黃金洞金礦鉆孔彎曲規律研究與防治措施

許立志，陳曉峰，王 強，馮 衛

（湖南省核工業地質局三一一大隊，湖南 岳陽 414100）

黃金洞金礦鉆孔彎曲規律研究與防治措施

許立志，陳曉峰，王 強，馮 衛

（湖南省核工業地質局三一一大隊，湖南 岳陽 414100）

文章分析黃金洞金礦礦區的鉆孔彎曲情況及原因，總結該礦區的鉆孔彎曲規律及特點，介紹該礦區采用大口徑鉆進和其它防斜措施相結合的綜合防治方法取得的效果，并對其機理進行了探討。

鉆孔彎曲；鉆孔彎曲；規律；防治

1 礦區地質

區內巖性為粉砂質板巖、綠泥石絹云母板巖、變質長石石英砂巖、變質凝灰質粉砂巖、變質細砂巖、絹云母板巖等。礦物粒度一般在0.01～0.6mm之間，屬中研磨性和弱研磨性地層，可鉆性8級，石英脈高達11級。各層之間軟硬變化較大，但層內變化小。地層傾向近北北東、北北西，巖層傾角50°～70°。該礦區勘探間距80m，勘探線方位為0°，鉆孔設計為90°直孔，按照《地質巖心鉆探規程》（DZ/T0227-2010）規定在直孔施工中每100m頂角偏斜不超過2°。

2 鉆孔彎曲規律及原因

2.1 鉆孔彎曲規律

通過對礦區楊山莊、泥灣、深坳里、鳳形窩等區域施工鉆孔彎曲情況統計，各施工區域鉆孔彎曲的程度有一定差異，但鉆孔的彎曲規律都是“頂層進”，朝著西南方向200°左右偏斜。

2.2 鉆孔彎曲原因分析

（1）地層及構造因素。黃金洞金礦區地層產狀較陡，變化較大，巖層傾角50°～60°。粉砂質板巖、綠泥石絹云母板巖、變質長石石英砂巖、變質凝灰質粉砂巖、變質細砂巖、絹云母板巖各層之間軟硬變化較大，巖層構造、層理、節理比較發育，軟硬互層變化頻繁，是造成鉆孔彎曲的主要原因。

（2）工藝技術因素。鉆孔彎曲受如下因素影響：①設備安裝質量是機臺容易忽視的問題，往往因鉆機機坪不平或填土過多、鉆機安裝不平整、天車，立軸，孔口不在一條直線，造成鉆孔開孔彎曲；②鉆孔口徑級數越多，換徑次數越多孔斜概率就越大。另外換徑時不使用帶導正的鉆具或使用的導正鉆具與變徑鉆進鉆具不同心都容易造成鉆孔孔斜；③鉆壓、轉速選擇不合理，以及沖洗液潤滑效果差，孔底巖粉排不干凈，地層破碎時出現掉塊，若操作不當則容易導致孔斜。鉆進時盲目追求進尺，鉆壓過大是導致鉆孔彎曲的主要原因；④該礦區鉆孔上部采用小口徑鉆具鉆進容易導致鉆孔彎曲。礦區ZK1604孔￠110mm口徑開孔鉆進至20m，換徑S95繩索取心金剛石鉆進至60.5m，換S75繩索取心金剛石鉆進，100m偏斜3.10°，200m偏斜5.99°。ZK11002孔￠110mm開孔鉆進16m，換徑S95繩索取心金剛石鉆進至27m，換S75繩索取心金剛石鉆進，100m偏斜2.02°，200m偏斜14.10°。

3 鉆孔彎曲的防治

3.1 鉆孔彎曲防治措施

工作中要做好一系列措施防治鉆孔彎曲，具體有：①嚴把開孔驗收關。做到“一平，一條線”即鉆機安裝平穩，天車、立軸、孔口一條線；②開孔采用金剛石鉆進，參數選用低鉆壓較高轉速；盡量簡化鉆孔結構，減少換徑次數，換徑時必須帶導正；③嚴格控制鉆進工藝參數：鉆壓8-9KN，轉數600～1100r/min，泵量60～80L/min。泥漿參數：粘度19～20s，密度1.2g/cm3，慮失量15mL/ min，pH值7～8，泥餅厚度0.5mm；④采用初級定向和大口徑繩索取心鉆進。

3.2 鉆孔彎曲防治效果

（1）采用初級定向鉆進。ZK2002，ZK1202兩孔，根據所掌握的鉆孔偏斜規律，采取反向壓角度的初級定向方法鉆進，鉆孔彎曲規律是往西南方向偏斜，均采用往北東方向壓角度1.5°，采用￠110mm電鍍金剛石鉆頭開孔，分別鉆進至12m和9m，換徑S95mm繩索取心金剛石分別鉆進至35m和30m，換S75繩索取心金剛石鉆進至終孔，鉆孔彎曲情況見表1。

表1 采用反向壓角度方法施工測斜數據

（2）采用S95繩索取心鉆進。ZK1604，ZK2402兩孔，采用￠130mm鉆具按設計傾角開孔，分別鉆進至45m和31m，換徑￠110mm鉆具鉆進分別至153m和122m，換S95繩索取心金剛石鉆進至終孔，鉆孔彎曲情況見表2。

表2 采用S95繩索取心鉆具施工測斜數據

3.3 防治效果分析

從表1、表2可看出：①采用初級定向鉆進施工沒有達到預期目的，開始鉆孔軌跡順著所壓角度方向北東方向偏斜，基本在60m左右又開始往東南方向偏斜，最后方位將保持在西南方向，如果繼續鉆進，到達一定孔深后斷鉆桿事故頻繁，該方法在該礦區不理想；②采用S95大口徑繩鉆鉆具鉆進，取得了較好的防斜效果，提高了鉆孔合格率，試驗的兩個鉆孔均達到設計要求；提高了鉆進效率，之前礦區鉆進的最高鉆月效率為270m/月，采用S95大口徑繩鉆鉆具鉆進后鉆月效率提高到470m/月。采用S95大口徑繩鉆鉆具鉆進，降低了糾斜所帶來的高成本投入，加快了施工進度，同時也降低了工人勞動強度。

采用大口徑鉆具鉆進方法防斜，實踐證明是可行性，能取得較好的防斜效果，其主要原因在于：①鉆具的剛性增強，S95繩鉆鉆具比S75繩鉆鉆具的剛性強，鉆進過程中鉆具不容易彎曲，達到防斜效果；②S95繩鉆鉆進工藝參數較S75繩鉆鉆進平穩合理，鉆進過程中可以防止鉆孔彎曲。

4 結束語

針對黃金洞金礦的強造斜地層，由于鉆孔彎曲強度大，采用初級定向鉆進，很難達到預期目的。采用大口徑鉆進和其它防斜措施相結合的綜合防治方法，經過實踐證明效果明顯，降低了因鉆孔彎曲糾斜或事故所帶來的高成本投入和風險，同時還提高鉆進效率、降低了工人勞動強度。

[1]田敏,楊建新.小秦嶺金礦田孔斜問題的研究與探討[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2003,(S1):330-331.

[2]周勁輝,鄢泰寧,屠厚澤.識別所鉆地層的人工神經網絡法應用[J].地球科學,2000,(6):642-646.

P634.2

A

2096-2789（2016）11-0115-02