內(nèi)蒙古赤峰市是全液壓坑道鉆機(jī)的發(fā)源地，近些年來在非煤礦山坑道及地表普遍推廣應(yīng)用。下面談一下坑道鉆機(jī)的取巖心方法及適用工況。

一、普通雙管取芯

這也是自從坑道鉆機(jī)最初的取巖心方式，適用于地表和坑內(nèi)各種角度方位孔的鉆探取芯，多用于 37mm 和 47mm 孔徑。鉆桿有效長(zhǎng)度通常是 1.5 米，應(yīng)用 1.5 米雙管鉆具或者 3 米對(duì)接雙管鉆具， 打一根鉆桿或者兩根鉆桿，巖芯裝滿巖心內(nèi)管，將鉆桿提出，將巖心內(nèi)管的巖心擺放在巖心箱內(nèi)，在繼續(xù)送桿、鉆進(jìn)，如此往復(fù)。目前雙管取芯也普遍應(yīng)用于大角度上斜孔對(duì)巖心采取率要求比較高的工況。

雙管鉆具包括鉆頭、擴(kuò)孔器以及雙層巖心管，雙層巖心管又包括巖心外管、巖心內(nèi)管、異徑接手、卡簧、卡簧座、內(nèi)管短接。大家常常聽說的有幾個(gè)名詞，雙管雙動(dòng)、雙管單動(dòng)、反循環(huán)異徑接手以及破碎帶專用異徑接手、負(fù)壓取芯、直通接手以及打單管等等。

雙管雙動(dòng)取芯指的是巖心內(nèi)管和巖心外管同步轉(zhuǎn)動(dòng)，即角速度相等，適用于松軟、易坍塌、怕沖刷的巖礦層。雙管單動(dòng)取芯指的是巖心外管和巖心內(nèi)管不同步轉(zhuǎn)動(dòng)，也是在各種地層常用的一種雙管取芯方式，雙管單動(dòng)和雙管雙動(dòng)鉆具只是異徑接手不同，沒有其他區(qū)別，其連接外管的部位和連接內(nèi)管的部位能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的叫雙管單動(dòng)，不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的叫雙管雙動(dòng)。

反循環(huán)異徑接手和破碎帶專用異徑接手只是叫法不同，指的是同一種異徑接手，通常的異徑接手無論是雙管單動(dòng)的還是雙管雙動(dòng)的，可以使水從鉆桿內(nèi)孔流到巖心內(nèi)管和巖心外管之間，從而對(duì)鉆頭冷卻，再流向巖石孔壁和鉆具之間的縫隙。而反循環(huán)異徑接手除此以外還增加了流體通道，可以使內(nèi)管和巖壁相通但是不和原有過水通道相連。在金剛石鉆頭鉆進(jìn)過程中，巖心不斷的充滿巖心內(nèi)管，巖心內(nèi)管空間剩余越來越小，里面的空氣壓縮速遞比排放速度快，巖心內(nèi)管里產(chǎn)生負(fù)壓，從而影響巖心裝進(jìn)巖心內(nèi)管的速度，而反循環(huán)異徑接手的作用就是使得巖心內(nèi)管內(nèi)部空間負(fù)壓得以排放，使巖心順利的裝入巖心內(nèi)管，提高鉆進(jìn)效率。應(yīng)用了反循環(huán)異徑接手的雙管鉆具取芯通常也叫“負(fù)壓取芯”、“反循環(huán)取芯”，為了和真正意義上的反循環(huán)取芯加以區(qū)別，這種取芯也可以叫“小反循環(huán)取芯”。直通接手區(qū)別于其他的異徑接手，用于打單管，也叫單管取芯。打單管時(shí)候通常是對(duì)巖心采取率沒有什么要求，見礦要巖心。打單管的時(shí)候要時(shí)刻關(guān)注泥漿泵的水壓表，防止堵水燒鉆等情況發(fā)生。

二、繩索取芯

從 2015 年開始，60mm 和 75mm 孔徑繩索取芯在坑道內(nèi)開始推廣，尤其是水平孔和小角度上斜孔繩索取芯的應(yīng)用，給鉆探作業(yè)帶來了巨大的方便。眾所周知，繩索取芯最早是在地表鉆探應(yīng)用，繩索雙管鉆具的系列和標(biāo)準(zhǔn)也比較多。但是在坑道鉆機(jī)上常用的是 Q 系列和 TW 系列的直連鉆桿和雙管取芯鉆具。

繩索取芯鉆具是由外管系統(tǒng)和內(nèi)管系統(tǒng)兩部分組成，內(nèi)管系統(tǒng)和外管系統(tǒng)是可以分離的。水平孔時(shí)候，用泥漿泵的高壓水將內(nèi)管系統(tǒng)送到孔前端，打向下孔的時(shí)候內(nèi)管系統(tǒng)靠其自重滑落到位，當(dāng)彈卡總成的彈卡板到達(dá)彈卡室的時(shí)候就會(huì)張開，內(nèi)管系統(tǒng)就留在了前端，當(dāng)下一根鉆桿結(jié)束鉆進(jìn)，巖心裝滿巖心內(nèi)管的時(shí)候，水平孔時(shí)候，通過送繩器，將打撈器通過高壓水送到前端，向下孔的時(shí)候垂直打撈器也是靠自重滑落到位，打撈器的撈矛頭就會(huì)卡住彈卡總成，用絞車的鋼絲繩將內(nèi)管系統(tǒng)拉出，如此往復(fù)。不需要打一根鉆桿一提鉆，只有在需要更換鉆頭的時(shí)候提鉆。

三、反循環(huán)取芯

反循環(huán)取芯也俗稱“大反循環(huán)取芯”是指用孔口密封裝置，將水通過巖壁和鉆桿外壁的縫隙送到鉆頭處給鉆頭冷卻，巖心通過鉆桿的中心被水不斷的沖出來，作業(yè)人員做好巖心收集和擺放工作。這種取芯方式只適合水平孔和斜向上孔，不適合向下方位孔。同時(shí)如果巖層有較大的裂隙或者破碎，也無法進(jìn)行取芯。另外，反循環(huán)鉆進(jìn)主要應(yīng)用于探水工程，只有適合的工況才會(huì)用反循環(huán)鉆進(jìn)進(jìn)行探礦取芯。

四、小結(jié)

空心軸式全液壓坑道探礦鉆機(jī)無論是采用哪種取芯方式，設(shè)備條件都可以滿足，只是根據(jù)實(shí)際工況條件在配套鉆具的選擇上有區(qū)別。國(guó)內(nèi)的便攜式鉆機(jī)即頂驅(qū)式鉆機(jī)主要應(yīng)用于地表 0 度到 90 度之間向下方位孔的鉆探，用繩索取芯方法提取巖心，不適合其他方位孔鉆探作業(yè)，也不適合其他取巖心方法，因此便攜式鉆機(jī)接管了部分立軸式鉆機(jī)在地表不能滿足的方位孔鉆探市場(chǎng)?？拥楞@機(jī)因?yàn)槭请妱?dòng)力，廣泛的應(yīng)用于坑道內(nèi) 360 度方位內(nèi)任意傾角鉆探取芯和用電方便的或者有發(fā)電機(jī)條件的地表鉆探作業(yè)。正因?yàn)橛腥⌒痉绞缴系牟煌?，所以坑道探礦鉆機(jī)也有了“反循環(huán)鉆機(jī)”等等別名。

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