巖心鉆探燒鉆事故及預(yù)防措施分析

倫辛濤

（華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000）

巖心鉆探是對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘探時(shí)所應(yīng)用的一種技術(shù)形式，但是從實(shí)際操作上來看，巖心鉆探技術(shù)在使用的過程中會(huì)遇到外界多個(gè)因素的影響，在多個(gè)因素的干擾下對(duì)外界各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的辨別難度也會(huì)加大，在處理不恰當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)引發(fā)人員傷亡，引發(fā)損失更大的安全事故。在國家對(duì)礦產(chǎn)勘察工作要求的提升下，多個(gè)民營鉆探公司得到了快速的發(fā)展，但是各個(gè)鉆探公司的發(fā)展資質(zhì)高低不一，也無形中對(duì)鉆探現(xiàn)場安全管理留下了安全隱患。如何更好的防范巖心鉆探燒鉆事故成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。

1 巖心鉆探燒鉆事故發(fā)生之前的征兆分析

巖心鉆探燒鉆事故不是在一瞬間出現(xiàn)的，在事故發(fā)生之前，鉆進(jìn)工藝、鉆進(jìn)設(shè)備、鉆進(jìn)地層都會(huì)出現(xiàn)不同的征兆。第一，在軟土巖層鉆進(jìn)操作的時(shí)候鉆進(jìn)速度十分緩慢，在比較硬的巖層中很難完成鉆進(jìn)操作。第二，伴隨巖心鉆探燒鉆操作的進(jìn)行，鉆具孔底負(fù)荷也會(huì)不斷增大，隨著負(fù)荷增加的還有鉆機(jī)動(dòng)力和扭矩。在鉆機(jī)扭力表扭矩增大的情況下，驅(qū)動(dòng)機(jī)鉆機(jī)柴油機(jī)聲音和平時(shí)工作的聲音會(huì)出現(xiàn)比較大的差距。第三，在沖洗液循環(huán)管路發(fā)生堵塞之后，孔口沖洗液的出流量就會(huì)減少，與之相關(guān)的泥沙漿泵泵壓也會(huì)增大，在泵壓負(fù)荷增大時(shí)候驅(qū)動(dòng)泥漿泵的柴油機(jī)聲音和平時(shí)工作的聲音就會(huì)出現(xiàn)差距。在夜間工作的時(shí)候如果照明發(fā)動(dòng)機(jī)和泥漿泵共同運(yùn)作，伴隨電壓的變壓照明設(shè)施也會(huì)變得不穩(wěn)定。第四，在鉆桿出現(xiàn)泄漏或者吸水管不吸水的時(shí)候泥漿泵的負(fù)荷不會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，驅(qū)動(dòng)泥漿泵柴油機(jī)也不會(huì)出現(xiàn)異常。但是伴隨燒鉆工作的深入進(jìn)行，鉆機(jī)扭力表的扭矩也會(huì)不斷增大，驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)柴油機(jī)聲音發(fā)生變化，排氣孔出現(xiàn)嚴(yán)重的冒煙現(xiàn)象。

2 巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因分析

巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的一個(gè)重要原因是在鉆進(jìn)操作到時(shí)候孔底部出現(xiàn)了斷水問題，伴隨斷水問題出現(xiàn)的是沖洗液量的缺乏，在無法冷卻鉆頭高溫的情況下引發(fā)巖心鉆探燒鉆事故。巖心鉆探燒鉆事故在發(fā)生的時(shí)候一般需要滿足三個(gè)條件，一個(gè)是鉆具在孔底冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生問題，第二個(gè)是鉆具鉆洞速度比較快，第三個(gè)是鉆具在孔內(nèi)鉆動(dòng)時(shí)間比較長，由此引發(fā)了事故。

巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因一般分為直接原因和間接原因兩種。第一，直接原因。①泥沙漿水泵不上水。②泵量、泵壓比較小，無法及時(shí)排除孔底塵沙巖粉，鉆頭底部水路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞的問題。③鉆桿接頭和管壁出現(xiàn)了泄漏問題，沖洗液無法在第一時(shí)間及時(shí)到達(dá)孔底，最終會(huì)引發(fā)堵塞。④鉆頭底出刃、鉆具、孔隙環(huán)狀間隙比較小，鉆具在高速度、長時(shí)間使用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)磨損問題。第二，間接原因。①操作人員工作素養(yǎng)不高，在下站之前沒有對(duì)吸水管、水龍頭、鉆具、鉆桿的表面進(jìn)行檢查和沖洗。②在鉆進(jìn)操作的時(shí)候沒有對(duì)異常情況進(jìn)行分析和總結(jié)。③工作人員不能夠正確判斷燒鉆之前的征兆，就算發(fā)現(xiàn)了巖心鉆探燒鉆事故，也往往是不懂得如何有效處理。

3 巖心鉆探燒鉆事故的預(yù)防

3.1 強(qiáng)化對(duì)安全事故的綜合排查

對(duì)鉆探工作進(jìn)行深入的排查是有效規(guī)避事故的一個(gè)重要關(guān)鍵，在排查各類事故的時(shí)候可以選擇應(yīng)用安全檢查表法，根據(jù)不同巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因制定出設(shè)備安全檢查表，特別是要對(duì)開孔安全問題進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，通過必要的檢查驗(yàn)收來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用不符合規(guī)定的問題，根據(jù)問題來提出有針對(duì)的綜合治理方案。

3.2 在鉆探工作中引入市場準(zhǔn)入機(jī)制

民營企業(yè)在開展鉆探工作的時(shí)候會(huì)遇到比較多的問題，為了能夠規(guī)范鉆探工作的開展需要加快打造嚴(yán)格的鉆探工作監(jiān)督準(zhǔn)入機(jī)制，在制度的約束和規(guī)范下對(duì)承包鉆探施工的組織機(jī)構(gòu)、單位進(jìn)行審查。

3.3 打造嚴(yán)格的操作規(guī)范

在鉆探操作管理的過程中需要在各個(gè)崗位打造出相應(yīng)的安全技術(shù)操作規(guī)范，并按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)操作人員實(shí)施嚴(yán)格管理，即要求其在進(jìn)入到施工現(xiàn)場的時(shí)候佩戴安全帽，在機(jī)械運(yùn)作的時(shí)候不能夠應(yīng)用身體來觸碰機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。

3.4 打造安全管理基本性工作

在鉆探施工過程中需要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)制定出相應(yīng)的安全管理制度，明確各個(gè)部門管理設(shè)備的權(quán)責(zé)關(guān)系，在發(fā)生事故之后能夠在第一時(shí)間將事故責(zé)任歸結(jié)到個(gè)人身上。同時(shí)，在開展巖心鉆探施工的時(shí)候還需要定期對(duì)施工人員開展必要的培訓(xùn)，嚴(yán)格要求他們持證上崗。

4 巖心鉆探燒鉆事故的處理

4.1 輕微巖心鉆探燒鉆事故的處理

某地區(qū)礦產(chǎn)施工工地在施工的時(shí)候?qū)@孔設(shè)計(jì)深度設(shè)定為300m，在施工現(xiàn)場應(yīng)用XB1000A鉆機(jī)、CMC無固相沖洗液沖洗。

在鉆進(jìn)深度為280m的時(shí)候鉆內(nèi)巖粉厚度為0.2m。操作人員為了追趕進(jìn)度實(shí)施了開水回鉆處理，由此導(dǎo)致送水量減少，無法有效冷卻鉆頭，在交接班之前的15分鐘出現(xiàn)了事故。在出現(xiàn)這類事故之后工作人員在第一時(shí)間對(duì)事故鉆具進(jìn)行強(qiáng)拉硬頂處理，持續(xù)時(shí)間為半個(gè)小時(shí)。在試車的時(shí)候鉆具被完全提出，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)被提出的鉆具、鉆頭沒有出現(xiàn)變形，巖心呈現(xiàn)出灰白色。之后通過錘擊的方式將鉆頭從內(nèi)測取出。

4.2 完整地層巖心鉆探燒鉆事故的處理

對(duì)于地層穩(wěn)定、孔內(nèi)干凈、巖粉厚度低于0.3m的巖心鉆探燒鉆事故，要提前浸泡鉆具，通過浸泡鉆具讓其燒結(jié)部位變得柔軟。某地區(qū)巖心鉆探操作中受施工人員職業(yè)素養(yǎng)較低的影響水泵吸水管沒有完全漏出表面，鉆具也沒有離開孔底，在孔深為210m的時(shí)候出現(xiàn)了燒鉆事故。在經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)鋼絲繩已經(jīng)被拉斷，鉆具沒有拉動(dòng)，在重新安裝鋼絲繩的兩個(gè)小時(shí)或?qū)︿摻z繩進(jìn)行頂、拉和扭強(qiáng)行處理，最終鉆具慢慢脫離孔底，在鉆具距離孔底1m的時(shí)候能實(shí)現(xiàn)自由活動(dòng)。在將鉆具脫離鉆孔底部之后鉆頭體不會(huì)出現(xiàn)明顯的變形，金剛石胎體底唇面也會(huì)出現(xiàn)鉆頭體，胎體內(nèi)部會(huì)呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀。

4.3 復(fù)雜地層的燒鉆事故

沖洗液為泥漿，孔隙內(nèi)部的地層結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，燒鉆之后鉆頭和巖石會(huì)燒結(jié)成一個(gè)整體，巖粉會(huì)沉淀在鉆桿和孔壁環(huán)狀比較小的縫隙內(nèi)，泥漿在孔壁上所形成的泥皮會(huì)對(duì)鉆具產(chǎn)生一定的吸附作用，這類事故可以判定為一種復(fù)雜的燒鉆事故。考慮到孔隙內(nèi)部的復(fù)雜和不可預(yù)估，在停留較長的時(shí)間之后會(huì)加劇事故的危害性。某礦區(qū)為斷裂構(gòu)造，巖石硬、脆、碎，地層上部分為黃土夾硬碎試塊，構(gòu)造層內(nèi)部擁有比較多的填充物，在遇水之后會(huì)出現(xiàn)塌陷。在鉆孔深度達(dá)到423m的時(shí)候，水泵工作出現(xiàn)了異常情況，水量縮小，在水量縮小之后無法起到冷卻鉆頭的作用。同時(shí)，在鉆頭無法冷卻之后施工人員沒有停戰(zhàn)檢修，強(qiáng)行鉆進(jìn)之后出現(xiàn)了燒鉆事故。

對(duì)于這類事故采取升降機(jī)提拉、千斤頂提拉往往達(dá)不到理想的效果，在具體操作的時(shí)候需要先返回鉆桿和異徑接頭，之后應(yīng)用套取、劈、透、磨的方式來進(jìn)行處理，具體處理步驟如下：第一，反。應(yīng)用反絲錐反出所有的鉆桿。第二，撈。應(yīng)用打撈器的打撈頭和鉆桿接手焊接，撈出內(nèi)管總成，并在操作的時(shí)候避免使用打撈器直接打撈操作，因?yàn)槿绻扇≈苯哟驌频姆绞綍?huì)加大負(fù)荷，在承載力較大的情況下鋼絲繩會(huì)出現(xiàn)斷開問題，最終會(huì)引發(fā)二次事故。第三，消滅巖心管。加工帶導(dǎo)向器的環(huán)狀切鐵鉆頭要應(yīng)用絲扣進(jìn)行連接。在鉆探操作的時(shí)候需要注意鉆探速度不能夠過快，同時(shí)，打眼時(shí)間不能夠過長。第四，撈。應(yīng)用公絲錐進(jìn)行打撈操作，在擰絲錐的時(shí)候要反復(fù)輕轉(zhuǎn)，不能夠擰死，在上頂?shù)臅r(shí)候需要對(duì)液壓嚴(yán)格控制。第五，吸。對(duì)打撈鉆頭進(jìn)行加工處理，將磁鐵放入到舊有的鉆頭內(nèi)部，并應(yīng)用3mm厚度的鋼板在其底部進(jìn)行封堵處理，鉆頭上留出兩個(gè)小孔，留有小孔的目的是方便沖洗液流入和流出，并在一系列操作之后取出孔隙內(nèi)部的礦石。

5 結(jié)語

綜上所述，巖心鉆探燒鉆事故的發(fā)生嚴(yán)重危害了鉆探工作的深入發(fā)展，甚至還會(huì)引發(fā)人身安全事故。為此，需要相關(guān)人員能夠根據(jù)燒鉆事故出現(xiàn)的征兆、原因，并結(jié)合鉆探孔隙顳部情況、地層情況來規(guī)范操作。

需要注意的是，在操作中所應(yīng)用的鉆具不能夠隨意擺放，并在使用之后要做好清潔工作，在發(fā)現(xiàn)燒鉆征兆的時(shí)候要立刻對(duì)其進(jìn)行處理，從而為鉆探工作的深入發(fā)展提供有力的支持。