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岩心管在煤矿地质勘探、瓦斯抽采钻孔、水文观测等作业中是重要的钻探工具,其安全稳定运行直接关系到井下作业安全。预防因岩心管引发的事故,需从选型、使用、维护等多环节入手,具体措施如下:
一、规范选型与质量把控,从源头降低风险
匹配工况需求:煤矿井下环境复杂(如高瓦斯、高水压、腐蚀性地层),需根据钻孔深度、地质条件(软岩、硬岩、破碎带)、介质特性(瓦斯、水、煤尘)选择合适材质和规格的岩心管。例如:
高瓦斯钻孔需选用抗静电、阻燃的钢管(如符合MT/T501-2019标准的瓦斯抽采管),避免摩擦产生火花引发瓦斯爆炸;
破碎地层应选用加厚管壁或带加强筋的岩心管,防止因岩层挤压导致管体变形、断裂。
严格出厂质量验收:岩心管出厂前需通过压力试验(耐压强度≥工作压力1.5倍)、拉伸试验(确保抗拉强度达标)、密封性检测(如水压密封试验无渗漏),避免使用存在裂纹、壁厚不均、焊接缺陷的不合格产品。
二、强化安装与连接可靠性,防止脱落或泄漏
规范连接方式:根据岩心管类型选择适配连接(如螺纹连接需涂抹专用密封胶并拧紧,法兰连接需保证螺栓均匀受力,焊接连接需确保焊缝无气孔、夹渣),避免因连接松动导致管体脱落或介质泄漏(如瓦斯泄漏引发爆炸、水泄漏导致巷道积水)。
加装防脱装置:在倾斜或垂直钻孔中,岩心管需间隔加装防脱卡箍或限位环,防止因自重、振动或地层位移导致管体下滑、脱节,尤其在深孔(超过500米)作业中需加强固定。
密封性能保障:对于输送瓦斯、地下水的岩心管,连接处需采用双重密封(如螺纹+O型密封圈),并在安装后进行压力测试(如通入0.3MPa压缩空气,保压30分钟无压降),确保无泄漏风险。
三、加强日常维护与监测,及时发现隐患
定期检查管体状态:
外观检查:每周巡查岩心管有无腐蚀、变形、磨损(如外壁磨损厚度超过原壁厚1/3需更换)、接口松动等;
无损检测:对长期使用(超过1年)的岩心管,采用超声波探伤检测内壁裂纹,对焊接部位进行磁粉探伤,发现缺陷立即更换。
监测运行参数:通过压力传感器、流量表实时监测岩心管内介质压力和流量,若出现压力骤降、流量异常波动,可能是管体破裂或连接处泄漏,需立即停机排查。
防腐与防磨损处理:在高湿度、高腐蚀性环境(如含硫矿井)中,岩心管外壁需涂刷防腐涂层(如环氧树脂),内壁可加装耐磨衬里(如聚氨酯),延长使用寿命,防止因腐蚀穿孔引发事故。
四、制定应急措施与定期演练,降低事故影响
应急预案准备:针对岩心管可能发生的事故(如管体断裂、瓦斯泄漏、堵塞),制定专项预案,明确应急停钻、断管处理、瓦斯抽采系统切换等流程,配备应急工具(如快速封堵器、备用管段、防爆工具)。
防止堵塞与卡钻:在钻进过程中,岩心管需配合泥浆循环系统及时排出岩屑,避免岩屑堆积导致管体堵塞;若遇破碎地层,可加装滤网或扶正器,防止大块岩块卡滞管体引发钻机过载或管体弯曲断裂。
人员培训与演练:定期对操作和维护人员进行培训,使其掌握岩心管故障识别(如异响、振动加剧、压力异常)和应急处理技能(如紧急关断阀门、撤离路线),每季度至少开展1次事故演练,确保事故发生时能快速响应,减少人员伤亡和设备损失。
五、适配地质条件,避免因地层因素引发事故
应对复杂地层:在松软岩层或断层带中,岩心管需配合套管护壁,防止孔壁坍塌挤压管体;在高地应力区域,需选用抗挤压性能更强的厚壁管(如Q345B材质),避免管体被压溃。
温度与压力适配:在高温矿井(井温超过50℃)中,需选用耐高温密封材料(如氟橡胶密封圈),防止密封件老化失效;管体工作压力需预留安全余量(不超过额定压力的80%),避免因瞬时压力峰值导致爆裂。
通过以上措施,可从“源头质量、安装规范、维护监测、应急响应”全流程降低岩心管在煤矿使用中的事故风险,保障钻探作业和井下生产安全。