礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)分析

唐 昆，倫辛濤

（華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066013）

1 礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義

隨著社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提升，很多企業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量日益增多。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度也逐年增大，這不僅導(dǎo)致地質(zhì)表面礦產(chǎn)資源被開發(fā)殆盡，還使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，極不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在這種情況下，對(duì)地質(zhì)深層次礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。但是地質(zhì)深層次的環(huán)境復(fù)雜，單純利用地質(zhì)勘探技術(shù)很難全面掌握深層次的資源儲(chǔ)備情況，而且還有可能造成嚴(yán)重的安全事故，因此小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)成為地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)資源開發(fā)的必備技術(shù)[1]。

2 礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的應(yīng)用分析

在實(shí)際的地質(zhì)勘探工作中，一般會(huì)用到很多高科技的勘探儀器，當(dāng)探尋到礦產(chǎn)資源的大致位置后，就需要通過鉆探工程進(jìn)行驗(yàn)證，從而得出資源儲(chǔ)備的規(guī)模、厚度和形態(tài)，并且將礦石樣本送至實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)。為了進(jìn)一步提升驗(yàn)證的準(zhǔn)確度，小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)成為不可或缺的重要技術(shù)。

2.1 礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)裝備

地質(zhì)深層的環(huán)境十分復(fù)雜，地質(zhì)勘探工作必須對(duì)礦產(chǎn)資源的規(guī)模、厚度、巖石情況進(jìn)行全面的了解。在鉆探工程中，鉆孔的勘探深度一般為1500米到2000米，由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，因此在鉆探過程中可能遇到設(shè)備性能和質(zhì)量與鉆探工程不相適應(yīng)的情況，從而影響到工程的順利進(jìn)行，因此在選擇技術(shù)設(shè)備時(shí)必須選擇性能高的裝備。另外，在選擇小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)設(shè)備時(shí)必須以提高工程質(zhì)量為原則，根據(jù)不同的鉆孔深度選擇不同的鉆機(jī)，而且為鉆機(jī)配套相適應(yīng)的動(dòng)力設(shè)備。在選擇鉆機(jī)的規(guī)格和型號(hào)時(shí)，要對(duì)鉆探工程中可能出現(xiàn)的影響因素進(jìn)行綜合考慮，確保鉆桿的強(qiáng)度，能夠足以應(yīng)對(duì)地質(zhì)深層的硬度和強(qiáng)度，鉆頭的外徑也要根據(jù)勘探的具體情況進(jìn)行選擇，對(duì)不同特性的巖石選擇不同型號(hào)的鉆頭。

2.2 小孔徑固體巖芯鉆探孔施工工藝

由于鉆探工程在地質(zhì)勘探中具有重要作用，因此相關(guān)單位在景象地質(zhì)勘探時(shí)往往會(huì)預(yù)先做好小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的準(zhǔn)備工作，對(duì)施工技術(shù)方案進(jìn)行嚴(yán)格的制定，從而保障施工后的鉆孔能夠充分符合工程的需要。地質(zhì)深層巖石的厚度存在差別，因利用小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)鉆探的孔徑大小也各有不同，在配置沖洗液時(shí)，應(yīng)該根據(jù)孔徑的不同進(jìn)行合理的配置，保障護(hù)壁能夠有良好的支撐性能。對(duì)沖洗液的配置要注重指揮是否合格，并且配備相關(guān)的除砂設(shè)備。在利用小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)正式鉆探前，要做好深孔地質(zhì)的檢查工作，檢查方法有以下幾種，注水試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)和壓水試驗(yàn)等。在小孔徑固體巖芯的鉆探的過程中，要對(duì)鉆孔的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，避免鉆機(jī)傾斜使用，防止鉆孔在啟動(dòng)后發(fā)生彎曲現(xiàn)象，另外，還要嚴(yán)格把控孔壁與孔桿之間的間隙，根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的鉆頭，并且用扶正器對(duì)較大的鉆頭進(jìn)行控制。

2.3 小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的鉆探操作要領(lǐng)

在鉆探工作進(jìn)行過程中，需要及時(shí)對(duì)沖洗液的性能進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，在鉆進(jìn)過程中需進(jìn)行多次沖孔，以此來保證孔內(nèi)的清潔。另外，在實(shí)際操作過程中，需要對(duì)每個(gè)回次的前后進(jìn)行稱重，還要避免鉆頭出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象。在孔內(nèi)護(hù)臂使用過程中，應(yīng)盡量保證材料性能的穩(wěn)定，在開展灌注工作之前，需要將鉆具進(jìn)行全面提取，將鉆桿底部距離保持在5厘米左右，并對(duì)孔壁中的泥土進(jìn)行深入清理，直至清水溢出為主。另外，由于摩擦力的增加，鉆頭需要徹底的離開孔底，這樣才能為離合器提供更多緩和的機(jī)會(huì)，避免由于瞬間扭矩過大，而出現(xiàn)鉆桿折斷現(xiàn)象，同時(shí)可以緩解鉆具的疲勞程度，為后續(xù)工作的開展提供基礎(chǔ)。

3 應(yīng)對(duì)礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔事故的處理策略

在利用小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)開展鉆探工程時(shí)，會(huì)由于各方面因素的影響，發(fā)生深孔事故，為了保障鉆探工程的順利進(jìn)行，必須對(duì)各種深孔事故進(jìn)行有效的處理。具體來看，應(yīng)對(duì)深孔事故主要可以參考以下三方面的策略。

首先，在鉆探工程中要對(duì)深孔內(nèi)的情況進(jìn)行全面的了解和掌握，一旦在深孔內(nèi)部發(fā)生事故，就要及時(shí)準(zhǔn)備丈量機(jī)上余尺，對(duì)深孔內(nèi)發(fā)生故障的位置進(jìn)行確認(rèn)，從而為下一步的解決做好鋪墊；其次，要對(duì)深孔內(nèi)部鉆頭的情況進(jìn)行了解。在鉆探工程中常常會(huì)出現(xiàn)鉆具被折斷的情況，當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，必須對(duì)鉆具的實(shí)際情況進(jìn)行分析，然后在深孔內(nèi)部查清鉆頭的具體位置，以鉆頭斷面的形狀、長度等因素為依據(jù)，判斷深孔內(nèi)部的情況。最后，要著重注意事故的分析工作，找出事故發(fā)生的源頭，并且對(duì)事故的性質(zhì)進(jìn)行判斷，從而制定出具有針對(duì)性的解決措施。例如鉆孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)孔壁的穩(wěn)定性進(jìn)行了解，對(duì)沖洗液循環(huán)情況進(jìn)行調(diào)查等[2]。

4 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)礦山小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的探究是很有必要的。本文主要對(duì)鉆探工程在地質(zhì)勘探工作中的重要地位進(jìn)行分析，然后著重闡述小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的應(yīng)用方法。研究可得，小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)是鉆探工程的主要手段，也是提高礦產(chǎn)資源開發(fā)效率的重要途徑，能夠有效保護(hù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)，減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。希望本文可以為研究小孔徑固體巖芯鉆探孔技術(shù)的相關(guān)人員提供參考。

[1]陳毅．小孔徑固體巖芯深孔鉆探技術(shù)的探討[J]．城市建設(shè)理論研究(電子版),2017(20)：183．

[2]楊延?xùn)|．小口徑固體巖芯深孔鉆探技術(shù)[J]．山西建筑,2016,42(21)：84-85．