礦山地質鉆探工藝及鉆探效率的提升策略

閆 祿，任鐵強

（四川華鋒鉆探工程有限責任公司，四川 成都 610091）

作為促進國家經濟發展的重要能源之一，礦產資源一直占據著舉足輕重的位置，在現實生活中礦產資源不僅可以用作工業原料，甚至還有很多地區都需要依賴能源開采來維系正常生活。面對這種形勢，有關部門必須加大力度提高礦山鉆探工藝及其鉆探效率，避免能源開采行業出現供不應求的生產窘境。如下，筆者將結合自身多年來相關的礦山鉆探工作管理經驗，首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡要闡述，分析當前我國的礦山鉆探工藝，并以“引進技術和現代化設備”、“提高鉆探人員專業素養”、“強化監管措施”三個大方面為切入點，分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。還望個人之見，能為廣大技術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，由于我國地大物博，很多地區的礦層在風化作用下，水溶侵蝕再加上各類復雜的地質構造，最終會導致地層破碎裂痕發育。在這總條件下的地層進行礦山鉆探，無疑將面臨巨大的挑戰與壓力。一方面，如若直接進行鉆探，要考慮到有可能會產生大量的沖洗液流失，為了避免沖洗液白白浪費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。此時的鉆孔深度并不是越深就越理想，還需要考慮到系統化的孔深數值，稍有不慎就有可能導致堵漏效果不佳，甚至有可能會流失掉更多的沖洗液，對企業的經濟效益將產生嚴重影響。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，都有可能會影響到礦山鉆探的工作效率。除此之外，在開采礦產資源的過程中還有可能會遇到溶洞或者采礦空區，此類現象同樣會導致沖洗液大量損耗，甚至還有可能會遭遇到反水問題，此時則還需要對套管做好提前防護，以此來避免沖洗液遺漏[2]。

2 當前我國的礦山鉆探工藝

2.1 一般回轉工藝

通常情況下，一般回轉工藝需要考慮的關鍵點包括鉆井壓力、回轉速率以及泵量，這些關鍵點如若未能進行科學配置，則很多有可能影響工作效率。為了確保理想的排粉效果，大部分時候礦企工作人員會選擇泵量規模較大的一些水泵設備，雖然這樣在一定程度上可以提升鉆探效率，但同時也很容易讓礦井內壁承受巨大壓力，最終由幾率引發崩坍現象。因此，在使用一般回轉鉆井工藝的過程中必須要注意到如下幾個重點：其一，有關鉆井技術人員在落實鉆探作業時，必須要遵循從低到高的工作順序，同時還需要在過程中適當提高鉆探壓力；其二，工作人員在在開始鉆探作業前，必須要做好對應的準備工作，要對當地的地質層進行仔細勘察，依據實際情況來選取鉆頭、鉆孔以及鉆壓；其三，對于某些孔洞較深的礦井，要考慮到鉆孔機設備本身的重量，若設備本身重量過大，則需要適當調整鉆機回轉速率，同時要注意降低電能消耗，對于那些孔洞較淺的礦井，則需要選擇較高的鉆速來推進工作[3]。

2.2 空氣洗井工藝

所謂“空氣洗井工藝”，其實就是指利用清洗液混合物來壓縮空氣完成科學配比，以此來滿足混合條件制造成礦井需要的介質，只需要合理利用此類介質就可以很好的完成鉆探工程項目的破巖工序。此類工藝的適用性極強，經常被用作一些地質環境條件十分惡劣的礦山鉆探區域，特備是一些水資源較為缺乏的地區，空氣洗井工藝所發揮出來的實際效果尤為理想。另外，空氣洗井工藝還能夠依據洗井類型的異同情況來進行靈活變通，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劣勢，在實際鉆探工作中應該采用哪種方式則需要根據實際情況而定，要懂得趨利避害，在最短的時間內取得最快的工作效率。

2.3 沖擊回轉工藝

實際上，此類工藝技術早在19 世紀初期就已誕生，經過多年的更新迭代升級，逐步形成了今天的應用格局。不過由于此類工藝在礦山鉆探工程項目中的實際應用價值非常可觀，因此一直沿用到今天。首先，在應用沖擊回轉工藝的過程中，工作人員一般會在鉆桿下端位置專門安置一個沖擊器，之后再利用回轉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。其次，沖擊回轉工藝中應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，而高頻沖擊器比較適用于40Hz 以上的鉆探作業，在導入沖擊回轉工藝的過程中，工作人員一定要注意結合礦山鉆探項目的實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 反循環工藝

反循環鉆井工藝其實主要依賴礦企現場工作人員來完成，在開始作業之前需要相關人員使用沖洗液來完成內外管道與鉆桿之間的環形空間循環，循環系統主要包括：其一，泵吸反循環系統。此類循環系統主要利用砂石泵設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，最終實現一整套科學化的反循環鉆井施工。其二，氣舉反循環系統。此類反循環工藝主要適用于一些固體狀的煤炭資源區，特備是一些地質條件較為復雜且難以勘察清楚的地區，因為這些地區一般情況下污染程度比較嚴重，所以需要工作人員利用氣舉反循環系統來輔助勘察工作。涉及到的主要工作流程，首先由輸雙臂鉆桿中的內、外桿將循環液輸送到地表層，反復循環之下完成整個礦井的清洗工序，以此來提高后續鉆探工作的實際效率[5]。

3 提升礦山鉆探效率的有效策略

3.1 大力引進先進技術與現代化設備

客觀而言，無論是規模多大的能源開采企業，都需要一整套科學先進的鉆探技術以及現代化設備作為支撐，否則后續的所有工作根本無法順利推進。因此，礦山鉆探相關部門必須清楚的認識到這一點，要在工作中大力引進先進技術與現代化設備。當然，由于我國地大物博，礦山各個區域的地層情況各不相同，因此在已經先進技術與設備的過程中，還需要結合因地制宜的工作理念，避免產生不必要的經濟與資源耗費。舉例而言，在西北某些礦山鉆探區，由于該區域水資源相對較為缺乏，所以在引進工藝技術的時候要注意選取那些較為節約水資源的鉆探工藝與機械設備，這樣才能在保障經濟效益的同時還能夠提高鉆探工作效率。另外一方面，對于選取的鉆探設備一定要確保其完整性能，要定期對所有設備做好定期維護與保養工作，同時還需要鉆探操作人員熟練掌握各類現代化鉆探設備的操作要點，定期對鉆探工作人員開展設備保養訓練，確保相關人員能夠將鉆探設備的保養知識了然于胸，以此來延長設備使用壽命。還需要注意的一點是，礦山鉆探作業過程中不能一味追求經濟效益與生產效率，也需要注意周邊自然環境的保護問題[6]。

3.2 強化鉆探人員專業素養

除開先進技術以及現代化鉆探設備的輔助，各地區的礦山鉆探其實還需要依賴一支技術過硬的鉆探精英團隊，盡管如今自動化技術越來越成熟，但是涉及到井下的鉆探作業，還有很多細節需要由人力來進行操控。提高鉆探人員的專業素養，首先需要定期組織鉆探技術人員定期參與專業課程訓練，完成國家規定的各類資質認證，確保所有相關技術人員都能夠將礦山鉆探的理論知識與實際操作互相融合，熟練掌握各類操作要點；其二，企業還需要根據人員情況來制定鉆探考核制度，要在內部形成一種良性競爭關系，對于鉆探能力可以施行等級測試，同時依據測試等級來機遇獎懲措施，這樣就可以在很大程度上激勵員工積極上進，努力利用業余時間給自己充電，同時還可以在無形之間加強鉆探部門內部的核心競爭力與凝聚力，讓煤炭企業能夠永葆生機[7]。

3.3 優化礦山鉆探對應的監管措施

若想從根本上提高礦山鉆探工作體系的規范化建設，必須對企業內部的鉆探人員施行科學而強有力的監管措施，避免在工作過程中出現麻痹大意的行為。絕具體的監管措施主要包括：其一，專門成立一支鉆探監管小組，小組主要職責負責參與到實際礦山鉆探生產中的各個環節，用心監督好每一名工作人員的施工行為。成立這樣一支監督小組，不僅可以大幅度提高礦山鉆探效率，最重要的一點是還加強了安全生產，杜絕了許多不良鉆探施工行為，為各級員工營造了一個安全穩定的施工環境；其二，對不規范鉆探行為制定對應的懲罰制度，而對于表現良好的鉆探工作人員則需要機遇一定程度的物質獎勵，以此來激發礦山鉆探的工作積極性與實際效率[8]。

4 結語

綜上所述，本主要結合了筆者自身多年來相關的礦山鉆探工作管理經驗，首先就影響礦山鉆探工作效率的基本因素展開簡要闡述，分析當前我國的礦山鉆探工藝，并以“引進技術和現代化設備”、“提高專業技術水平”、“強化監管措施”三個大方面為切入點，分別探究提升礦山鉆探效率的有效策略。隨著市場經濟體制的不斷深入，未來各行各業對于煤炭的需求勢必將越來越高，為了滿足各級人民群眾對礦產資源的需求，能源開采開采行業內所有相關人員都必須積極發揮自身主觀能動性，利用更加多元化、創新化的角度來優化礦山鉆探工藝。如若有需求，甚至可以從國外成功開采案例中汲取有效養分，并結合自身實際情況來創設全新的礦山鉆探工藝體系，以此來促進國家能源開采行業的可持續發展。