坑內(nèi)鉆孔彎曲的各種因素與預防措施

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

坑內(nèi)鉆孔彎曲的各種因素與預防措施

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)合一些相關的技術因素，對預防坑內(nèi)鉆孔偏斜的一些比較有效的措施進行了討論，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，而且還利用相關的技術對附近區(qū)域做了比較好的控制和評價，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：

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

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

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

（4）會更加便于我們對周圍復雜形態(tài)的礦體進行有效的控制。因為在坑道內(nèi)鉆機能鉆任意方位0°～360°之間的鉆孔，因此，具有更多的靈活性；同時，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防措施。

我們在礦坑內(nèi)進行相應的鉆探施工時，整個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，往往會導致我們的實際鉆孔軸線出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象，不再沿著我們之前所設計的鉆孔軸線往下進行，也就是說會發(fā)生一定的坑內(nèi)彎曲，實際上，如果發(fā)生這種情況的話，就說明我們整個的鉆探工程質(zhì)量有所下降，而且彎曲的程度也是整個工程質(zhì)量優(yōu)劣的一個判斷標準。這種情況也會在一定程度上增加我們對于整個礦體進行評價時的計算難度；而且由于出現(xiàn)了這樣的鉆孔彎曲，所以很多時候孔壁也會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與拔出時候變得更加困難、甚至會發(fā)生鉆桿插斷的事故，大大的影響我們的鉆進效率。

1.1坑內(nèi)鉆孔彎曲的條件

（1）孔壁間隙。我們在進行坑內(nèi)鉆進的時候，為了能夠進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，在設計鉆頭的直徑時，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，而且在需要的時候還要對其進行擴壁操作，這樣就會產(chǎn)生相應的孔壁間隙。

（2）在施工的過程當中，一定會出現(xiàn)一些偏倒或彎曲的應力，這樣的應力就會為鉆孔的彎曲帶來條件，使它的偏離有了一定的動力。那么，我們在礦坑內(nèi)進行鉆進的時候，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鉆頭施加一個相應的軸向壓力，可能都會使其出現(xiàn)一定的傾倒或彎曲現(xiàn)象。

（3）對于鉆具來說，它在發(fā)生偏倒或彎曲的時候，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，它們實際上都是客觀存在著的，但是，這些并不一定會導致最終鉆孔的彎曲，那么鉆孔的彎曲還要取決于相應鉆具傾倒或彎曲是否具有一個比較穩(wěn)定的方向，尤其是對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。當我們在鉆進的過程當中遇到了一個相應的層角，巖層在各向異性這個系數(shù)方面就會變得更高，而且鉆孔可能出現(xiàn)的偏斜和彎曲現(xiàn)象也會變得更大。比如，在對一些軟硬交互的巖層進行鉆進的時候，如果我們所遇到的層角比它的臨界值還要小的話，這個時候整個鉆孔就需要以銳角的形式從軟巖直接鉆入到硬巖當中，所以鉆孔在這個過程當中就需要沿著硬巖的層面上來進行順層的移動，而相應的方位角就會出現(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，這個時候鉆進時的鉆孔就會發(fā)生頂層進的現(xiàn)象，而且整個鉆進的方位也會更加趨于和整個層面的走向為垂直的關系。

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

（3）技術因素。在進行鉆孔的開孔時，就可能會因為坑內(nèi)鉆機安裝時的基礎面本身就存在一定的不平整現(xiàn)象，而使得整個立軸的安裝不是特別合理，這樣也可能會引起鉆孔偏斜。

2　坑內(nèi)鉆孔彎曲預防措施

2.1地質(zhì)因素控制

2.1.1移動孔位法

移動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，首先應當先對鉆孔傾角進行預判，看其是上漂的還是下垂的，整個方位角出現(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

對于一般的情況而言，在對鉆孔進行原始設計的時候，通常會給出一個比較確定的鉆孔傾角和方位角，當原來設計當中所確定出來的傾角和方位角在實際施工的時候不能滿足我們的見礦需求時，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

（1）對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)驗和一定的方法去判斷該溶洞當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溶洞的高度；高度測出來之后，就需要將鉆具拔出并加以導正，然后小心地往下鉆進一段距離，確定沒有問題之后就可以進行進一步的處理；如果確定溶洞當中有充填物的話，首先就需要加大沖洗液的量，然后采用慢掃探底的方法，測定出該溶洞的實際高度，然后再采用相應的方法進行處理。

（3）在那些層理比較發(fā)育的巖層當中，鉆進時對鉆孔的方向進行設計時，應使其盡量的垂直于整個巖石的層理面，而且在鉆進的過程當中，也要盡量的保持整個鉆孔是特別鋒利的，盡量選用一些低鉆壓和低轉(zhuǎn)速的工具進行鉆進。

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

2.2坑內(nèi)鉆進工藝因素控制

（1）在鉆進那些更容易偏斜的地層時，可以選用沖擊回轉(zhuǎn)的方法進行鉆進。（2）在選擇鉆頭時，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鉆進技術因素控制

2.3.1坑內(nèi)鉆探工程之前工作

（1）坑內(nèi)所使用的鉆機要保證是合格的。

（2）所有相關設備的安裝必須要保證穩(wěn)固和準確。

（3）在進行開孔的時候，鉆具連必須要保證平直。

2.3.2鉆進工作

（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，而且在換徑的時候也必須要采用同心導向鉆具對其進行導向。

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

3　結(jié)語

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

［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