彬長礦區(qū)大佛寺礦井井筒檢查鉆孔工程鉆探施工工藝及技術(shù)要求

張 萌，賈文凱，劉西鋒

（陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005）

大佛寺礦井位于陜西彬長礦區(qū)南部，地處彬縣、長武縣接壤地帶，行政區(qū)劃隸屬彬縣、長武縣管轄。全礦井東西長約15km，南北寬約5.8km，面積約77.8km2。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力8.0Mt/a,采用斜井立井混合開拓方式。為了滿足生產(chǎn)需要，大佛寺礦擬在新增的進、回風(fēng)井工業(yè)場地井筒中心布置J1、J2兩個井筒檢查鉆孔[1]。

1 井筒地質(zhì)特征

（1）地層。本次施工J1、J2井筒檢查孔揭露的地層齊全。地層從老到新依次有：侏羅系中統(tǒng)延安組（J2y）、直羅組（J2z）、安定組（J2a），白堊系下統(tǒng)宜君組（K1y）、洛河組（K1l），第四系全新統(tǒng)（Q4）地層[2]。

（2）構(gòu)造。大佛寺礦井地層走向近東西，總體傾向北，產(chǎn)狀的變化與褶曲有關(guān)。含礦層傾角一般3°～5°，僅在礦井北部安化向斜南翼與祁家背斜北翼之間傾角較大，一般17°～21°。

（3）礦層。礦井含 地層為侏羅系中統(tǒng)延安組，可采層3層，分別為4上1、4上、4號礦層，礦層結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)可采。

2 鉆探施工工藝

（1）鉆探方法。根據(jù)礦區(qū)的巖性特點，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)裝備，采用機械巖芯鉆探和正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進工藝，選用硬質(zhì)合金平口鉆頭或金剛石復(fù)合片鉆頭。

（2）施工設(shè)備。鉆機：為滿足本次施工鉆孔孔徑的要求，選用一臺XY- 2000型液壓鉆機。泥漿泵：采用NBB-250/60型往復(fù)式泥漿泵。動力機：采用4135-80HP型柴油機。鉆塔：采用AJ17型17m“A”字形鉆塔。

（3）鉆探鉆具。鉆頭：開孔采用直徑146mm硬質(zhì)合金平口鉆頭；第四系砂礫石及基巖段采用直徑113mm金剛石復(fù)合片鉆頭，礦層及頂?shù)装宀捎弥睆?8mm單動雙管金剛石復(fù)合片鉆頭。鉆桿：采用直徑60mm鉆桿。取心工具：松散層段每鉆進5m采用直徑108mm的標罐取原狀土樣化驗?；鶐r段采用單管工具取心鉆進，礦層及頂?shù)装宀捎脝蝿与p管設(shè)備取心鉆進。

（4）鉆孔沖洗液及護壁。第四系黃土層：采用清水孔內(nèi)自然造漿或配置優(yōu)質(zhì)泥漿鉆進，防止坍塌、埋鉆[4]。

礦層鉆進：采用PHP-PAN不分散低固相泥漿鉆進。配方為：清水1m3+優(yōu)質(zhì)膨潤土3-4%+Na2CO30.1-0.3%攪拌制成原漿+PHP(水解度30%)100-150ppm+PAN100-150ppm攪拌均勻；性能指標：比重1.03g/cm3，粘度25s，含砂量小于0.2%，失水量10-20ml/30min，PH=7.5-9。根據(jù)地層適時調(diào)節(jié)。

沖洗液的維護、管理和凈化：使用優(yōu)質(zhì)化學(xué)沖洗液，必須切實做好沖洗液的維護與管理工作，否則孔內(nèi)條件將會急驟惡化，鉆進困難，成本上升，造成事倍功半的后果，本次采取了以下措施：①鉆機設(shè)專職沖洗液管理員（副機長兼），負責對沖洗液的配制、測試和調(diào)整。②采用泥漿攪拌機把粘土和泥漿處理劑攪拌均勻，保持沖洗液清凈。③泥漿循環(huán)槽長度不低于15m，巖粉沉淀箱（池）不少于2個，并及時清渣和更換泥漿。④對處理劑要科學(xué)保管，合理使用，防止失效變質(zhì)。⑤采用除砂、除泥器凈化泥漿。

（5）鉆進操作要求。鉆進過程中應(yīng)嚴格按照設(shè)計及有關(guān)規(guī)程進行操作。施工作業(yè)部門應(yīng)根據(jù)礦區(qū)地層特點、施工工期以及鉆孔井斜等要求及時做好技術(shù)保障工作，提高鉆探效率。

3 鉆孔工程技術(shù)要求

孔徑要求：井筒檢查孔的直徑不小于89mm，基巖抽水段的孔徑不小于108mm，檢查鉆孔的深度和層位要嚴格按照設(shè)計施工。

采礦中心采取率要求：檢查鉆孔應(yīng)全孔取心，并采用物探測井法核定層位，其采取率在沖積層和基巖中不小于75%，在礦層破碎，軟弱夾層中，不宜小于60%，巖心必須編號、拍攝、裝箱保存。

樣品采集工作：在檢查鉆孔穿過的巖層中，每層應(yīng)采取一個樣品，進行物理性能測定。

數(shù)目，對可采礦層，其頂板和底板應(yīng)單獨取樣。

孔斜要求：檢查鉆孔的傾角和方位角，每鉆進20—30m，應(yīng)測定一次，鉆孔偏斜率應(yīng)小于或等于1.5%。

力學(xué)性質(zhì)實驗：鉆孔通過的各類巖層，應(yīng)根據(jù)施工需要進行物理力學(xué)性能試驗，其試驗測定的項目應(yīng)包括下列內(nèi)容：①沙層：顆粒成分、濕度、容量、密度、空隙度、滲透系數(shù)、內(nèi)摩擦角。②土層：容重、密度、濕度、孔隙度、內(nèi)摩擦角、可塑性、內(nèi)聚力、抗壓強度、膨脹性。③接近細砂、粉砂層的亞粘土和輕亞粘土層的顆粒分析和不均勻系數(shù)。④其他巖層包括容重、內(nèi)摩擦角、抗壓強度、抗剪強度泊松比。⑤對第四系黃土(Q1-Q3)孔隙潛水含水層、白堊系下統(tǒng)宜君+洛河組(K1l+K1y)沙礫巖裂隙含水層以及侏羅系直羅組和延安組(J2z+J2y)碎屑巖層間承壓含水層段進行抽水試驗，抽水試驗水位降低不宜少于3次，穩(wěn)定時間不應(yīng)少于8 h，每次降距宜相等，當條件困難時，每次降距不應(yīng)小于1m。每次抽水的最后一次水位降低時，應(yīng)采取水質(zhì)分析樣，同時測定水溫和氣溫[5]。

4 結(jié)語

通過該項目的施工，對井筒檢查鉆孔的鉆探工藝及技術(shù)特點有了更進一步的認識，取得了寶貴的經(jīng)驗。同樣在施工過程中也存在著許多問題?，F(xiàn)分述如下。

（1）前期由于對施工難度認識不足，鉆進速度過快導(dǎo)致孔斜增加，同時未及時對鉆孔進行定點測斜而造成廢孔。

（2）鉆遇不同地層時，應(yīng)及時根據(jù)地層特點調(diào)節(jié)鉆井液性能，預(yù)防卡鉆、掉塊等現(xiàn)象的發(fā)生，提高鉆進效率。