巖土鉆進(jìn)工藝學(xué)

巖土鉆進(jìn)工藝學(xué)

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緒論巖土鉆進(jìn)工藝學(xué)和其他學(xué)科一樣，是人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)與自然界斗爭(zhēng)和協(xié)調(diào)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。它的研究對(duì)象及內(nèi)容是如何借助機(jī)械方式或化學(xué)方式(爆破能)破碎巖土層，在地下形成其規(guī)格和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求的鉆孔或坑道，以達(dá)到尋找和開(kāi)采礦產(chǎn)(固、液、氣態(tài))及其他工程建設(shè)的目的。巖土鉆進(jìn)工藝學(xué)是勘查技術(shù)與工程專(zhuān)業(yè)（巖土鉆掘方向）本科學(xué)生必修專(zhuān)業(yè)課，該專(zhuān)業(yè)內(nèi)容主要包括工藝和設(shè)備兩大部分。這兩部分是相輔相成的，即首先是施工工藝的需求刺激了設(shè)備的發(fā)展，而設(shè)備的進(jìn)步又促使工藝水平得以不斷提高。一、本課程的任務(wù)和目的，本課程的任務(wù)是講授有關(guān)巖土鉆進(jìn)工藝學(xué)基本原理，綜合分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的鉆進(jìn)技術(shù)及其成功的經(jīng)驗(yàn)；介紹鉆進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的基本規(guī)律、基本程序、施工組織與管理方面的知識(shí)與技能；了解和掌握本專(zhuān)業(yè)的新技術(shù)、新方法及其發(fā)展方向。目的能夠進(jìn)行施工設(shè)計(jì)和組織施工。能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。

能夠積極研究、應(yīng)用和發(fā)展先進(jìn)施工技術(shù)。二、鉆探工藝學(xué)的特點(diǎn)：它是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)課程，敘述性和定性分析的內(nèi)容較多，學(xué)習(xí)中注意理論聯(lián)系實(shí)際。鉆探工藝學(xué)的理論體系不夠完善，其自身的理論正處于不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中。明確這一點(diǎn)，有助于我們學(xué)好這門(mén)課并不斷努力完善這門(mén)課程體系。鉆探工藝學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)領(lǐng)域十分廣泛的。學(xué)習(xí)前應(yīng)有必要的先修課程和知識(shí)：基礎(chǔ)課程（數(shù)、理、化基礎(chǔ)），專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。三、鉆探工程的應(yīng)用范圍鉆探工程已廣泛應(yīng)用于：(1)礦產(chǎn)資源勘探和部分礦產(chǎn)的開(kāi)采；(2)水文地質(zhì)勘探和水井鉆；(3)工程地質(zhì)勘查和生態(tài)，環(huán)境研究；(4)地質(zhì)災(zāi)害的防治與環(huán)境治理；(5)工民建和道路橋梁的基礎(chǔ)工程；(6)海洋研究及海運(yùn)碼頭工程；(7)國(guó)防工程；(8)地球巖石圈、水圈的科學(xué)研究。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，為探明1億噸鐵礦，需要完成10萬(wàn)米的鉆探工作量；為生產(chǎn)1000萬(wàn)噸石油，需投入幾百萬(wàn)米的鉆井工程；為建設(shè)1km高架道路立交橋，要打上百根大口徑鉆孔灌注樁。

鉆探取樣技術(shù)礦產(chǎn)資源勘探——取巖樣，圈定儲(chǔ)量基礎(chǔ)工程勘查——取土樣，確定地基參數(shù)科學(xué)鉆探——取巖、土樣，純科學(xué)目的大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃大洋科學(xué)鉆探計(jì)劃極地科學(xué)鉆探計(jì)劃…月球表面科學(xué)鉆探地質(zhì)鉆探地質(zhì)鉆探巖芯鉆探全貌

四、鉆探工程概述

1、劃分鉆探工程→鉆探工藝、鉆探設(shè)備。鉆探設(shè)備→鉆機(jī)、水泵、動(dòng)力機(jī)、鉆塔。（地表以上部分）鉆探工藝→破碎巖石、沖洗鉆孔、鉆桿柱、及鉆孔結(jié)構(gòu)等。（地表以下部分）2、鉆探設(shè)備作用動(dòng)力機(jī)是驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械（鉆機(jī)、水泵等）的動(dòng)力源。鉆機(jī)→鉆桿柱→鉆具→破碎巖石。水泵→沖洗液→鉆桿柱→鉆具→排粉、冷卻鉆頭、護(hù)壁。鉆塔和絞車(chē)→升降鉆具。3、鉆探工作內(nèi)容鉆進(jìn)、排粉、護(hù)壁、采取巖芯、測(cè)斜和防斜等。4、鉆探施工工序基本作業(yè)工序→鉆進(jìn)、升降鉆具。輔助性作業(yè)工序→設(shè)備的搬運(yùn)、安裝及維修、沖洗液的制備、測(cè)斜、水文觀測(cè)、下入和起拔套管、事故處理等。5、鉆探工作進(jìn)展速度指標(biāo)鉆探工作進(jìn)展速度指標(biāo)是一個(gè)系統(tǒng)性的技術(shù)指標(biāo)，它取決于一系列的因素。它與鉆進(jìn)方法、鉆進(jìn)工具、鉆進(jìn)工藝參數(shù)、組織與管理、及鉆探人員的技能和素質(zhì)有關(guān)。不同的指標(biāo)有不同的含義，考察內(nèi)容不同則采用的指標(biāo)不同。機(jī)械鉆速

機(jī)械鉆速是反映所用的碎巖方法，所鉆的巖石性質(zhì)、所用的鉆進(jìn)工藝和技術(shù)狀況的一個(gè)指標(biāo)。它以單位純鉆進(jìn)時(shí)間內(nèi)所鉆鉆孔的進(jìn)尺來(lái)表示。其計(jì)算式為V=H/tm/hV—機(jī)械鉆速；H—鉆孔的進(jìn)尺；t—純鉆進(jìn)時(shí)間?；卮毋@速

回次鉆速表示從鉆具開(kāi)始下入鉆孔，進(jìn)行鉆進(jìn)，直到把鉆具從鉆孔提出的工序中(即所謂一回次工作)單位時(shí)間的進(jìn)尺。即

VR=HR/(t+t1)t1—起下鉆時(shí)間及完成一回次的其他非鉆進(jìn)時(shí)間。該指標(biāo)放映了機(jī)械鉆速所放映的狀況外，還放映了設(shè)備的能力、鉆探人員的技能和素質(zhì)。技術(shù)鉆速

技術(shù)鉆速表示一臺(tái)工作鉆機(jī)在一個(gè)月期間內(nèi)完成基本工序和操作以及其他輔助工序和操作所花費(fèi)的時(shí)間，與鉆孔的進(jìn)尺量相比，即

VT=HT/(t+T+T1)mT1—一個(gè)班用于輔助工序和操作（如固孔、堵漏、孔內(nèi)各種測(cè)量、人工造斜、糾斜小修機(jī)器、更換鉆具等。注意：不包含搬運(yùn)、停待、處理事故）所花費(fèi)的時(shí)間。技術(shù)鉆速放映了一個(gè)機(jī)臺(tái)工作的技術(shù)水平，設(shè)備工具的維修及運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，各項(xiàng)工作的組織配合及技術(shù)措施等。經(jīng)濟(jì)鉆速（商業(yè)鉆速）經(jīng)濟(jì)鉆速表示一臺(tái)工作鉆機(jī)在一個(gè)月期間(用于基本工序，輔助工序和非生產(chǎn)工序所用的時(shí)間)內(nèi)的鉆孔進(jìn)尺量。即VE=Hm/（t+T+T1+T2)mT2—一個(gè)臺(tái)班期間用于非生產(chǎn)工作所消費(fèi)的時(shí)間(停待，事故)；M—一個(gè)月期間臺(tái)班數(shù)。勞動(dòng)組織、動(dòng)力供給、物資供應(yīng)、技術(shù)狀況越好，經(jīng)濟(jì)鉆速就會(huì)越高。循環(huán)鉆速

循環(huán)鉆速表示一個(gè)工作機(jī)臺(tái)從設(shè)備搬遷到鉆完一孔后轉(zhuǎn)移他孔的整個(gè)循環(huán)時(shí)間內(nèi)所鉆進(jìn)的鉆孔深度。即Vc=Hh/TsHh—完成鉆孔總深；Ts—完成從鉆探設(shè)備搬遷、安裝到拆卸和封孔所有工作的總時(shí)間消耗。循環(huán)鉆速表示了鉆探鉆速，安裝及運(yùn)輸技術(shù)狀態(tài)，基地的條件等。五、我國(guó)鉆探工程發(fā)展簡(jiǎn)史我國(guó)是世界上最早開(kāi)始鉆探工程的國(guó)家（稱(chēng)之為我國(guó)五大發(fā)明之一）。最早的文字記載是二千二百多年前為了在內(nèi)陸吸取鹵水，而在四川地區(qū)“鑿井求鹽”，采用沖擊法鉆進(jìn)。解放前，我國(guó)的鉆井技術(shù)在近一千年中，并未得到應(yīng)有的發(fā)展