استكشاف منجم الفحم

تقنية استكشاف وحفر مناجم الفحم

استكشاف مناجم الفحم

تشمل تقنية حفر استكشاف مناجم الفحم جهاز الحفر، ولقم الحفر، وغيرها، والتي تُستخدم لاختراق الصخور بغرض استخراج عينات النواة أو الصخور المجزأة. يُعد الفحم أحد مصادر الطاقة المهمة التي لا غنى عنها ويلعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في المجتمع البشري. ومع ذلك، فإن عملية تعدين الفحم دائمًا ما تكون تحت تعقيد الظروف الجيولوجية، مما يشكل تحديًا كبيرًا للإنتاج الآمن. تُعتبر تقنية الحفر واحدة من الطرق التي لا غنى عنها للاستكشاف والبناء وتُطبق بشكل متزايد في مجال تعدين الفحم.

تُستخدم تقنية حفر استكشاف مناجم الفحم بشكل كبير خلال استكشاف مناجم الفحم.

باستخدام هذه التقنية، يمكن لعلماء الجيولوجيا الحصول على عينات من نواة طبقة الفحم وتوفير بيانات جيولوجية مهمة لجودة وسمك وحالة تواجد طبقة الفحم.

في أنشطة استكشاف منجم الفحم في مقاطعة شانشي، وفقًا لبيانات النواة باستخدام تقنية الحفر، يبلغ متوسط سمك طبقة الفحم 6 أمتار. وفي الوقت نفسه، من خلال تحليل الجودة، يتبين أن جودة الفحم تنتمي إلى الفحم القاري، بين الجودة المتوسطة والعالية. وبهذه الطريقة، تم تصميم تطوير المنجم بدقة. علاوة على ذلك، فإن تقنية الحفر ذات أهمية قصوى عند تقييم محتوى الغاز وحالة وجود الميثان في طبقات الفحم. ومع ذلك، تصبح هذه المعلومات ضرورية للغاية أثناء التعدين الآمن والصحي لمناجم الفحم، حيث تتنبأ بخطر انفجار الغاز، وبعد ذلك يتم وضع استراتيجيات فعالة لإدارة وتصريف الغاز.

على سبيل المثال، أظهرت حفرة أن محتوى الغاز في طبقة فحم معينة في مقاطعة قويتشو وصل إلى 8 أمتار مكعبة لكل طن من خلال الحصول على بيانات محتوى غاز طبقة الفحم. هذا أعلى بكثير مما هو منصوص عليه في معيار سلامة الإنتاج الوطني، مما دفع المنجم لاستخدام تصريف الغاز، والذي يمكن أن يقلل بشكل كبير من خطر انفجار الغاز الإضافي. في هذا الصدد، ومع ضمان هذه البيانات الجيولوجية وبيانات الغاز، يمكن لمنجم الفحم أيضًا ضمان تخطيط أكثر فعالية لتعدين الفحم وكذلك استراتيجيات سلامة العمال. من هذا، نستنتج أن تقنية الحفر مهمة جدًا ليس فقط لمناجم الفحم في مراحل الإنتاج الاستكشافي ولكن أيضًا طوال الحياة الآمنة والفعالة لمنجم الفحم مع تأثيرات هامة وبعيدة المدى.

السيطرة على مخاطر المياه

بالحديث عن قضايا السلامة، فإن التحكم في مخاطر المياه هو ذو أهمية قصوى في سلامة مناجم الفحم. يتضح أنه الأداة الأكثر حاجة في تدابير الوقاية والسيطرة المباشرة، مثل الحقن وتقليل ضغط الماء. من خلال أعمال الكشف، يعمل على صياغة خطط التحكم في مخاطر المياه عن طريق اكتشاف حدوث المياه الجوفية. التنفيذ الناجح للحقن لمنع تسرب المياه.

خلال هذه العملية، كانت تقنية الحفر دقيقة؛ كان الهدف هو تحديد القنوات الرئيسية لتدفق المياه الجوفية. أخيرًا، تم استخدام تقنية الحقن بالضغط العالي لحقن مادة السد من أجل ملء القنوات الرئيسية للتدفق. بهذه الطريقة، تم بنجاح حجب مسار تدفق المياه. أظهرت البيانات المقارنة لمستويات المياه التي تم أخذها قبل وبعد الحفر أن مستوى المياه في المنجم، الذي كان عند مستوى حرج يبلغ 200 متر مكعب في الساعة قبل المعالجة، انخفض إلى مستوى أقل خطورة يبلغ 50 متر مكعب في الساعة.

استكشاف نظام المياه الجوفية ووضع خطط الصرف الصحي تم استخدام تقنية حفر أخرى في منجم فحم آخر في شاندونغ لاستكشاف توزيع نظام المياه الجوفية وخصائص تدفقه بشكل عميق. وبشكل أكثر تحديدًا، بعد إجراء مسوحات وتحليلات هيدروجيولوجية مفصلة، والتي تضمنت إعداد آبار الصرف وتحسين نظام الضخ، تم تنفيذ خطة صرف أكثر استنادًا إلى العلم في المنجم.

قللت هذه الاستراتيجية من مخاطر المياه في منجم الفحم بشكل فعال وضمنت تشغيل منطقة التعدين بشكل مستقر.

تطوير منجم الفحم

تُعد الكفاءة والربحية أيضًا قضية لجميع الممارسين مع ضمان السلامة من خلال النظر في التكنولوجيا في الحفر. يرتبط دور تكنولوجيا الحفر في عملية تطوير وتعدين مناجم الفحم ليس فقط بقضايا السلامة، بل يساعد أيضًا في معدل استرداد وكفاءة الفحم وحفر الطرق.

على سبيل المثال، أدى اعتماد تكنولوجيا الحفر الجديدة في منجم فحم في هونان إلى زيادة سرعة حفر الطرق بنسبة 40٪، مع تقليل معدل الحوادث بشكل كبير أثناء الحفر.

تشمل الأمثلة الجيدة تحسين مسار نقل المواد في منطقة المنجم، وثانيًا، يستخدم منجم آخر تقنية الحفر والتعدين الدقيقة التي تسمح باستخراج كامل الفحم من طبقة الفحم، وبالتالي تقلل من غاز المنجم والفحم المتبقي في عملية التعدين التقليدية. تشير البيانات إلى أن معدل استرداد الفحم في المنطقة المستخرجة قد تحسن من 65% الأصلي إلى 85% بعد الحفر والتعدين باستخدام تقنية الحفر والتعدين، مما يقلل من هدر الموارد ويحقق فوائد اقتصادية أكبر، ويشير إلى أن التحديثات والتحسينات التقنية بالمفاهيم الجديدة مهمة وضرورية للغاية.

لذلك، يعني من التحليل أعلاه والأمثلة المعطاة أن الأهمية التكنولوجية للحفر في مجال تعدين الفحم لا يمكن المبالغة فيها. إنه يثبت أداة اتخاذ القرار للتحكم في مخاطر المياه وبالتالي زيادة الكفاءة والسلامة في عمليات تطوير وتعدين مناجم الفحم.

التطوير والابتكار في تكنولوجيا الحفر

أنواع مختلفة من رؤوس حفر مناجم الفحم وتطبيقاتها

• PDC لقمة الحفر: مصنوعة من مركب الماس متعدد البلورات وتستخدم للحفر في الصخور الصلبة جدًا. تتميز لقم الحفر PDC بمقاومة جيدة للتآكل وقدرة قطع ممتازة، مما يجعلها فعالة بشكل خاص للاستخدام في طبقات الفحم الصلب والصخور.
• رؤوس حفر الألواح المركبة: يتم استخدام الماس المركب مع عناصر أخرى لاختراق الطبقات متوسطة الصلابة من الصخور. اختراق جيد؛ ومع ذلك، قد تكون المتانة موضع تساؤل في الصخور متوسطة الصلابة.
• رؤوس الحفر ذات الأسنان الفولاذية: مزودة بأسنان كبيرة من الفولاذ للحفر في التكوينات الصخرية الناعمة. هذه رؤوس الحفر فعالة في تكسير الصخور وبالتالي يمكن أن تزيد من معدل اختراق الرأس في طبقات الفحم الناعمة أو الطين الصخري.

اعتبارات تصميم لقمة الحفر والابتكارات التكنولوجية

في عملية تصميم لقمة الحفر، تشمل الاعتبارات:

1. نوع لقمة الحفر: يجب مراعاة نوع ومادة لقمة الحفر بناءً على صلابة وصعوبة الصخور المستخدمة في الحفر.
2. القطر: سيتم تحديد قطر الثقب المحفور مع مراعاة ملف المشروع وأهدافه لضمان الحفر الفعال وحجم البئر المطلوب. يجب أن يأخذ تصميم رأس الحفر في الاعتبار أيضًا سرعة دوران جهاز الحفر وقدرات الضغط لضمان تحقيق الكفاءة القصوى المثلى أثناء الحفر الفعلي.

تأثير أداء لقمة الحفر على كفاءة وجودة الحفر

جميع هذه الخصائص التقنية المقدمة لقمة الحفر، مثل مقاومة التآكل والصدمات والقدرة على القطع، هي العناصر التي تؤثر بشكل مباشر على كفاءة وتكاليف العملية بأكملها.

• مقاومة التآكل: ستضمن المقاومة الجيدة للتآكل أن يعمل رأس الحفر بفعالية في ظل الظروف الجيولوجية القاسية لفترة طويلة. بدوره، سيقلل هذا من تكرار الاستبدالات وبالتالي التكاليف.
• مقاومة الصدمات: تعتبر مقاومة البت للصدمات أمرًا بالغ الأهمية، خاصة في الظروف المعقدة للصخور أو الجيولوجيا، وذلك لمنعها من الكسر أو التلف أثناء عملية الحفر.
• كفاءة القطع: تم الإبلاغ عن كفاءة قطع عالية تصل إلى حوالي 30% زيادة في اختراق الصخور، وبالتالي زيادة سرعة الحفر، مما يقلل من وقت المشروع.

خاتمة

باختصار، فإن التكنولوجيا المحسنة والابتكار في رؤوس الحفر مهمة جدًا في هذه العملية لاستخراج الفحم. فهي تزيد من الكفاءة في العمليات وجودة العمل في الحفر، مما سيحافظ في النهاية على الأساليب الآمنة والمجدية اقتصاديًا المرتبطة بعملية استخراج الفحم. يتكيف رأس الحفر مع جميع الظروف الجيولوجية المعقدة مع الابتكار التقني المستمر وقد قدم دعماً تقنياً قوياً لاستكشاف واستخراج الفحم.

تُعد تكنولوجيا الحفر مهمة ومتعددة الأوجه وصناعة حيوية في صناعة تعدين الفحم، حيث توفر دعماً حيوياً للتعدين الآمن والفعال. ومع تطور تكنولوجيا الحفر والابتكار، سيصبح تطبيقها في مجال مناجم الفحم أكثر اتساعاً وعمقاً، مما يعزز التطور الشامل لصناعة الفحم.