植物膠沖洗液在紫金山金礦排土場含金廢石勘探中的應用

摘 要：由于排土場中含金廢石組成比較復雜，粒度大小不均，孔壁不穩(wěn)定，采取率難以保證，傳統(tǒng)鉆探工藝難以達到施工要求，采用植物膠沖洗液較好的解決了鉆進中的難題。

關(guān)鍵詞：排土場含金廢石鉆探；植物膠沖洗液護壁；鉆探工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.103

1 工程概況

2011年我單位承接了紫金山金礦排土場含金廢石勘探任務，主要目的是查明排土場中含金廢石的數(shù)量、金的品位及分布特征，計算可回收利用含金廢石的礦石量和金屬量，為二次回收利用提供科學依據(jù)。勘查重點是紫金山金礦排土場420標高以上可利用部分，東西長約1000米，南北寬約600米，面積約0.6平方公里。設(shè)計鉆孔25個，鉆探工作量約2505.39米，最大鉆探深度約216.51米。排土場中含金廢石組成比較復雜，廢石粒度大小不均，由于排土過程自然重力分選，上部顆粒較細，下部顆粒粗大。

2 鉆探工藝

根據(jù)排土場廢石分布情況及地質(zhì)要求，上部顆粒較細，采用沖擊跟管鉆進；下部采用回轉(zhuǎn)鉆進、植物膠沖洗液護壁、單動雙管半合管取芯的鉆探工藝。當漏失嚴重時，用水泥球加惰性材料的方法進行封堵。

3 植物膠沖洗液配制及其配方的選定

3.1 植物膠沖洗液的配制

（1）注入適量清水，先把植物膠進行浸泡攪拌；

（2）加入提前攪拌好的水解聚丙烯酰胺漿液，在配制聚丙烯酰胺漿液時，應邊攪拌邊均勻撒入，防止結(jié)團；

（3）加入高粘型鈉羧甲基纖維素繼續(xù)攪拌；

（4）加入TS-302高效潤滑劑，充分攪拌后放入泥漿池便可使用。

3.2 配方的選定

經(jīng)多次試驗，確定以下配方：植物膠0.2-0.3%，水解聚丙烯酰胺0.05-0.1%，高粘型鈉羧甲基纖維素0.05-0.1%，TS-302高效潤滑劑0.3-0.5%

4 植物膠沖洗液的特性及護壁機理

4.1 配制原料的作用特性

（1）植物膠具有親水性、可溶性、粘結(jié)性、降失水性和流變性的特點；

（2）水解聚丙烯酰胺具有降失水性、增粘的特點；

（3）高粘型鈉羧甲基纖維素具有增粘和降失水的特點；

（4）TS-302高效潤滑劑，具有潤滑減阻的作用。

4.2 植物膠沖洗液特性

（1）植物膠沖洗液的密度較小，靜液柱的壓力偏低，孔底壓差也相應較小，所以對于鉆進效率的提高意義重大。

（2）植物膠沖洗液具有良好的粘性，失水量小，其本身所含有的高分子聚合物，對鉆具、孔壁、巖芯表面產(chǎn)生強烈吸附，形成一層牢固的薄膜，減小了鉆具與孔壁的摩擦，起到護芯穩(wěn)壁的作用。

（3）植物膠沖洗液具有良好的流變性，粘度、切力較大，提高了懸浮和攜帶巖粉巖屑的能力。

（4）潤滑性好，植物膠沖洗液具有潤滑減震的作用，能夠減小泵送壓力，減少鉆具的振動以及回轉(zhuǎn)阻力，減少對孔壁的破壞，并減少了鉆頭的磨損，降低了鉆探成本。

（5）提高了巖礦芯采取率，從而能夠提高地質(zhì)資料的真實性，較好的滿足地質(zhì)要求。

4.3 植物膠沖洗液的護壁機理

植物膠、水解聚丙烯酰胺和高粘型鈉羧甲基纖維素都是高分子聚合物，具有多種吸附基，眾多吸附基通過聯(lián)接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在孔壁和巖芯表面形成具有良好韌性的吸附膜，減小了鉆具與孔壁的摩擦阻力，起到了穩(wěn)定孔壁、保護巖芯的作用。其所含有的眾多水化基束縛住大量的自由水，降低了失水量，防止和減少孔壁的水化分散和膨脹，也有效的保護了孔壁。

5 植物膠沖洗液的應用效果及建議

該工程通過使用植物膠沖洗液，增強了孔壁的穩(wěn)固性，減少了孔內(nèi)事故，提高了鉆探效率，提高了巖礦芯的采取率，減少了對巖礦芯的擾動，較好的保持了原狀性，提高了地質(zhì)資料的真實性，滿足了地質(zhì)要求，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

根據(jù)現(xiàn)場使用經(jīng)驗來看，在利用植物膠沖洗液護孔鉆進時，會因為井壁吸附、漏失等現(xiàn)象而大量消耗，需及時補充，從而有效控制漿液性能，可配置2臺小型高速攪拌機，以提高沖洗液的制作效率，保證整個鉆進作用的高效、順利完成；沖洗液的含沙量總是居高不下，在現(xiàn)場除了配置循環(huán)系統(tǒng)，還要配置除砂器除砂，從而實現(xiàn)沖洗液的良好凈化，進一步提高鉆進的效率。同時，為了保證金的品位及分布特征等數(shù)據(jù)的可靠性，要及時做好巖砂粉的收集工作。

6 結(jié)束語

綜上所述，植物膠沖洗液在復雜地層鉆探中具有良好的應用效果：粘度適當、攜帶巖粉能力強、吸附膜強韌、失水量低、流變性與潤滑減阻性好、護壁能力強。該工程因是對金礦排土場含金廢石進行勘探，松散且漏失比其他復雜地層更嚴重，沖洗液消耗量大，致使鉆探成本較高，在今后的施工中還有待于進一步研究解決。

參考文獻：

[1]殷寶兵，黃留新.植物膠泥漿在復雜地層鉆進取心中的應用研究[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2013：10-14.

[2]王興龍，李錫，楊家亮.PW植物膠在個舊地區(qū)復雜地層鉆探泥漿中的推廣應用[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2014：644-647.

作者簡介：袁樹珍（1963-），男，福建龍巖人，助理工程師，主要從事：鉆探技術(shù)工作。