礦山地質(zhì)鉆探施工中處理孔內(nèi)事故對策及方法

王 浩

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830000）

在對礦山地質(zhì)巖心進行鉆探作業(yè)時會不可避免的發(fā)生各類孔內(nèi)事故。這不僅對整個鉆探作業(yè)的進度造成不利影響，還對作業(yè)器具等造成損傷，從而增加鉆探作業(yè)的施工成本，甚至直接影響到鉆探施工的經(jīng)濟收益。為有效預(yù)防及處理各類孔內(nèi)事故，筆者首先對巖心鉆探時發(fā)生的孔內(nèi)事故的原因進行了分析，并以此為出發(fā)點對常用的處理孔內(nèi)事故的對策與方法進行了總結(jié)，最后結(jié)合多年的鉆探作業(yè)經(jīng)驗提出了有針對性的預(yù)防措施。

1 巖心鉆探作業(yè)時發(fā)生孔內(nèi)事故的原因分析

孔內(nèi)事故是影響巖心鉆探作業(yè)有序進行的重要原因之一。導(dǎo)致孔內(nèi)事故的因素較多，但復(fù)雜的地質(zhì)條件卻是最為直接的因素。據(jù)統(tǒng)計，目前約有80%的孔內(nèi)事故是由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性而導(dǎo)致的。例如在進行鉆探作業(yè)時遇到漏水或流沙等意外情況便會造成鉆孔坍塌；而在鉆進過程中遇到塑性較高的土層或巖石層時，如出現(xiàn)進水就會造成鉆孔縮小，從而引發(fā)嚴重的孔內(nèi)事故。不合格的施工材料同樣會導(dǎo)致嚴重的孔內(nèi)事故。

2 孔內(nèi)事故處理方法

（1）撈。通過對各種類型的打撈勾或者矢錐（圖1）等工具的應(yīng)用，將事故發(fā)生過程中脫落或者折斷的鉆具撈取出來。在一般的情況下,在應(yīng)用絲錐或者打撈勾撈住之后需要用升降機將其提出孔口。如果鉆桿的斷頭不齊或者斷頭位置過薄，斷頭的內(nèi)沿被一些雜物堵塞，斷頭壁裂相對較長的時候一般是用母錘進行打撈。

圖1 用絲錐撈取鉆具

（2）提。使用提的方法是充分利用升降機或者復(fù)式滑車，通過提升負荷的方式將事故鉆具從孔內(nèi)拉出。通過這種方式可以有效解決夾鉆、燒鉆以及卡鉆等事故。該種方法對升降機或復(fù)式滑車的操作人員要求較高，在應(yīng)用升降機或復(fù)式滑車提拉事故鉆具時應(yīng)在確保設(shè)備安全的前提下進行。

（3）掃。如果鉆具在某一孔段發(fā)生事故后無法對其進行提拉操作，則需要對其采用回轉(zhuǎn)或者下降的方式進行處理，在活動段距內(nèi)開車回轉(zhuǎn)，促使鉆具串動，通過掃碎擠壓物解除故障。

（4）沖。對于局部糊鉆、埋鉆或者泥皮吸附以及懸橋卡鉆等類型的事故進行處理的過程中需要進行開泵強行循環(huán)的方法，在強制循環(huán)過程中應(yīng)確保泵一直處在工作狀態(tài)，并且要注意使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，在經(jīng)過強力的沖洗之后配合一定的提拉便將事故鉆具取出。

（5）打。打的方法是利用吊錘對事故鉆具進行一定的沖打，通過沖打過程中產(chǎn)生的振動力來使事故鉆具周圍的擠卡物出現(xiàn)松動，機械打錘示意圖見圖2。使用對這種方法可以有效解決絕大多數(shù)淺孔或者中深孔的鉆粒卡鉆以及掉塊卡鉆等事故。

圖2 機械打錘示意圖

（6）串。采用串的方法可以取出一些埋鉆或輕微卡鉆的孔內(nèi)事故。當孔內(nèi)的事故鉆具并未完全卡死時，可以充分利用事故鉆具自身的重力，即使得事故鉆具在孔內(nèi)不斷的進行向上提拉和向下自由落體運動。通過反復(fù)的上下運動，能夠使事故鉆具周圍的擠壓物產(chǎn)生松動，從而取出事故鉆頭。

（7）頂。如在鉆探作業(yè)過程中，孔內(nèi)發(fā)生是埋鉆、燒鉆、糊鉆以及鉆頭完全卡死等事故類型時，在采用其他方式無法順利取出事故鉆具時，則可以通過使用千斤頂將事故鉆具拔起。與升降機相比，千斤頂所能夠提供的頂力更大，為防止或降低事故鉆具在受到拉力時發(fā)生斷裂，因此在使用千斤頂起拔事故鉆具時應(yīng)勻速操作，避免出現(xiàn)用力過猛或頂力增加太快的情況。

（8）震。采用震的方法取出事故鉆具時，首先在事故鉆具的粗徑頂部接上震擊器，之后通過升降機將其拉緊。經(jīng)過開車回轉(zhuǎn)之后對上下震擊錘牙嵌的螺旋面相對位移進行上下的震擊，之后通過鉆桿將其受到連續(xù)的震動沖擊力傳遞到孔內(nèi)發(fā)生事故的區(qū)域。通過不斷的震動可以使完全卡死的事故鉆具產(chǎn)生松動，當事故鉆具后便可以將其順利取出。

（9）炸。顧名思義，炸這一方法是利用炸藥、電雷管以及表面包有金屬的小型炸藥包。在操作時利用雙股膠質(zhì)電線將爆炸物沿事故內(nèi)孔下放至所需要的深度后將其引爆，利用爆炸時所產(chǎn)生的沖擊波將事故內(nèi)孔中的鉆具炸碎或使得套管產(chǎn)生一定的松動。

（10）反。在使用該項方法時，只能利用反絲鉆桿連接反絲矢錐分批次的將孔內(nèi)事故中的鉆桿反出來，而無法對粗徑鉆進行操作。在進行反管操作時可以選用一些專用的機械反管工具，目前在孔內(nèi)事故中較為常用的有棘輪反管器和鋼絲繩反管器兩種。

3 預(yù)防孔內(nèi)事故的方法分析

（1）加強鉆探作業(yè)人員的培訓(xùn)與考核。鉆探作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)是造成孔內(nèi)事故的重要因素之一，礦山行業(yè)的各級管理部門應(yīng)不斷調(diào)整和完善鉆探作業(yè)人員的準入資格。相關(guān)企業(yè)出需定期對鉆探作業(yè)人員進行有針對性的培訓(xùn)外，還應(yīng)完善考核制度，杜絕不符合鉆探作業(yè)標準的人員上崗作業(yè)。同時還應(yīng)加強鉆探作業(yè)人員的崗前安全培訓(xùn)與應(yīng)急預(yù)案演練等工作，從而避免因突發(fā)情況而導(dǎo)致的安全問題。

（2）制定完善的制度。制度是制約與規(guī)范企業(yè)各職能部門與施工作業(yè)人員操作行為的準則與基礎(chǔ)，有效的制度不僅對鉆探施工作業(yè)的正常進行有著重要作用，同時也是確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。首先，企業(yè)管理人員應(yīng)充分認識到制度的重要作用并不斷的對企業(yè)現(xiàn)有制度進行補充和完善。其次要制定有針對性和可行性的鉆探作業(yè)人員操作制度，鉆探機器具的使用與保養(yǎng)制度等，通過制度的建立最大程度的降低因人員操作與鉆探機器具而導(dǎo)致的孔內(nèi)事故的發(fā)生。

（3）實行全面管理。為有效避免因管理因素而導(dǎo)致孔內(nèi)事故的發(fā)生，企業(yè)應(yīng)不斷提升管理工作的質(zhì)量與效率，確保各項管理工作能夠真正落實到細節(jié)。首先，企業(yè)管理人員應(yīng)對孔內(nèi)事故這一問題給予充分的關(guān)注，并將其作為重要的管理內(nèi)容進行傳達與落實，通過積極的管理手段提升鉆探作業(yè)人員責任意識與安全意識，以避免孔內(nèi)事故的發(fā)生。

（4）選用先進的鉆探工藝技術(shù)。為提升鉆探工作的質(zhì)量與效率，防止內(nèi)孔事故的出現(xiàn)，引進先進的鉆探工藝技術(shù)是最為直接有效的措施之一。如合理選用泥漿材料（沖洗液助劑）是避免發(fā)生孔內(nèi)事故的技術(shù)手段之一。選用合理的泥漿材料不僅可以有效的防治出現(xiàn)鉆孔縮頸、鉆孔坍塌以及掉塊等孔內(nèi)事故，還能夠提升孔內(nèi)沉渣的排除效率與排除質(zhì)量，從而起到加快鉆探作業(yè)進度，降低鉆探作業(yè)升本等積極作用。

（5）采用有效的隔離法。隔離法同樣是預(yù)防孔內(nèi)事故發(fā)生的有效抑制措施。所謂隔離法就是利用套管將已鉆的探孔與破碎松散層隔離。選擇套管規(guī)格的主要依據(jù)是鉆探區(qū)域的地質(zhì)情況。這就要求鉆探作業(yè)人員在進行鉆探作業(yè)前認真查看相關(guān)的地質(zhì)資料與前期的勘探報告。在充分了解地層情況后還應(yīng)根據(jù)礦區(qū)的實際情況配備鉆探所需的各類施工機器具，在地層情況良好的前提下，套管的直徑應(yīng)比擬鉆探的終孔大兩個規(guī)格。

4 結(jié)語

孔內(nèi)事故是礦山地質(zhì)巖心鉆探作業(yè)中發(fā)生率最高的問題，通過剖析和統(tǒng)計導(dǎo)致鉆孔事故的各類因素可以發(fā)現(xiàn)，除復(fù)雜的地質(zhì)條件這一客觀因素外，施工器具的質(zhì)量與施工作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)也是導(dǎo)致孔內(nèi)事故頻發(fā)的重要因素。為降低甚至避免孔內(nèi)事故的發(fā)生，不僅應(yīng)在鉆探作業(yè)前采取有針對性的預(yù)防措施，還應(yīng)在鉆探過程中結(jié)合各類突發(fā)情況等不斷的對鉆探方案進行調(diào)整與完善。一旦發(fā)生孔內(nèi)事故，應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)事故的類型與實際情況選擇合理的對策。最后，還要對各類預(yù)防措施與應(yīng)對措施進行總結(jié)，從而降低甚至杜絕因孔內(nèi)事故而造成的各類不利影響。