礦山地質(zhì)鉆探工藝及鉆探效率的提升策略

閆 祿，任鐵強(qiáng)

（四川華鋒鉆探工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610091）

作為促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一，礦產(chǎn)資源一直占據(jù)著舉足輕重的位置，在現(xiàn)實(shí)生活中礦產(chǎn)資源不僅可以用作工業(yè)原料，甚至還有很多地區(qū)都需要依賴能源開采來維系正常生活。面對(duì)這種形勢(shì)，有關(guān)部門必須加大力度提高礦山鉆探工藝及其鉆探效率，避免能源開采行業(yè)出現(xiàn)供不應(yīng)求的生產(chǎn)窘境。如下，筆者將結(jié)合自身多年來相關(guān)的礦山鉆探工作管理經(jīng)驗(yàn)，首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡(jiǎn)要闡述，分析當(dāng)前我國(guó)的礦山鉆探工藝，并以“引進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備”、“提高鉆探人員專業(yè)素養(yǎng)”、“強(qiáng)化監(jiān)管措施”三個(gè)大方面為切入點(diǎn)，分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。還望個(gè)人之見，能為廣大技術(shù)同仁提供可行的一些參考意見[1]。

1 影響礦山鉆探工作效率的基本因素

影響礦山鉆探工作效率的首要因素，便是地域與地層的客觀條件，由于我國(guó)地大物博，很多地區(qū)的礦層在風(fēng)化作用下，水溶侵蝕再加上各類復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，最終會(huì)導(dǎo)致地層破碎裂痕發(fā)育。在這總條件下的地層進(jìn)行礦山鉆探，無疑將面臨巨大的挑戰(zhàn)與壓力。一方面，如若直接進(jìn)行鉆探，要考慮到有可能會(huì)產(chǎn)生大量的沖洗液流失，為了避免沖洗液白白浪費(fèi)則需要采用隔離方式，具體方式是采用鉆孔加深到地底大約2000m 左右。此時(shí)的鉆孔深度并不是越深就越理想，還需要考慮到系統(tǒng)化的孔深數(shù)值，稍有不慎就有可能導(dǎo)致堵漏效果不佳，甚至有可能會(huì)流失掉更多的沖洗液，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另外一方面，由于地層客觀條件的約束，在遇上水源不足或者打泥漿過程中的任何意外情況，都有可能會(huì)影響到礦山鉆探的工作效率。除此之外，在開采礦產(chǎn)資源的過程中還有可能會(huì)遇到溶洞或者采礦空區(qū)，此類現(xiàn)象同樣會(huì)導(dǎo)致沖洗液大量損耗，甚至還有可能會(huì)遭遇到反水問題，此時(shí)則還需要對(duì)套管做好提前防護(hù)，以此來避免沖洗液遺漏[2]。

2 當(dāng)前我國(guó)的礦山鉆探工藝

2.1 一般回轉(zhuǎn)工藝

通常情況下，一般回轉(zhuǎn)工藝需要考慮的關(guān)鍵點(diǎn)包括鉆井壓力、回轉(zhuǎn)速率以及泵量，這些關(guān)鍵點(diǎn)如若未能進(jìn)行科學(xué)配置，則很多有可能影響工作效率。為了確保理想的排粉效果，大部分時(shí)候礦企工作人員會(huì)選擇泵量規(guī)模較大的一些水泵設(shè)備，雖然這樣在一定程度上可以提升鉆探效率，但同時(shí)也很容易讓礦井內(nèi)壁承受巨大壓力，最終由幾率引發(fā)崩坍現(xiàn)象。因此，在使用一般回轉(zhuǎn)鉆井工藝的過程中必須要注意到如下幾個(gè)重點(diǎn)：其一，有關(guān)鉆井技術(shù)人員在落實(shí)鉆探作業(yè)時(shí)，必須要遵循從低到高的工作順序，同時(shí)還需要在過程中適當(dāng)提高鉆探壓力；其二，工作人員在在開始鉆探作業(yè)前，必須要做好對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)備工作，要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)層進(jìn)行仔細(xì)勘察，依據(jù)實(shí)際情況來選取鉆頭、鉆孔以及鉆壓；其三，對(duì)于某些孔洞較深的礦井，要考慮到鉆孔機(jī)設(shè)備本身的重量，若設(shè)備本身重量過大，則需要適當(dāng)調(diào)整鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速率，同時(shí)要注意降低電能消耗，對(duì)于那些孔洞較淺的礦井，則需要選擇較高的鉆速來推進(jìn)工作[3]。

2.2 空氣洗井工藝

所謂“空氣洗井工藝”，其實(shí)就是指利用清洗液混合物來壓縮空氣完成科學(xué)配比，以此來滿足混合條件制造成礦井需要的介質(zhì)，只需要合理利用此類介質(zhì)就可以很好的完成鉆探工程項(xiàng)目的破巖工序。此類工藝的適用性極強(qiáng)，經(jīng)常被用作一些地質(zhì)環(huán)境條件十分惡劣的礦山鉆探區(qū)域，特備是一些水資源較為缺乏的地區(qū)，空氣洗井工藝所發(fā)揮出來的實(shí)際效果尤為理想。另外，空氣洗井工藝還能夠依據(jù)洗井類型的異同情況來進(jìn)行靈活變通，可以將其劃分為無話霧化洗井鉆探工藝、粉塵洗井鉆探工藝以及泡沫洗井鉆探工藝等。總體而言，不同的洗井工藝各有自身優(yōu)劣勢(shì)，在實(shí)際鉆探工作中應(yīng)該采用哪種方式則需要根據(jù)實(shí)際情況而定，要懂得趨利避害，在最短的時(shí)間內(nèi)取得最快的工作效率。

2.3 沖擊回轉(zhuǎn)工藝

實(shí)際上，此類工藝技術(shù)早在19 世紀(jì)初期就已誕生，經(jīng)過多年的更新迭代升級(jí)，逐步形成了今天的應(yīng)用格局。不過由于此類工藝在礦山鉆探工程項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值非常可觀，因此一直沿用到今天。首先，在應(yīng)用沖擊回轉(zhuǎn)工藝的過程中，工作人員一般會(huì)在鉆桿下端位置專門安置一個(gè)沖擊器，之后再利用回轉(zhuǎn)扭矩以及軸向壓力來施加作用力到鉆桿鉆頭之上，以此來輔助礦山鉆探作業(yè)。其次，沖擊回轉(zhuǎn)工藝中應(yīng)用到的各類沖擊器包含雙作用沖擊器、反作用沖擊器以及正作用沖擊器，無論是哪種類型的沖擊器都需要依據(jù)頻率來劃分。通常情況下，低頻沖擊器的適用范圍集中在 40Hz 以下的鉆探作業(yè)，而高頻沖擊器比較適用于40Hz 以上的鉆探作業(yè)，在導(dǎo)入沖擊回轉(zhuǎn)工藝的過程中，工作人員一定要注意結(jié)合礦山鉆探項(xiàng)目的實(shí)際情況來選擇最合適的沖擊器，這樣才能提高鉆探工作效率[4]。

2.4 反循環(huán)工藝

反循環(huán)鉆井工藝其實(shí)主要依賴礦企現(xiàn)場(chǎng)工作人員來完成，在開始作業(yè)之前需要相關(guān)人員使用沖洗液來完成內(nèi)外管道與鉆桿之間的環(huán)形空間循環(huán)，循環(huán)系統(tǒng)主要包括：其一，泵吸反循環(huán)系統(tǒng)。此類循環(huán)系統(tǒng)主要利用砂石泵設(shè)備來完成礦山鉆探過程中的抽吸工序，由于在抽吸過程中砂石泵需要承受大氣層的壓力，因此必須將循環(huán)液從泥漿池輸送到礦井入口處，之后再利用特定路徑來完成引流，最終實(shí)現(xiàn)一整套科學(xué)化的反循環(huán)鉆井施工。其二，氣舉反循環(huán)系統(tǒng)。此類反循環(huán)工藝主要適用于一些固體狀的煤炭資源區(qū)，特備是一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜且難以勘察清楚的地區(qū)，因?yàn)檫@些地區(qū)一般情況下污染程度比較嚴(yán)重，所以需要工作人員利用氣舉反循環(huán)系統(tǒng)來輔助勘察工作。涉及到的主要工作流程，首先由輸雙臂鉆桿中的內(nèi)、外桿將循環(huán)液輸送到地表層，反復(fù)循環(huán)之下完成整個(gè)礦井的清洗工序，以此來提高后續(xù)鉆探工作的實(shí)際效率[5]。

3 提升礦山鉆探效率的有效策略

3.1 大力引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備

客觀而言，無論是規(guī)模多大的能源開采企業(yè)，都需要一整套科學(xué)先進(jìn)的鉆探技術(shù)以及現(xiàn)代化設(shè)備作為支撐，否則后續(xù)的所有工作根本無法順利推進(jìn)。因此，礦山鉆探相關(guān)部門必須清楚的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，要在工作中大力引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備。當(dāng)然，由于我國(guó)地大物博，礦山各個(gè)區(qū)域的地層情況各不相同，因此在已經(jīng)先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備的過程中，還需要結(jié)合因地制宜的工作理念，避免產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)與資源耗費(fèi)。舉例而言，在西北某些礦山鉆探區(qū)，由于該區(qū)域水資源相對(duì)較為缺乏，所以在引進(jìn)工藝技術(shù)的時(shí)候要注意選取那些較為節(jié)約水資源的鉆探工藝與機(jī)械設(shè)備，這樣才能在保障經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還能夠提高鉆探工作效率。另外一方面，對(duì)于選取的鉆探設(shè)備一定要確保其完整性能，要定期對(duì)所有設(shè)備做好定期維護(hù)與保養(yǎng)工作，同時(shí)還需要鉆探操作人員熟練掌握各類現(xiàn)代化鉆探設(shè)備的操作要點(diǎn)，定期對(duì)鉆探工作人員開展設(shè)備保養(yǎng)訓(xùn)練，確保相關(guān)人員能夠?qū)@探設(shè)備的保養(yǎng)知識(shí)了然于胸，以此來延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。還需要注意的一點(diǎn)是，礦山鉆探作業(yè)過程中不能一味追求經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)效率，也需要注意周邊自然環(huán)境的保護(hù)問題[6]。

3.2 強(qiáng)化鉆探人員專業(yè)素養(yǎng)

除開先進(jìn)技術(shù)以及現(xiàn)代化鉆探設(shè)備的輔助，各地區(qū)的礦山鉆探其實(shí)還需要依賴一支技術(shù)過硬的鉆探精英團(tuán)隊(duì)，盡管如今自動(dòng)化技術(shù)越來越成熟，但是涉及到井下的鉆探作業(yè)，還有很多細(xì)節(jié)需要由人力來進(jìn)行操控。提高鉆探人員的專業(yè)素養(yǎng)，首先需要定期組織鉆探技術(shù)人員定期參與專業(yè)課程訓(xùn)練，完成國(guó)家規(guī)定的各類資質(zhì)認(rèn)證，確保所有相關(guān)技術(shù)人員都能夠?qū)⒌V山鉆探的理論知識(shí)與實(shí)際操作互相融合，熟練掌握各類操作要點(diǎn)；其二，企業(yè)還需要根據(jù)人員情況來制定鉆探考核制度，要在內(nèi)部形成一種良性競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，對(duì)于鉆探能力可以施行等級(jí)測(cè)試，同時(shí)依據(jù)測(cè)試等級(jí)來機(jī)遇獎(jiǎng)懲措施，這樣就可以在很大程度上激勵(lì)員工積極上進(jìn)，努力利用業(yè)余時(shí)間給自己充電，同時(shí)還可以在無形之間加強(qiáng)鉆探部門內(nèi)部的核心競(jìng)爭(zhēng)力與凝聚力，讓煤炭企業(yè)能夠永葆生機(jī)[7]。

3.3 優(yōu)化礦山鉆探對(duì)應(yīng)的監(jiān)管措施

若想從根本上提高礦山鉆探工作體系的規(guī)范化建設(shè)，必須對(duì)企業(yè)內(nèi)部的鉆探人員施行科學(xué)而強(qiáng)有力的監(jiān)管措施，避免在工作過程中出現(xiàn)麻痹大意的行為。絕具體的監(jiān)管措施主要包括：其一，專門成立一支鉆探監(jiān)管小組，小組主要職責(zé)負(fù)責(zé)參與到實(shí)際礦山鉆探生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，用心監(jiān)督好每一名工作人員的施工行為。成立這樣一支監(jiān)督小組，不僅可以大幅度提高礦山鉆探效率，最重要的一點(diǎn)是還加強(qiáng)了安全生產(chǎn)，杜絕了許多不良鉆探施工行為，為各級(jí)員工營(yíng)造了一個(gè)安全穩(wěn)定的施工環(huán)境；其二，對(duì)不規(guī)范鉆探行為制定對(duì)應(yīng)的懲罰制度，而對(duì)于表現(xiàn)良好的鉆探工作人員則需要機(jī)遇一定程度的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，以此來激發(fā)礦山鉆探的工作積極性與實(shí)際效率[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，本主要結(jié)合了筆者自身多年來相關(guān)的礦山鉆探工作管理經(jīng)驗(yàn)，首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡(jiǎn)要闡述，分析當(dāng)前我國(guó)的礦山鉆探工藝，并以“引進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備”、“提高專業(yè)技術(shù)水平”、“強(qiáng)化監(jiān)管措施”三個(gè)大方面為切入點(diǎn)，分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷深入，未來各行各業(yè)對(duì)于煤炭的需求勢(shì)必將越來越高，為了滿足各級(jí)人民群眾對(duì)礦產(chǎn)資源的需求，能源開采開采行業(yè)內(nèi)所有相關(guān)人員都必須積極發(fā)揮自身主觀能動(dòng)性，利用更加多元化、創(chuàng)新化的角度來優(yōu)化礦山鉆探工藝。如若有需求，甚至可以從國(guó)外成功開采案例中汲取有效養(yǎng)分，并結(jié)合自身實(shí)際情況來創(chuàng)設(shè)全新的礦山鉆探工藝體系，以此來促進(jìn)國(guó)家能源開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。