努爾買買提·熱西（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司　克拉瑪依　834025）

坑內(nèi)鉆孔彎曲的各種因素與預(yù)防措施

努爾買買提·熱西
（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司克拉瑪依834025）

坑內(nèi)鉆探施工中鉆孔偏斜是探礦工作中的一件常見問題，通過分析鉆孔偏斜的因素和規(guī)律，分別根據(jù)地質(zhì)因素方面的控制以及工藝方面的因素控制，再結(jié)合一些相關(guān)的技術(shù)因素，對(duì)預(yù)防坑內(nèi)鉆孔偏斜的一些比較有效的措施進(jìn)行了討論，主要的研究目的是為鉆探的順利施工提供一定的參考。

鉆孔偏斜預(yù)防措施

0　引言

1　坑內(nèi)鉆孔彎曲的條件和原因

近些年來，哈圖金礦成功地運(yùn)用了坑內(nèi)鉆探工程尋找到了一些盲礦體，而且還利用相關(guān)的技術(shù)對(duì)附近區(qū)域做了比較好的控制和評(píng)價(jià)，而且取得了一些非常明顯的探礦效果，探明了L27-22脈，L27-23脈等深部礦體，坑內(nèi)鉆探擁有很多優(yōu)點(diǎn)：

（1）施工速度快，而且也能夠節(jié)省很多的時(shí)間，使得整個(gè)投入的人力和物力大大的減少；

（2）為礦山在進(jìn)行相應(yīng)的地壓以及探防水等各項(xiàng)安全工程也能夠提供一些非常有效的指導(dǎo)性作用；

（3）可以大大的改善現(xiàn)場的實(shí)際勞動(dòng)條件，而且也能夠很好地避免由于炮煙以及粉塵等對(duì)現(xiàn)場施工人員帶來的侵害；

（4）會(huì)更加便于我們對(duì)周圍復(fù)雜形態(tài)的礦體進(jìn)行有效的控制。因?yàn)樵诳拥纼?nèi)鉆機(jī)能鉆任意方位0°～360°之間的鉆孔，因此，具有更多的靈活性；同時(shí)，坑內(nèi)鉆探過程中遇到了有些鉆孔偏離的事故，筆者初步探討坑內(nèi)鉆探偏離的各種因素與其預(yù)防措施。

我們?cè)诘V坑內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的鉆探施工時(shí)，整個(gè)的施工過程都要受到很多不同因素的影響，由于這些因素的影響，往往會(huì)導(dǎo)致我們的實(shí)際鉆孔軸線出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象，不再沿著我們之前所設(shè)計(jì)的鉆孔軸線往下進(jìn)行，也就是說會(huì)發(fā)生一定的坑內(nèi)彎曲，實(shí)際上，如果發(fā)生這種情況的話，就說明我們整個(gè)的鉆探工程質(zhì)量有所下降，而且彎曲的程度也是整個(gè)工程質(zhì)量優(yōu)劣的一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)。這種情況也會(huì)在一定程度上增加我們對(duì)于整個(gè)礦體進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)的計(jì)算難度；而且由于出現(xiàn)了這樣的鉆孔彎曲，所以很多時(shí)候孔壁也會(huì)和我們所使用的鉆具之間出現(xiàn)更大的摩擦，從而使得鉆具在鉆進(jìn)與拔出時(shí)候變得更加困難、甚至?xí)l(fā)生鉆桿插斷的事故，大大的影響我們的鉆進(jìn)效率。

1.1坑內(nèi)鉆孔彎曲的條件

（1）孔壁間隙。我們?cè)谶M(jìn)行坑內(nèi)鉆進(jìn)的時(shí)候，為了能夠進(jìn)一步的保證鉆孔液可以非常順利的將不需要的巖屑攜帶出來，在設(shè)計(jì)鉆頭的直徑時(shí)，必須要保證直徑是大于那些粗徑鉆具所具有的直徑尺寸的，而且在需要的時(shí)候還要對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)壁操作，這樣就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的孔壁間隙。

（2）在施工的過程當(dāng)中，一定會(huì)出現(xiàn)一些偏倒或彎曲的應(yīng)力，這樣的應(yīng)力就會(huì)為鉆孔的彎曲帶來?xiàng)l件，使它的偏離有了一定的動(dòng)力。那么，我們?cè)诘V坑內(nèi)進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候，由于我們通常所使用的鉆具是比較長的，而且它們的直徑也比較小，所以不管我們以哪種方式對(duì)鉆頭施加一個(gè)相應(yīng)的軸向壓力，可能都會(huì)使其出現(xiàn)一定的傾倒或彎曲現(xiàn)象。

（3）對(duì)于鉆具來說，它在發(fā)生偏倒或彎曲的時(shí)候，具體的彎曲方向可能是比較穩(wěn)定的。我們上面已經(jīng)提到，對(duì)于孔壁間隙以及粗徑鉆具所發(fā)生的一定傾倒和彎曲力來說，它們實(shí)際上都是客觀存在著的，但是，這些并不一定會(huì)導(dǎo)致最終鉆孔的彎曲，那么鉆孔的彎曲還要取決于相應(yīng)鉆具傾倒或彎曲是否具有一個(gè)比較穩(wěn)定的方向，尤其是對(duì)于那些各向異性的巖石來說更是如此。

1.2坑內(nèi)鉆孔彎曲原因

（1）地質(zhì)因素。當(dāng)我們?cè)阢@進(jìn)的過程當(dāng)中遇到了一個(gè)相應(yīng)的層角，巖層在各向異性這個(gè)系數(shù)方面就會(huì)變得更高，而且鉆孔可能出現(xiàn)的偏斜和彎曲現(xiàn)象也會(huì)變得更大。比如，在對(duì)一些軟硬交互的巖層進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候，如果我們所遇到的層角比它的臨界值還要小的話，這個(gè)時(shí)候整個(gè)鉆孔就需要以銳角的形式從軟巖直接鉆入到硬巖當(dāng)中，所以鉆孔在這個(gè)過程當(dāng)中就需要沿著硬巖的層面上來進(jìn)行順層的移動(dòng)，而相應(yīng)的方位角就會(huì)出現(xiàn)更大的變化，而且這種變化是沒有規(guī)律的；相反的，如果我們所遇到的層角比臨界值大的話，這個(gè)時(shí)候鉆進(jìn)時(shí)的鉆孔就會(huì)發(fā)生頂層進(jìn)的現(xiàn)象，而且整個(gè)鉆進(jìn)的方位也會(huì)更加趨于和整個(gè)層面的走向?yàn)榇怪钡年P(guān)系。

（2）工藝因素。對(duì)于我們所采取的不同鉆進(jìn)方法來說，主要是根據(jù)碎巖的特點(diǎn)來確定的，因?yàn)閷?duì)于不同的巖性，它們所具有的孔壁間隙也會(huì)有所差異。如果坑內(nèi)的鉆壓比較大，而且在鉆進(jìn)的過程中轉(zhuǎn)速也比較高的話都會(huì)在一定程度上造成彎曲的現(xiàn)象。

（3）技術(shù)因素。在進(jìn)行鉆孔的開孔時(shí)，就可能會(huì)因?yàn)榭觾?nèi)鉆機(jī)安裝時(shí)的基礎(chǔ)面本身就存在一定的不平整現(xiàn)象，而使得整個(gè)立軸的安裝不是特別合理，這樣也可能會(huì)引起鉆孔偏斜。

2　坑內(nèi)鉆孔彎曲預(yù)防措施

2.1地質(zhì)因素控制

2.1.1移動(dòng)孔位法

移動(dòng)孔位法的使用主要是根據(jù)鉆孔彎曲所具有的穩(wěn)定規(guī)律，首先應(yīng)當(dāng)先對(duì)鉆孔傾角進(jìn)行預(yù)判，看其是上漂的還是下垂的，整個(gè)方位角出現(xiàn)了左偏的現(xiàn)象還是右偏的現(xiàn)象，然后再根據(jù)我們所觀察和預(yù)判到的這些規(guī)律去確定出新鉆孔的具體位置。

2.1.2改變傾角、方位角法

對(duì)于一般的情況而言，在對(duì)鉆孔進(jìn)行原始設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常會(huì)給出一個(gè)比較確定的鉆孔傾角和方位角，當(dāng)原來設(shè)計(jì)當(dāng)中所確定出來的傾角和方位角在實(shí)際施工的時(shí)候不能滿足我們的見礦需求時(shí)，還必須要根據(jù)現(xiàn)場遇到的情況去合理改變。

2.1.3特殊地層需注意事項(xiàng)

（1）對(duì)于那些非常松散的地層來說，必須要選用更加高品質(zhì)的泥漿，這樣做的主要好處就是可以大大的減小泵量水平，而且也能夠很好的防沖大孔徑。

（2）如果在鉆進(jìn)的過程中遇到了溶洞，首先需要做的就是根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)和一定的方法去判斷該溶洞當(dāng)中是否存在著一定的充填物，如果可以確定沒有充填物的話，可以慢慢的把鉆具放至溶洞的底部，這樣就能夠測出整個(gè)溶洞的高度；高度測出來之后，就需要將鉆具拔出并加以導(dǎo)正，然后小心地往下鉆進(jìn)一段距離，確定沒有問題之后就可以進(jìn)行進(jìn)一步的處理；如果確定溶洞當(dāng)中有充填物的話，首先就需要加大沖洗液的量，然后采用慢掃探底的方法，測定出該溶洞的實(shí)際高度，然后再采用相應(yīng)的方法進(jìn)行處理。

（3）在那些層理比較發(fā)育的巖層當(dāng)中，鉆進(jìn)時(shí)對(duì)鉆孔的方向進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其盡量的垂直于整個(gè)巖石的層理面，而且在鉆進(jìn)的過程當(dāng)中，也要盡量的保持整個(gè)鉆孔是特別鋒利的，盡量選用一些低鉆壓和低轉(zhuǎn)速的工具進(jìn)行鉆進(jìn)。

（4）對(duì)于破碎的地層來說，所選用的相關(guān)規(guī)程參數(shù)要盡量小一些。

2.2坑內(nèi)鉆進(jìn)工藝因素控制

（1）在鉆進(jìn)那些更容易偏斜的地層時(shí)，可以選用沖擊回轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行鉆進(jìn)。（2）在選擇鉆頭時(shí)，要充分的考慮到地層的特征。（3）如果選用的是金剛鉆頭，則需要配備比較穩(wěn)定的側(cè)刃。

2.3鉆進(jìn)技術(shù)因素控制

2.3.1坑內(nèi)鉆探工程之前工作

（1）坑內(nèi)所使用的鉆機(jī)要保證是合格的。

（2）所有相關(guān)設(shè)備的安裝必須要保證穩(wěn)固和準(zhǔn)確。

（3）在進(jìn)行開孔的時(shí)候，鉆具連必須要保證平直。

2.3.2鉆進(jìn)工作

（1）如果需要換徑的話，首先需要清除孔底可能殘留的一些巖心，而且在換徑的時(shí)候也必須要采用同心導(dǎo)向鉆具對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)向。

（2）如果需要擴(kuò)徑時(shí)，則需要我們攜帶一些小徑的導(dǎo)正鉆具進(jìn)行，而且要確保它是足夠長的。

3　結(jié)語

本文主要是針對(duì)在地質(zhì)坑內(nèi)進(jìn)行鉆探的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)的鉆孔彎曲現(xiàn)象進(jìn)行了研究，首先分析了鉆孔之所以會(huì)發(fā)生彎曲的一些具體條件，以及發(fā)生彎曲的原因，然后在此基礎(chǔ)上從影響這方面的主要控制進(jìn)行了探討，并針對(duì)性的提出了一些預(yù)防措施。

［1］AFENI Thomas Busuyi，et al.Optimization of drilling and blasting operations inan open pitmine—the SOMAIR experi?ence.JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OFMINING& TECHNOLOGY.2009，19（6）.

［2］Khochman L；Hadjadj，et al.New methodology selection of drilling machines.JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OFminING&TECHNOLOGY.2006，（05）.

收稿：2016-06-10

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.004