• 一、钻孔要素确定 • （一）钻孔方位设计 • （二）钻孔倾角计算 • 1、三角函数（配合作图）法 • （1）垂直煤层走向钻孔的倾角、孔深计算 • 1）顺层施工钻孔倾角计算 • 顺层施工的钻孔倾角与地层倾角一致。 • 2）穿层施工钻孔倾角计算 • 垂直于煤层走向的钻孔倾角β、孔深H分布按下式计算，各参数如“图 垂直

　　• 四、岩石的钻屑（岩芯粉）特征 • 灰岩 • 砂岩 • 泥岩 • 砂质泥岩与泥质砂岩

　　• 一、地质构造的概念 • 地质构造（简称构造）是指在地壳运动的作用下，岩层改变原始的埋藏状态

　　（原始状态一般呈水平或近水平且在一定范围内连续完整）所产生的变形或 变位的形迹。 • 二、地质构造的类型 • 地质构造的表现形式是多种多样的，有简单的，也有复杂的。就简单的而言， 在一定范围（一个井田或一个矿区）内，可归纳为单斜构造、褶皱构造和断 裂构造三种基本类型，如“图 地质构造类型示意图”。

　　• 一、钻孔要素确定 • （二）钻孔倾角计算 • 1、三角函数（配合作图）法 • （2）斜交煤层走向钻孔倾角、孔深计算图斜交煤层走向的钻孔倾角β、孔深

　　• 二、井下现场钻孔要素标定方法 • 1、钻孔方位井下标定 • 井下标定钻孔方位，一般采用以下几种方法 • （1）仪器测量法 • （2）中线）三角函数法 • 例如：一钻孔方位为121°，巷道施工方位为92°，钻孔在巷道右帮开口。 • 则：钻孔与巷道的夹角为29°，sin29°=0.48；井下使用钻杆长度为0.76m，

　　• 一、煤层底板等高线及煤层底板等高线图 煤层底板等高线是在勘探及矿井生产中，根据钻孔孔口标高及煤层深度计算或通

　　过井上、下测量获得的煤层底板标高相等的点的连线。 • 煤层底板等高线图是将不同标高的煤层底板等高线按相等的标高差垂直投影

　　到水平面上，并按照一定的比例尺绘制剖面图，比例尺范围一般1：:1000 ～ 1:10000。 • 二、不同构造在煤层底板等高线

　　• 一、岩层产状要素 • 岩（煤）层的产状是岩（煤）层在空间的产出状态和方位，可用岩层面在空

　　间的方位与水平面的关系确定。通常以岩（煤）层的走向、倾向和倾角表示， 见“图 岩层的产状要素”。岩层产状要素就是用来说明岩层产状的参数。走 向、倾向和倾角称为产状三要素。

　　• 矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的 概念。

　　• 三、岩石的硬度 • 2、摩氏硬度 • 摩氏硬度是由德国的矿物学家摩氏(Frederich Mohs)首先提出来的，作为评判

　　矿物硬度的标准。 • 应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试矿物的表面而发生划痕， 用测得的划

　　H分别按下式计算，各参数如“图 斜交煤层走向钻孔倾角、孔深计算参数图” 所示。

　　• 在煤层底板等高线图上，根据钻孔终点煤层底板等高线的高程和钻孔孔口高 程计算出高差L，在图上量出钻孔投影的长度h，则可计算出孔深H。计算公 式如下，各参数如“图 高差-长度计算钻孔倾角、孔深参数图”所示。

　　• 岩石硬度可分为普氏硬度和摩氏硬度。系数分为普氏硬度系数和摩氏硬度系 数。

　　• 普氏硬度的大小是用坚固性系数表示，又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值。

　　则钻杆末端距离巷道右帮的距离为0.76×0.48=0.36m，该钻进方向即为钻孔 设计方位。 • 2、钻孔倾角井下标定方法 • 井下钻孔倾角一般采用坡度尺或罗盘直接进行测量标定，该方法方便、便捷， 且易于操作。

　　• 三、钻孔孔深测量 • 钻孔孔深是指从钻孔孔口到钻孔孔底的长度。在井下钻探过程中一般采用进

　　结构、构造及外形特征等均与地质作用密切相关。 • 岩石也是构成各种地质构造和地貌的物质基础。了解岩石的结构与构造特征，

　　• 二、岩石的分类 • 岩石按照成因可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。 • 1、火成岩 • 火成岩，亦称为岩浆岩，是高温熔融状态的岩浆侵入到地壳不同深度或喷出

　　• （二）钻孔其它参数 • 1、孔口位置 • 在井下进行重要钻探工程时，往往需要设计钻孔孔口（开孔）坐标，甚至钻

　　孔终孔坐标（以X表示经线，Y表示纬线，Z表示海拔标高），以反映了钻孔 开始位置以及终止位置。 • 对于矿井井下大量施工的钻孔，往往只标明钻孔的位置，如1#钻孔孔口位于 某某巷道下顺槽5#测量点前21m迎头，距离左帮1.5m，距离顶板1.6m。 • 2、钻孔孔径 • 钻孔设计中应注明钻孔孔径，钻孔孔径主要根据钻头规格确定，从小到大为

　　地表冷凝而形成的岩石。 • 2、沉积岩 • 沉积岩是由早期形成的岩石（母岩，如岩浆岩、沉积岩、变质岩）经过风化、

　　剥蚀、搬运后，在一定地质条件下沉积、固结成岩而形成的新岩石。煤层是 由古代植物的形成可以燃烧的沉积岩层。沉积岩是煤矿地质研究的主要岩石。 • 3、变质岩 • 地壳上已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩），由于高温、高压和外来 物质的渗入，而引起其化学成分，结构及构造的改变形成的新岩石。 • 地球表面的岩石以沉积岩为主，约占地壳面积的75%，海洋底几乎全部为沉 积岩覆盖。地壳较深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。火成岩 占整个地壳体积的64.7%，变质岩占27.4%，沉积岩占7.9%。 • 虽然三大类岩石在成因和特征上有严格的区分界限，但相互之间存在过渡的 关系。例如在矿井井下火成岩侵入处，存在变质岩与沉积岩之间的渐变过程。 在地球的发展演变过程中，由于地质作用的复杂性、多期性和漫长性，三大 类岩石之间可以相互转化的。米博体育 米博官网

　　尺（钻杆长度）标明钻孔深度，钻孔进尺可分为钻孔总进尺、残尺和净进尺 三类，如“图 钻孔进尺示意图”。孔深（净进尺）就是总进尺与残尺的差值。 • 1、总进尺 • 总进尺是指从安装到钻机上的最后一根钻杆到钻孔孔底第一根钻杆长度之和。 • 2、残尺 • 残尺是指从安装到钻机上的最后一根钻杆到钻孔孔口的长度。 • 3、净进尺（孔深） • 净进尺，也就是孔深，是指从钻孔孔口到孔底所有钻杆的长度。 • 三种进尺主要是井下现场用来记录加减钻杆情况，方便原始记录填写，是考 核各施工小组（班）钻进情况的依据。

　　• 1、不要昧着良心干活。 • 2、要考虑他人的安全。 • 3、杜绝 • （1）线）假的“线

　　• 一、岩石概念 • 岩石是一种或一种以上矿物组成的集合体，具有一定的结构、构造特征，是

　　地质作用的产物。 • 岩石一般具有以下几个特点： • 1、大多数岩石是矿物的天然集合体，由一种或多种矿物按一定方式结合而成。 • 2、岩石具有一定的结构、构造特征。 • 3、岩石是地球形成发展过程中地质作用的产物。岩石的化学成分、矿物成分、

　　• 二、垂直投影法绘制钻孔垂直、水平平面图 • 垂直投影是平面制图采用的一种几何投影方式，将空间钻孔沿铅垂线投影到

　　水平面上，得到钻孔在水平面上的平面位置，构成水平面上的相应平面图形。 平面图形中钻孔投影较空间倾斜钻孔长度小，水平钻孔投影后与平面图中的 大小一致。 • 垂直投影绘制图形的基本方法为，由钻孔开口点和终孔点向水平面（垂直面） 作垂线，垂直于水平面，连接两点，即可得到钻孔的平面图形，如“图 垂 直投影法绘制钻孔竖直、水平平面图”所示。

　　痕的深度分十级来表示硬度。最软者为滑石，最硬者为金刚石，共有十种矿 物，定为十级，分别为：滑石1（硬度最小），石膏2，方解石3，萤石4，磷 灰石5，正长石6，石英7， 黄玉8，刚玉9，金刚石10。 • 硬度值并非绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示的值。莫氏硬度仅为相对硬 度，比较粗略。虽滑石的硬度为1，金刚石为10，刚玉为9，但经显微硬度计 测得的绝对硬度，金刚石为滑石的4192倍，刚玉为滑石的442倍。莫氏硬度 应用方便，野外作业时常采用。

　　• 三、岩层产状要素的表示方法 • 倾向可只表述方向，而不表述角度。如岩层倾向南东，倾角为21°时，用象

　　限角表述其产状为N25°E、SE∠21°（即走向、倾向倾角）或N25°E（或 25°）、∠21°SE（即走向、倾角倾向）。由于倾向与走向垂直且方位唯一， 已知倾向就可以计算出走向。因此，一般情况下只表述岩层的倾向和倾角， 表述方法为“倾向倾角”，上述岩层产状一般表述为115°∠21°（或 SE65°∠21°）。

　　• 井下钻孔参数主要有三个：钻孔方位，钻孔倾角及钻孔深度，钻孔参数的表 示方法为：钻孔编号、钻孔方位、钻孔倾角及钻孔孔深的组合，如“图 钻 孔参数示意图”所示（由于钻孔布置平面图中方位一定，往往仅标明钻孔倾 角与孔深两个要素），其次还有钻孔孔径等。钻孔设计中必须明确钻孔的三 个参数，井下现场施工中才能根据设计进行钻孔参数的标定及施工工作 。

　　• 三、岩石的硬度 • 岩石的硬度是反映岩石抵抗外部物体压入（侵入）其表面的能力。 • 硬度与抗压强度有联系，但又有很大区别。抗压强度是固体抵抗整体破坏时的阻力，

　　而硬度则是固体表面对另一物体局部压入或侵入时的阻力。因此，硬度指标更接近于 钻掘过程的实际情况。因为回转钻进中，岩石破碎工具在岩石表面移动时，是在局部 侵入（可能非常微小）的同时使岩石发生剪切破碎。工具压入岩石是很难的，而压入 后剪切破岩却较容易。所以我们说，硬度对钻掘工程而言是一个主要力学性能参数。 • 影响岩石硬度的因素也可分为自然因素和工艺因素两大类： • （1）岩石中石英及其他坚硬矿物或碎屑含量愈多，胶结物的硬度越大，岩石的颗粒越 细，结构越致密，则岩石的硬度越大。而孔隙度高，密度低，裂隙发育的岩石硬度将 会降低。 • （2）岩石的硬度具有明显的各向异性。但层理对岩石硬度的影响正好与对岩石强度的 影响相反。垂直于层理方向的硬度值最小，平行于层理的硬度最大，两者之间可相差 1.05～1.8倍。岩石硬度的各向异性可以很好地解释钻孔弯曲的原因和规律，并可利用 这一现象来实施定向钻进。 • （3）在各向均匀压缩的条件下，岩石的硬度增加。在常压下硬度越低的岩石，随着围 压增大，其硬度值增长越快。 • （4）一般而言，随着加载速度增加，将导致岩石的塑性系数降低，硬度增加。 • 岩石硬度可分为普氏硬度和摩氏硬度。系数分为普氏硬度系数和摩氏硬度系数。米博体育米博体育