彬長礦區大佛寺礦井井筒檢查鉆孔工程鉆探施工工藝及技術要求

張 萌，賈文凱，劉西鋒

（陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005）

大佛寺礦井位于陜西彬長礦區南部，地處彬縣、長武縣接壤地帶，行政區劃隸屬彬縣、長武縣管轄。全礦井東西長約15km，南北寬約5.8km，面積約77.8km2。礦井設計生產能力8.0Mt/a,采用斜井立井混合開拓方式。為了滿足生產需要，大佛寺礦擬在新增的進、回風井工業場地井筒中心布置J1、J2兩個井筒檢查鉆孔[1]。

1 井筒地質特征

（1）地層。本次施工J1、J2井筒檢查孔揭露的地層齊全。地層從老到新依次有：侏羅系中統延安組（J2y）、直羅組（J2z）、安定組（J2a），白堊系下統宜君組（K1y）、洛河組（K1l），第四系全新統（Q4）地層[2]。

（2）構造。大佛寺礦井地層走向近東西，總體傾向北，產狀的變化與褶曲有關。含礦層傾角一般3°～5°，僅在礦井北部安化向斜南翼與祁家背斜北翼之間傾角較大，一般17°～21°。

（3）礦層。礦井含 地層為侏羅系中統延安組，可采層3層，分別為4上1、4上、4號礦層，礦層結構簡單，全區可采。

2 鉆探施工工藝

（1）鉆探方法。根據礦區的巖性特點，結合現有技術裝備，采用機械巖芯鉆探和正循環回轉鉆進工藝，選用硬質合金平口鉆頭或金剛石復合片鉆頭。

（2）施工設備。鉆機：為滿足本次施工鉆孔孔徑的要求，選用一臺XY- 2000型液壓鉆機。泥漿泵：采用NBB-250/60型往復式泥漿泵。動力機：采用4135-80HP型柴油機。鉆塔：采用AJ17型17m“A”字形鉆塔。

（3）鉆探鉆具。鉆頭：開孔采用直徑146mm硬質合金平口鉆頭；第四系砂礫石及基巖段采用直徑113mm金剛石復合片鉆頭，礦層及頂底板采用直徑98mm單動雙管金剛石復合片鉆頭。鉆桿：采用直徑60mm鉆桿。取心工具：松散層段每鉆進5m采用直徑108mm的標罐取原狀土樣化驗。基巖段采用單管工具取心鉆進，礦層及頂底板采用單動雙管設備取心鉆進。

（4）鉆孔沖洗液及護壁。第四系黃土層：采用清水孔內自然造漿或配置優質泥漿鉆進，防止坍塌、埋鉆[4]。

礦層鉆進：采用PHP-PAN不分散低固相泥漿鉆進。配方為：清水1m3+優質膨潤土3-4%+Na2CO30.1-0.3%攪拌制成原漿+PHP(水解度30%)100-150ppm+PAN100-150ppm攪拌均勻；性能指標：比重1.03g/cm3，粘度25s，含砂量小于0.2%，失水量10-20ml/30min，PH=7.5-9。根據地層適時調節。

沖洗液的維護、管理和凈化：使用優質化學沖洗液，必須切實做好沖洗液的維護與管理工作，否則孔內條件將會急驟惡化，鉆進困難，成本上升，造成事倍功半的后果，本次采取了以下措施：①鉆機設專職沖洗液管理員（副機長兼），負責對沖洗液的配制、測試和調整。②采用泥漿攪拌機把粘土和泥漿處理劑攪拌均勻，保持沖洗液清凈。③泥漿循環槽長度不低于15m，巖粉沉淀箱（池）不少于2個，并及時清渣和更換泥漿。④對處理劑要科學保管，合理使用，防止失效變質。⑤采用除砂、除泥器凈化泥漿。

（5）鉆進操作要求。鉆進過程中應嚴格按照設計及有關規程進行操作。施工作業部門應根據礦區地層特點、施工工期以及鉆孔井斜等要求及時做好技術保障工作，提高鉆探效率。

3 鉆孔工程技術要求

孔徑要求：井筒檢查孔的直徑不小于89mm，基巖抽水段的孔徑不小于108mm，檢查鉆孔的深度和層位要嚴格按照設計施工。

采礦中心采取率要求：檢查鉆孔應全孔取心，并采用物探測井法核定層位，其采取率在沖積層和基巖中不小于75%，在礦層破碎，軟弱夾層中，不宜小于60%，巖心必須編號、拍攝、裝箱保存。

樣品采集工作：在檢查鉆孔穿過的巖層中，每層應采取一個樣品，進行物理性能測定。

數目，對可采礦層，其頂板和底板應單獨取樣。

孔斜要求：檢查鉆孔的傾角和方位角，每鉆進20—30m，應測定一次，鉆孔偏斜率應小于或等于1.5%。

力學性質實驗：鉆孔通過的各類巖層，應根據施工需要進行物理力學性能試驗，其試驗測定的項目應包括下列內容：①沙層：顆粒成分、濕度、容量、密度、空隙度、滲透系數、內摩擦角。②土層：容重、密度、濕度、孔隙度、內摩擦角、可塑性、內聚力、抗壓強度、膨脹性。③接近細砂、粉砂層的亞粘土和輕亞粘土層的顆粒分析和不均勻系數。④其他巖層包括容重、內摩擦角、抗壓強度、抗剪強度泊松比。⑤對第四系黃土(Q1-Q3)孔隙潛水含水層、白堊系下統宜君+洛河組(K1l+K1y)沙礫巖裂隙含水層以及侏羅系直羅組和延安組(J2z+J2y)碎屑巖層間承壓含水層段進行抽水試驗，抽水試驗水位降低不宜少于3次，穩定時間不應少于8 h，每次降距宜相等，當條件困難時，每次降距不應小于1m。每次抽水的最后一次水位降低時，應采取水質分析樣，同時測定水溫和氣溫[5]。

4 結語

通過該項目的施工，對井筒檢查鉆孔的鉆探工藝及技術特點有了更進一步的認識，取得了寶貴的經驗。同樣在施工過程中也存在著許多問題。現分述如下。

（1）前期由于對施工難度認識不足，鉆進速度過快導致孔斜增加，同時未及時對鉆孔進行定點測斜而造成廢孔。

（2）鉆遇不同地層時，應及時根據地層特點調節鉆井液性能，預防卡鉆、掉塊等現象的發生，提高鉆進效率。