参素即:顶角、方位角和孔深。
这一工作称为钻孔弯曲度测量简称测斜。
一、钻孔弯曲测量的原理钻孔弯曲的测量原理包括顶角测量原理和方位角测量原理,孔深测量一般只是借助电缆(测绳)或钻杆将测斜仪下入到指定深度来控制。
(一)顶角测量原理根据钻孔顶角定义,测量顶角度必须符合两个条件:一是该角度代表测点钻孔轴线与铅垂线的夹角;其二是该角度在钻孔弯曲平面内。
目前,顶角测量原理是利用地球的重力场,有液面水平原理和悬锤原理等。
1、液面水平原理(氢氟酸测斜)氢氟酸测斜仪就是利用液面水平原理来测量钻孔的顶角。
把20~30%浓度的氢氟酸注入长度为100~150mm内径为15~25mm的玻璃试管中。
注入量为试管长度的1/3左右。
然后,将盛有氢氟酸的玻璃试管装在特制的接头内,用橡胶塞加以密封。
用钻杆将其下到孔内待测位置,静止停留15~25min后,提钻取出试管。
由于氢氟酸对玻璃的腐蚀作用,在试管上留有液面痕迹。
根据液面的高低,就可算出顶角。
图顶角校正关系图图倾斜仪1-量角器;2-悬锤;3-半园盘;4-固定架;5-转动轴;6-玻璃管由于有毛细管的作用,试管形成了如图2-4-27所示的蚀痕曲面。
由此测出的顶角必须校正,按下式可求出实际顶角θ:θ=θ′+E式中θ--钻孔的实际顶角,θ′--玻璃试管上实测顶角,E--校正角。
为了避免计算和校正上的麻烦,可以利用倾斜仪来直接测定。
2、悬锤原理悬锤测量钻孔顶角的原理如图。
图悬锤测量钻孔顶角的原理示意图框架可绕a轴灵活转动,b轴与a轴垂直相交,在b轴中点0悬挂一能灵活转动的弧形刻度盘,刻度盘转动面与钻孔弯曲平面一致,刻度盘因重力作用永远下垂。
当仪器在垂直孔内时,刻度盘上的0°正对准弧形竖板了上的标线,即顶角为0°;当仪器在倾斜孔内时,弧形竖板倾斜一个角度,此角度就是钻孔顶角θ。
钻孔弯曲度计算方法三角网式地质勘探与矿体预测h t t p://w ww.s ci e n c e n e t.c n/b b s/s h ow p os t.as p x?i d=2813内容摘要:作者在《空间解析求积法与矿体体积计算》(《化工地质》1990年),《解析三角截住法储量计算》(《化工矿山技术》1995年)中,提出了三角网式地质勘探与矿体预测的完整的理论模式和方法(参见附录:《空间解析求积法与矿体体积计算》,《解析三角截住法储量计算》理论要点和计算公式)。
按照这个理论和方法,可以实现任意三角网式地质勘探、矿体预测、储量的解析计算与管理的微机自动化,彻底改变落后的地质勘探模式,使地质勘探跟上新技术革命的脚步。
本文将就这一主题作进一步的探求。
三角网式地质勘探与矿体预测中化福建地质勘查院施瑞春传统的矿体预测与勘探,要进行一系列繁杂、重复的手工劳动:依据已有地质资料绘制许多勘探线纵、横剖面图,然后进行反复比照、推测,设计出各勘探线勘探钻孔的位置,预测顶、底板的高度(深度)。
勘探时要测出各勘探线剖面,定出各勘探线上的设计钻孔;钻探中要编好钻孔资料,然后绘制钻孔柱状图、剖面图、储量计算图……。
时至已进入电脑广泛普及和数字化的时代,此传统的勘探模式到了该彻底改变的时候了。
作者在《空间解析求积法与矿体体积计算》(《化工地质》1990年),《解析三角截住法储量计算》(《化工矿山技术》1995年)中,提出了三角网式地质勘探与矿体预测的完整的理论模式和方法(参见附录:《空间解析求积法与矿体体积计算》,《解析三角截住法储量计算》理论要点和计算公式)。
按照这个理论和方法,可以实现任意三角网式地质勘探、矿体预测与储量计算和管理的空间解析计算,彻底改变落后的地质勘探模式,使地质勘探跟上新技术革命的脚步。
本文将就这一主题作进一步的探求。
一、用三角网布设勘探网替代传统的方形网传统的地质勘探网是按平行的勘探线布设方形网,这主要是因为传统的储量计算的壁垒决定的。