研发背景:
矿井地质防探水工作中,普遍采用的“物探先行、钻探验证”,难以达到预期目的:--是,物探:技术的多解性,不能作为判断依据;二是,由于普遍的孔斜现象及难以判断层位,钻孔资料难以解释。《煤矿防治水规定》:“探放老空水、陷落柱水和钻孔水时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准,厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m"难以保证、难以验证;锚索孔孔径28-31mm,属于超小口径钻孔,没有测井仪器可以使用,以及其他类型钻探问题等。由于井下缺乏有效的钻孔信息获取手段,时常难以分析,甚至产生误判,从而造成严重的技术事故及影响煤矿安全。
“YCJ90/360型矿用钻孔测井分析仪"(安标证: MFA 140292,防爆证:320141074 )采用多项专利技术,经过多年技术研发与数百个钻孔现场测井实验研制而成,在国内外率先开辟了矿山井下综合测井的技术先河。该项技术处于国内外领先水平。
功能特色:
方法特色:率先实现了以自然伽玛为核心的煤矿井下综合测井技术, -次获取钻孔深度、高分辨率视频、自然伽玛、全方位孔斜(方位、倾斜角)四种数据;
多功能、高度集成化便携化的精密仪器结构设计,操作“傻瓜”化,按动1个按键即可完成操作;
技术特色:软件操作简单、功能强大,可以方便快捷地实现钻孔岩层结构(岩石空隙、裂隙发育情况、出水点特征、顶板离层等)、钻孔孔斜定向剖面、钻孔地 质剖面等成果,可按照比例尺生成各类图片,并可以CAD格式导出。
本分析仪由仪器硬件和分析软件构成,其工作原理如图所示。硬件部分由:(1)主机箱、探头、推杆三部分构成,使用时在矿山井下可以实现对视频、自然伽玛钻孔轨迹(方位角、倾角)数据的一次采集。在地面通过分析软件可以实现数据下载,进而对钻孔孔斜计算、定量分析揭露地层的岩性、厚度、含水性及孔壁结构特征(包括分层性厚度、岩层软硬程度、岩石孔隙、裂隙、出水点特征、顶板离层情况及断层等)。
仪器构成:
技术原理:
如图1所示。仪器选用高分辨率视频、自然伽玛测井、孔斜测量相结合的硬件设计,一-次完成视频、自然伽玛(GR)、孔斜等原始数据的采集;配套的数据处理与分析软件,通过算法设计,首先绘制出GR曲线,结合实现视频数据与自然伽玛数据同步分析(如图2,即对照同深度段的GR曲线与视频,进行岩性划分,这样可以弥补单--曲线在解释地层岩性方面的缺陷。如能结合附近地面钻孔、井巷素描资料,分析结论将更为精准),可以实现煤系地层岩性判断;同时通过视频可以分析孔径变化、岩层裂隙离层情况、出水点特征等;再进步通过软件绘制孔斜轨迹平面图、孔斜轨迹剖面图.结合前面岩性的判断自动生成钻孔地质剖面图。
GR测井是测井技术中最为成熟、可靠和最为基础的一-条测井曲线,能够定量划分岩层厚度、区分砂泥岩的岩性(参见图3)。以探测的伽玛光子主要是以仪器为球心、半径为30~45cm范围内岩石放射出的伽玛光子,此范围为自然伽玛测井的探测范围。通常情况下煤层、灰岩表现为GR低异常,泥岩由于富含放射性物质,异常值最高。砂质泥岩、粉砂岩、中砂岩GR异常逐次降低。
在评价地层时.GR也是一种重要的泥质指示曲线,它可以定性评价岩石的力学强度,往往是泥质含最越高,岩层越软,反之亦然。这对井巷工程的支护条件隔水层力学强度判断,有着重要的指示作用,通过计算根据泥质含量可以绘制出砂泥比曲线(在本仪器中称之为“强度曲线”)。
性能指标: