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巖心管在煤礦地質勘探、瓦斯抽采鉆孔、水文觀測等作業中是重要的鉆探工具,其安全穩定運行直接關系到井下作業安全。預防因巖心管引發的事故,需從選型、使用、維護等多環節入手,具體措施如下:
一、規范選型與質量把控,從源頭降低風險
匹配工況需求:煤礦井下環境復雜(如高瓦斯、高水壓、腐蝕性地層),需根據鉆孔深度、地質條件(軟巖、硬巖、破碎帶)、介質特性(瓦斯、水、煤塵)選擇合適材質和規格的巖心管。例如:
高瓦斯鉆孔需選用抗靜電、阻燃的鋼管(如符合MT/T501-2019標準的瓦斯抽采管),避免摩擦產生火花引發瓦斯爆炸;
破碎地層應選用加厚管壁或帶加強筋的巖心管,防止因巖層擠壓導致管體變形、斷裂。
嚴格出廠質量驗收:巖心管出廠前需通過壓力試驗(耐壓強度≥工作壓力1.5倍)、拉伸試驗(確保抗拉強度達標)、密封性檢測(如水壓密封試驗無滲漏),避免使用存在裂紋、壁厚不均、焊接缺陷的不合格產品。
二、強化安裝與連接可靠性,防止脫落或泄漏
規范連接方式:根據巖心管類型選擇適配連接(如螺紋連接需涂抹專用密封膠并擰緊,法蘭連接需保證螺栓均勻受力,焊接連接需確保焊縫無氣孔、夾渣),避免因連接松動導致管體脫落或介質泄漏(如瓦斯泄漏引發爆炸、水泄漏導致巷道積水)。
加裝防脫裝置:在傾斜或垂直鉆孔中,巖心管需間隔加裝防脫卡箍或限位環,防止因自重、振動或地層位移導致管體下滑、脫節,尤其在深孔(超過500米)作業中需加強固定。
密封性能保障:對于輸送瓦斯、地下水的巖心管,連接處需采用雙重密封(如螺紋+O型密封圈),并在安裝后進行壓力測試(如通入0.3MPa壓縮空氣,保壓30分鐘無壓降),確保無泄漏風險。
三、加強日常維護與監測,及時發現隱患
定期檢查管體狀態:
外觀檢查:每周巡查巖心管有無腐蝕、變形、磨損(如外壁磨損厚度超過原壁厚1/3需更換)、接口松動等;
無損檢測:對長期使用(超過1年)的巖心管,采用超聲波探傷檢測內壁裂紋,對焊接部位進行磁粉探傷,發現缺陷立即更換。
監測運行參數:通過壓力傳感器、流量表實時監測巖心管內介質壓力和流量,若出現壓力驟降、流量異常波動,可能是管體破裂或連接處泄漏,需立即停機排查。
防腐與防磨損處理:在高濕度、高腐蝕性環境(如含硫礦井)中,巖心管外壁需涂刷防腐涂層(如環氧樹脂),內壁可加裝耐磨襯里(如聚氨酯),延長使用壽命,防止因腐蝕穿孔引發事故。
四、制定應急措施與定期演練,降低事故影響
應急預案準備:針對巖心管可能發生的事故(如管體斷裂、瓦斯泄漏、堵塞),制定專項預案,明確應急停鉆、斷管處理、瓦斯抽采系統切換等流程,配備應急工具(如快速封堵器、備用管段、防爆工具)。
防止堵塞與卡鉆:在鉆進過程中,巖心管需配合泥漿循環系統及時排出巖屑,避免巖屑堆積導致管體堵塞;若遇破碎地層,可加裝濾網或扶正器,防止大塊巖塊卡滯管體引發鉆機過載或管體彎曲斷裂。
人員培訓與演練:定期對操作和維護人員進行培訓,使其掌握巖心管故障識別(如異響、振動加劇、壓力異常)和應急處理技能(如緊急關斷閥門、撤離路線),每季度至少開展1次事故演練,確保事故發生時能快速響應,減少人員傷亡和設備損失。
五、適配地質條件,避免因地層因素引發事故
應對復雜地層:在松軟巖層或斷層帶中,巖心管需配合套管護壁,防止孔壁坍塌擠壓管體;在高地應力區域,需選用抗擠壓性能更強的厚壁管(如Q345B材質),避免管體被壓潰。
溫度與壓力適配:在高溫礦井(井溫超過50℃)中,需選用耐高溫密封材料(如氟橡膠密封圈),防止密封件老化失效;管體工作壓力需預留安全余量(不超過額定壓力的80%),避免因瞬時壓力峰值導致爆裂。
通過以上措施,可從“源頭質量、安裝規范、維護監測、應急響應”全流程降低巖心管在煤礦使用中的事故風險,保障鉆探作業和井下生產安全。