深部找礦鉆探施工技術(shù)要點(diǎn)分析及闡述

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一一三地質(zhì)隊(duì)，四川 瀘州 646000）

1 工程概況

某礦區(qū)位于四川省境內(nèi)，總面積為1183.75平方千米，礦區(qū)東部附近有一一條高速公路，西部有一條公路，交通條件比較便利。

本次的工作重點(diǎn)是在某線上進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，為深部找礦提供詳實(shí)、可靠的依據(jù)。礦區(qū)內(nèi)的鉆孔深度普遍大于800m，鉆孔結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，礦層的層數(shù)較多，其中還不乏一些水敏性地層，由此給鉆探施工增添了一定的難度。為確保鉆探施工的順利進(jìn)行，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)了解并掌握相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)。下面就此展開(kāi)進(jìn)一步論述[1]。

2 深部找礦鉆探施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工前期準(zhǔn)備

鉆探施工的前期準(zhǔn)備工作主要是現(xiàn)場(chǎng)布置，鉆場(chǎng)內(nèi)的地基面積應(yīng)當(dāng)不小于200㎡，同時(shí)要確保地基穩(wěn)固、平整，并且應(yīng)當(dāng)挖到質(zhì)地堅(jiān)硬的土體或巖石面上，需要特別注意的是，地基填方的面積應(yīng)當(dāng)控制在總面積的1/4以?xún)?nèi)，鉆塔地基不得進(jìn)行填方處理，為避免地基積水現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)在其四周布設(shè)排水溝；鉆探施工需要在雷雨季節(jié)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)在施工前，將避雷針安裝于鉆塔之上，其安裝高度應(yīng)當(dāng)在塔頂上方2.5m處；按照孔深、孔徑、鉆進(jìn)方法及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)儲(chǔ)漿池、沉淀池的規(guī)格進(jìn)行確定，循環(huán)系統(tǒng)與塔基的距離應(yīng)當(dāng)保持在1m以上；鉆探現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備齊全的輔助工具，各種器具和材料均應(yīng)整齊擺放[2]。

2.2 鉆探施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）鉆進(jìn)取芯。為確保礦芯的采取率達(dá)到規(guī)定要求，并進(jìn)一步提升鉆探施工作業(yè)的整體質(zhì)量，在本工程中，使用了一項(xiàng)新的鉆進(jìn)工藝，即繩索取芯。

①薄煤層鉆進(jìn)要點(diǎn)。對(duì)薄煤層進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)在同一個(gè)回次內(nèi)，將煤層及其頂板和底板全部鉆透，穿過(guò)薄煤層，并在底板上鉆進(jìn)10cm～20cm后，對(duì)內(nèi)管進(jìn)行打撈，由此可以避免因薄煤層鉆進(jìn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，破壞煤芯整體構(gòu)造的情況發(fā)生。②厚煤層鉆進(jìn)。對(duì)厚煤層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，當(dāng)鉆入頂板之后，應(yīng)按照實(shí)際情況，對(duì)鉆井液的性能進(jìn)行調(diào)整，并提高泥漿粘度，這樣有利于巖石粉末的順利排出，從而確?？椎椎那鍧?。如果作業(yè)時(shí)，存在巖芯脫落的情況，應(yīng)在妥善處理后，才能對(duì)煤層進(jìn)行鉆進(jìn)施工；對(duì)厚煤層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，單回次的進(jìn)尺深度應(yīng)當(dāng)控制在1.5m左右，同時(shí)要確保鉆進(jìn)參數(shù)的一致性，需要特別注意的是，不得隨意提動(dòng)鉆具，以免影響鉆進(jìn)質(zhì)量；鉆進(jìn)作業(yè)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)卡簧的自由內(nèi)徑與鉆頭內(nèi)徑的匹配性進(jìn)行檢查，如果使用舊鉆頭，不可以更換新的卡簧；若是在粉煤層中進(jìn)行鉆進(jìn)，應(yīng)當(dāng)使用底噴式或內(nèi)管超前式鉆頭。

（2）套管護(hù)孔。為對(duì)孔壁進(jìn)行有效保護(hù)，當(dāng)表土與巖溶地層施工完畢后，應(yīng)及時(shí)下入井口管和隔離套管，需要特別注意的是，套管應(yīng)下到質(zhì)地堅(jiān)硬的巖石上，這樣可以防止其出現(xiàn)脫落的情況，并且套管外部的空洞不宜過(guò)大，以免造成套管折斷；取芯鉆進(jìn)前，應(yīng)當(dāng)先下好技術(shù)套管，可選用比鉆具口徑大一級(jí)的套管，通過(guò)技術(shù)套管，除了能夠提高孔壁的穩(wěn)定性之外，還能起到排除巖石粉末的作用，最為重要的是，能有效預(yù)防鉆具折斷的問(wèn)題發(fā)生。

（3）堵漏。鉆進(jìn)施工中，孔段漏失是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，如果漏失的程度比較輕微，只需要采用堵漏劑就可以解決。若是孔內(nèi)存在較大的節(jié)理裂隙，則可能在鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)程度比較嚴(yán)重的漏失，對(duì)此可采用粘土和水泥球進(jìn)行堵漏。下面對(duì)上述堵漏方法的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

①堵漏劑。將選好的堵漏劑攪拌均勻，加量控制在0.1-0.2%，使用泥漿泵將堵漏劑壓入到漏失的地層當(dāng)中，這樣便可使漏失問(wèn)題得到處理。②粘土與水泥球?？梢赃x擇優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土和地質(zhì)勘探專(zhuān)用水泥，兩者按照5：3的比例進(jìn)行配制，將兩種材料揉搓成直徑20-30mm左右的泥球，從孔口投入，隨后使用實(shí)心的鉆具將孔中的泥球搗實(shí)，直至泥球超過(guò)漏失段1.0-2.0m后，便可進(jìn)行透孔鉆進(jìn)。

2.3 確保鉆探施工質(zhì)量的技術(shù)措施

（1）鉆探質(zhì)控要求。鉆探質(zhì)量是檢驗(yàn)找礦成果的主要依據(jù)，鉆孔質(zhì)量的高低與找礦成果的準(zhǔn)確性有著極為密切的關(guān)聯(lián)，實(shí)踐證明，鉆孔質(zhì)量越高，找礦成果就越準(zhǔn)確。該礦區(qū)對(duì)巖芯和礦芯的采取率要求較高，前者為75%以上，后者為80%以上，甲級(jí)鉆孔率需要達(dá)到100%。同時(shí)每鉆進(jìn)100m，要對(duì)孔深進(jìn)行一次校正，終孔時(shí)也需要校正孔深，最大誤差不得超過(guò)規(guī)范要求的1‰；每回次鉆進(jìn)，要求對(duì)水位進(jìn)行1次簡(jiǎn)易的觀測(cè)，間隔時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在5min以上；封孔必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)書(shū)的規(guī)定要求進(jìn)行施工作業(yè)。

（2）質(zhì)量保證措施。在孔口管與技術(shù)套管全部下好的前提條件下，其余孔段的施工，可以采用繩索取芯鉆進(jìn)工藝鉆至終孔層位，由此除能夠使鉆孔質(zhì)量得到有效的保障之外，還能使鉆進(jìn)作業(yè)效率獲得進(jìn)一步提升，有助于巖芯和礦芯采取率的提高。由于本工程中采用的繩索取芯鉆進(jìn)工藝為滿(mǎn)眼鉆進(jìn)，其最為突出的特點(diǎn)是能夠有效防止鉆孔偏斜的問(wèn)題。為確保鉆探施工質(zhì)量，在鉆進(jìn)作業(yè)中，應(yīng)對(duì)如下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：①對(duì)于硬度較大、抗壓強(qiáng)度較高的堅(jiān)硬巖石而言，其會(huì)對(duì)進(jìn)尺深度和鉆進(jìn)速度造成一定的影響，為確保鉆進(jìn)質(zhì)量，并提高作業(yè)效率，可在施工中采取如下技術(shù)措施：選用階梯狀的金剛石鉆頭，該鉆頭能夠加快硬質(zhì)巖石的破碎速度，有助于鉆進(jìn)效率的提升；金剛石胎體的濃度應(yīng)當(dāng)控制在75%以?xún)?nèi)，硬度可以選擇HRC28-32；鉆進(jìn)時(shí)，可結(jié)合地層的情況，對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，通過(guò)增大鉆壓、降低轉(zhuǎn)速的方法，加快胎體的磨損速度。②在軟弱巖層和硬質(zhì)巖層相互交著的巖面上進(jìn)行鉆進(jìn)施工時(shí)，若是操作不當(dāng)，不但會(huì)導(dǎo)致鉆孔偏斜，而且還可能引起鉆具折斷的情況，由此除了會(huì)影響鉆孔進(jìn)度之外，還會(huì)對(duì)鉆孔質(zhì)量造成影響。針對(duì)這一情況，可采取如下措施加以應(yīng)對(duì)：對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行合理選擇，可適當(dāng)降低鉆進(jìn)壓力，以2/3額定鉆壓進(jìn)行鉆進(jìn)可以有效防止孔斜和鉆具折斷；在鉆頭的選擇上，可以選用平底形金剛石鉆頭，其胎體硬度應(yīng)在HRC40以上，這樣可以避免胎體崩落，有助于延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命；通過(guò)增加擴(kuò)孔器的數(shù)量來(lái)提升鉆具的穩(wěn)定性，從而避免孔位偏斜的情況發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

在深部找礦中，鉆探施工是一項(xiàng)不可或缺的重要工作，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到找礦成果的準(zhǔn)確性。為此，相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)了解并掌握鉆探施工的技術(shù)要點(diǎn)，并將之合理運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中。同時(shí)，還應(yīng)采取有效的技術(shù)措施，確保鉆探質(zhì)量，才能為深部找礦提供詳實(shí)、可靠的依據(jù)。

[1]魏碧波.鉆探施工易發(fā)事故的危險(xiǎn)源分析與評(píng)價(jià)[J].西部探礦工程,2016(5):56-57.

[2]趙紅軍.鉆探施工技術(shù)在復(fù)雜地層中的應(yīng)用[J].西部探礦工程,2016(7):97-98.