空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)礦山鉆探在施工中的應(yīng)用

何 文，張 航

（云南省有色地質(zhì)局三0八隊(duì)，云南 個(gè)舊 661000）

結(jié)合以往勘查資料，綜合分析礦山鉆探施工工作區(qū)地質(zhì)特征。本次礦山鉆探施工設(shè)計(jì)坐標(biāo)由礦方在施工地點(diǎn)實(shí)測(cè)后確定[1]。工程質(zhì)量要求為：鉆孔終孔后下入直縫焊管，潛孔錘鉆進(jìn)不需要在縫隙間采用堵漏材料填充護(hù)壁；終孔后提供準(zhǔn)確的孔底坐標(biāo)，位移偏差不大于2.5m；套管接口處進(jìn)行焊接，加焊加強(qiáng)筋，保證密封性；工作管及護(hù)壁管的選擇及安裝必須滿足質(zhì)量要求。本工程2個(gè)瓦斯抽放鉆孔的結(jié)構(gòu)、套管規(guī)格、質(zhì)量及技術(shù)要求均相同，其施工工藝基本相同，本設(shè)計(jì)以單個(gè)鉆孔為例。為實(shí)現(xiàn)礦山鉆探在施工高精度的需求，將空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在礦山鉆探在施工方面。空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)是在潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)而來(lái)的，無(wú)論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都取得了良好的應(yīng)用效果。本文以此為研究依據(jù)，提出空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)礦山鉆探在施工中的應(yīng)用研究，致力于提升礦山鉆探在施工的安全性，為礦山鉆探在施工的持續(xù)發(fā)展提出專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)。

1 基于空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的礦山鉆探施工方法

在本文設(shè)計(jì)的基于空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的礦山鉆探施工方法中，必須預(yù)先明確空氣潛孔錘鉆進(jìn)的施工原理[2]?？諝鉂摽族N鉆進(jìn)示意圖，如圖1所示。結(jié)合圖1所示，針對(duì)空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)在礦山鉆探施工中的兩點(diǎn)重要流程進(jìn)行詳細(xì)分析。具體內(nèi)容，如下文所示。

圖1 空氣潛孔錘鉆進(jìn)示意圖

1.1 設(shè)計(jì)礦山鉆探鉆孔結(jié)構(gòu)

在利用空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)對(duì)礦山鉆探進(jìn)行施工時(shí)，首先要具備一定針對(duì)性的，設(shè)計(jì)合理的礦山鉆探鉆孔結(jié)構(gòu)。通常情況下，針對(duì)礦山鉆探施工應(yīng)選擇三種不同鉆孔型號(hào)的空氣潛孔錘，用于對(duì)不同鉆孔結(jié)構(gòu)鉆探。結(jié)合表層套管、技術(shù)套管，當(dāng)空氣潛孔錘在礦山位置開(kāi)孔并鉆到表十層以下的基巖位置時(shí)，或鉆探設(shè)備達(dá)到一定深度時(shí)，下入表層套管；當(dāng)?shù)V山深度較大，且礦山中含有易塌、易漏、高壓、含鹽等地層時(shí)，下入技術(shù)套管結(jié)構(gòu)可以起到將地層隔離并保護(hù)井身的效果，從而進(jìn)一步防止在礦山鉆探施工的過(guò)程中上部復(fù)雜開(kāi)采區(qū)地層對(duì)下部施工的影響[3]。

同時(shí)，在鉆孔的下部應(yīng)配備性能良好的沖洗液，從而防止出現(xiàn)深孔堵漏的問(wèn)題?；诳諝鉂摽族N鉆進(jìn)技術(shù)的鉆探鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是鉆探工程施工的關(guān)鍵，同時(shí)也是提高鉆探效率、降低鉆探成本的關(guān)鍵步驟?？諝鉂摽族N鉆進(jìn)鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示。

圖2 空氣潛孔錘鉆進(jìn)鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)合圖2所示，用空氣潛孔錘繩索取心裸孔鉆進(jìn)到深孔終點(diǎn)處，完成礦山鉆探鉆孔結(jié)構(gòu)布置[4]。

1.2 礦山鉆探施工操作要點(diǎn)

①場(chǎng)地平整。鉆進(jìn)前先勘查場(chǎng)地是否平整，方便樁機(jī)移動(dòng)；對(duì)局部軟弱部位進(jìn)行回填，確保礦山鉆探場(chǎng)地穩(wěn)固，鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏移；②樁位測(cè)量定位。接收鉆探測(cè)量控制點(diǎn)、基準(zhǔn)線、水準(zhǔn)點(diǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)資料，與測(cè)量工作人員共同校測(cè)測(cè)量精度；測(cè)點(diǎn)放樣前，做好業(yè)內(nèi)準(zhǔn)備工作，校正儀器設(shè)備，制定鉆探施工方案；③引孔裝機(jī)的安裝與調(diào)試。引孔鉆機(jī)就位后，采用液壓系統(tǒng)調(diào)平，用水平尺校正水平度。設(shè)備安裝就位后，將潛孔錘鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，保持樁尖與樁位中心重合，將樁機(jī)調(diào)平，確保在鉆孔中不能發(fā)生偏移；④引孔。樁機(jī)就位后，將潛孔錘鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位并調(diào)好垂直度，引孔過(guò)程中，控制潛孔錘下沉速度，檢查鉆具是否有擠偏現(xiàn)象，出現(xiàn)異常情況分析原因，及時(shí)采取措施；⑤孔口清理。引孔過(guò)程中，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣可作為洗井介質(zhì)，將潛孔錘破碎的巖屑帶出孔內(nèi)，堆積在孔口，派專人對(duì)孔口進(jìn)行清理，清理出的巖屑呈顆粒狀，集中外運(yùn)；⑥引孔穿透硬質(zhì)礦層。引孔中注意觀察鉆進(jìn)速度和孔口巖屑排出情況，按施工要求引孔深度控制引孔標(biāo)高位置，當(dāng)引孔滿足預(yù)應(yīng)力要求時(shí)，停止引孔，拔出鉆具，設(shè)備正常運(yùn)行，邊錘擊、邊旋轉(zhuǎn)，使孔內(nèi)巖屑順利排出。

2 實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為構(gòu)建實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選取某正在施工的礦山。施工區(qū)域巖層傾向156°～186°，傾角在56°～69°左右，線路沿線沒(méi)有斷層通過(guò)，巖體受應(yīng)力作用相對(duì)微弱，且?guī)r體層面層間結(jié)合較差，存在薄層狀泥化現(xiàn)象。分別使用傳統(tǒng)施工方法以及本文設(shè)計(jì)施工方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置傳統(tǒng)的施工方法為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組[5]。依照礦山鉆探施工要求，規(guī)范施工流程。在保證不受到外部環(huán)境干擾的條件下，使用本文設(shè)計(jì)的施工方法對(duì)大口徑鉆孔進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定承載力，定義該組為實(shí)驗(yàn)組。再使用傳統(tǒng)的施工方法進(jìn)行施工，記錄穩(wěn)定承載力，定義該組為對(duì)照組。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷兩種施工方法的施工質(zhì)量。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，采集4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種施工方法下的穩(wěn)定承載力進(jìn)行對(duì)比，施工穩(wěn)定承載力對(duì)比結(jié)果，如下表1所示。

表1 施工穩(wěn)定承載力對(duì)比結(jié)果

通過(guò)表1可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的施工方法穩(wěn)定承載力明顯高于對(duì)照組，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的施工方法其各項(xiàng)功能均可以滿足施工總體要求，可以廣泛應(yīng)用于礦山鉆探施工方面。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文提出的基于空氣潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)的礦山鉆探施工方法可有效的提高施工穩(wěn)定承載力，避免由于空氣潛孔錘鉆孔移位造成施工安全問(wèn)題，影響整體工程安全。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)施工方法在礦山鉆探施工中的應(yīng)用。

本文設(shè)計(jì)的施工方法在保證施工安全方面中的具體優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)，有必要加大對(duì)其的研究力度。