在煤炭地質勘探和研究工作中，通過巖心管鉆取煤層巖心，能夠直觀獲取地下煤層的一手資料，為煤炭資源開發、地質構造分析等提供關鍵依據。那么，巖心管究竟是如何完成這項重要任務的呢？接下來就為你詳細拆解。

    一、前期準備工作

    （一）設備與工具選擇

    根據煤層的埋藏深度、硬度、地質條件等因素，選擇合適規格和類型的巖心管。一般來說，常用的巖心管有單層巖心管和雙層巖心管，雙層巖心管更適合在復雜地質條件或對巖心完整性要求較高的情況下使用。同時，準備好配套的鉆機、鉆頭、鉆桿等設備，以及泥漿泵、測量儀器等輔助工具。例如，在鉆取較軟的煤層巖心時，可選用金剛石鉆頭，以提高鉆進效率和巖心采取率。

    （二）場地勘察與布置

    在鉆探作業前，需要對鉆探場地進行詳細勘察，了解場地的地形地貌、地下管線分布等情況，確保鉆探作業的安全。合理布置鉆探設備，保證鉆機的穩固性，避免在鉆進過程中因設備晃動影響巖心的質量。同時，搭建好泥漿循環系統，用于冷卻鉆頭、攜帶巖屑以及維護孔壁穩定。

    （三）人員培訓與安全措施落實

    參與鉆探作業的人員需經過專業培訓，熟悉巖心管鉆取的操作流程和安全規范。在作業前，明確各人員的職責分工，并落實好各項安全措施，如佩戴安全帽、防護手套等個人防護裝備，設置警示標識，防止無關人員進入鉆探區域。

    二、鉆進過程

    （一）開孔與鉆進

    將巖心管連接到鉆桿上，通過鉆機將其下放至鉆孔位置。先進行開孔作業，采用較低的轉速和鉆壓，緩慢鉆進，確保開孔的垂直度和穩定性。當開孔達到一定深度后，逐漸提高鉆進速度和鉆壓，進入正常鉆進階段。在鉆進過程中，要時刻關注鉆機的運行參數，如轉速、鉆壓、扭矩等，根據煤層的變化及時調整鉆進參數。例如，遇到煤層硬度變化較大的情況，適當降低鉆壓，避免鉆頭損壞或巖心破碎。

    （二）泥漿循環

    利用泥漿泵將調制好的泥漿注入鉆桿，泥漿沿著鉆桿與巖心管之間的環狀空間向下流動，到達鉆頭部位后，對鉆頭進行冷卻和潤滑，同時將鉆進過程中產生的巖屑攜帶至地面。泥漿的性能對鉆進效率和巖心質量有著重要影響，需要根據不同的地質條件調整泥漿的密度、黏度、失水率等參數。比如，在易坍塌的煤層中鉆進時，適當提高泥漿的黏度和密度，增強孔壁的穩定性。

    （三）巖心進入巖心管

    隨著鉆頭的不斷鉆進，破碎的煤層巖心逐漸進入巖心管內。雙層巖心管的內管與外管之間有一定的間隙，內管用于容納巖心，外管則起到保護和鉆進的作用。在鉆進過程中，巖心在鉆頭的切削下進入內管，由于內管的阻擋，巖心不會被泥漿沖走，從而保證了巖心的完整性。而單層巖心管則主要依靠巖心堵塞或采用卡心裝置來留住巖心。

    三、取心與巖心處理

    （一）取心操作

    當鉆進到預定深度或認為巖心已裝滿巖心管時，需要進行取心操作。首先，停止鉆進，將鉆具緩慢提升至地面。在提升過程中，要注意保持鉆具的平穩，避免巖心在巖心管內晃動、破碎。對于雙層巖心管，可通過專用的取心工具將內管中的巖心取出；對于單層巖心管，通常采用機械或液壓方式將巖心從管內推出。

    （二）巖心整理與描述

    取出的巖心需要進行仔細的整理和描述。按照巖心的上下順序擺放整齊，測量巖心的長度、直徑等參數，并記錄鉆進過程中的相關數據，如鉆進時間、鉆進深度、遇到的地質現象等。同時，對巖心的顏色、結構、構造、煤質特征等進行詳細觀察和描述，為后續的地質分析提供基礎資料。

    （三）巖心保存

    為了便于后續的研究和分析，整理好的巖心需要進行妥善保存。通常將巖心放入專門的巖心箱中，做好標識，注明巖心的編號、鉆孔名稱、深度范圍等信息，并放置在干燥、通風的環境中，防止巖心受潮、氧化等因素影響其質量。

    四、關鍵技術要點與注意事項

    （一）提高巖心采取率

    巖心采取率是衡量鉆取巖心質量的重要指標，為了提高巖心采取率，在鉆進過程中要選擇合適的鉆頭類型和鉆進參數，避免鉆頭對巖心的過度破壞。同時，合理控制泥漿的性能，防止泥漿對巖心的沖刷和侵蝕。此外，在取心操作時要小心謹慎，確保巖心能夠完整地從巖心管中取出。

    （二）防止孔壁坍塌

    煤層地質條件復雜，容易出現孔壁坍塌的情況。在鉆進過程中，要根據地質情況及時調整泥漿的性能，提高泥漿的護壁能力。同時，避免長時間停鉆，防止孔內泥漿沉淀導致孔壁失穩。如果發現孔壁有坍塌跡象，應立即采取措施進行處理，如加大泥漿密度、注入護壁劑等。

    （三）安全操作

    鉆探作業屬于高危行業，在整個過程中必須嚴格遵守安全操作規程。定期檢查設備的運行狀況，確保設備的安全性和可靠性。在進行高空作業或搬運重型設備時，要做好相應的安全防護措施，防止發生人員傷亡事故。

    巖心管鉆取煤層巖心是一項技術要求高、操作復雜的工作，需要綜合考慮地質條件、設備性能、人員操作等多方面因素。通過規范的操作流程和科學的技術手段，才能獲取高質量的煤層巖心，為煤炭資源的勘探和開發提供有力支持。如果你還想了解巖心管在其他方面的應用或相關技術知識，歡迎隨時和我交流。