礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故預(yù)防與處理研究

摘 要：針對(duì)礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故相關(guān)內(nèi)容，做了簡(jiǎn)單的論述，提出了事故預(yù)防以及處理的策略。若能夠做好事故預(yù)防和及時(shí)處理，能夠最大程度上減少事故的發(fā)生或者損失，避免出現(xiàn)重大事故?；诖耍疃确治鋈绾晤A(yù)防和管控鉆探孔內(nèi)事故的手段，有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：礦山；地質(zhì)鉆探；孔內(nèi)事故；預(yù)防

中圖分類號(hào)：P634.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0171-02

現(xiàn)階段，各類新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得礦山地質(zhì)鉆探工作水平得以有效提升，而鉆孔深度不斷加深，地層也更加復(fù)雜，極易引發(fā)各類孔內(nèi)事故。若發(fā)生此類事故，不僅會(huì)影響作業(yè)進(jìn)度，還會(huì)消耗大量的資源，部分孔內(nèi)事故需要多次處理，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍叨戎匾暣祟悊栴}，采取有效的預(yù)防和處理措施。

1 礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故技術(shù)性原因

從技術(shù)角度來說，事故的發(fā)生，主要原因如下：①地質(zhì)鉆孔深度不斷加深，應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大，中深孔比例逐漸變大。深部地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，極易受到地應(yīng)力和低溫因素的影響，尤其是高原地區(qū)，增加了事故發(fā)生的隱患。②鉆孔深度不斷增加，或者鉆探地層復(fù)雜，增加入套管級(jí)數(shù)量，鉆孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了孔內(nèi)處理的成本。③鉆孔作業(yè)使用的多為新設(shè)備，當(dāng)發(fā)生鉆具事故時(shí)，由于缺少針對(duì)性事故處理工具，增加了處理的難度。④雖然出現(xiàn)了諸多新的事故處理器，包括事故探查儀器和套管開窗工具等，事故處理手段更加豐富，但存在著一定的局限性，應(yīng)用于小口徑巖心鉆探作業(yè)中，還需要一定的時(shí)間。

2 礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故種類梳理

對(duì)常見的礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故，進(jìn)行如下梳理：

2.1 鉆具事故

此類事故主要包括以下內(nèi)容：①鉆具折斷。在地質(zhì)鉆探作業(yè)中，使用的各類鉆具，比如鉆桿和巖心管等，極易出現(xiàn)折斷或者脫落等事故。②鉆具刺裂。作業(yè)的過程中，使用的高壓循環(huán)沖洗液，其極易刺裂或者刺漏鉆桿或者其他作業(yè)工具，出現(xiàn)孔內(nèi)事故。③跑鉆。下鉆期間，因?yàn)闄C(jī)械失靈或者操作不當(dāng)?shù)?，極易使得鉆具掉入到鉆孔內(nèi)部，引發(fā)鉆孔事故。④鉆頭事故。在鉆進(jìn)作業(yè)中，鉆頭常見事故包括掉落或者部件脫落等。

2.2 卡鉆事故

由于孔壁掉塊或者鍵槽等，使得孔內(nèi)部鉆具回轉(zhuǎn)以及提升降落受到阻礙，出現(xiàn)的鉆孔事故。具體如下：①坍塌掉塊卡鉆。因?yàn)榈貙铀缮?、破碎，或者由于沖洗液性能不高等，使得孔壁出現(xiàn)坍塌和掉塊的情況，引發(fā)卡鉆事故。②吸附卡鉆。受到?jīng)_洗液柱壓力以及地層孔隙壓力因素的影響，加之孔壁泥皮發(fā)揮著媒介作用，使得鉆具和孔壁局部出現(xiàn)吸附，造成卡鉆事故。③縮徑卡鉆。鉆探作業(yè)中，遇到水膨脹底層或者地層滲透性較強(qiáng)等情況，極易出現(xiàn)卡鉆事故。

2.3 埋鉆事故

在鉆孔的底部，粗徑鉆具極易被巖粉和鉆屑等埋住，使得正常鉆進(jìn)作業(yè)參數(shù)下，出現(xiàn)無法轉(zhuǎn)動(dòng)或者提升等故障。一般來說，此類事故具體有坍塌埋鉆和沉渣埋鉆等情況。

2.4 燒鉆事故

開展鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，由于孔底沖洗無法暢通循環(huán)，鉆頭冷卻不好，巖粉沒有及時(shí)被排出，使得鉆頭和孔底、巖心和巖粉相互摩擦產(chǎn)生高溫，使得鉆頭和空地巖層燒結(jié)形成一體，造成鉆具無法提動(dòng)或者回轉(zhuǎn)故障。

3 礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故預(yù)防和處理措施

3.1 貫徹預(yù)防為主的理念

為實(shí)現(xiàn)礦山地質(zhì)鉆探孔內(nèi)事故的有效預(yù)防，要始終貫徹預(yù)防為主的理念。在具體工作中，鉆探施工人員必須遵守技術(shù)操作規(guī)程，不可違章操作。強(qiáng)化機(jī)臺(tái)生產(chǎn)技術(shù)管理，構(gòu)建完善的崗位責(zé)任制度和交接班制度等。落實(shí)安全檢查制度和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度。開孔作業(yè)前，要依據(jù)地質(zhì)技術(shù)設(shè)計(jì)書相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)本鉆孔埋深柱狀圖，結(jié)合完工鉆孔具體情況，預(yù)測(cè)施工作業(yè)可能會(huì)出現(xiàn)的孔內(nèi)事故，制定科學(xué)的鉆孔結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)方法等技術(shù)措施。開展鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，要注重檢查機(jī)臺(tái)機(jī)器運(yùn)行的狀態(tài)，重點(diǎn)檢查儀表指示情況以及沖洗液回流情況等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，采取有效的處理措施[1]。除此之外，要檢查設(shè)備以及鉆具的情況，包括工作性能以及磨損情況等，及時(shí)替換新的工具。若開展復(fù)雜地層鉆探作業(yè)，要結(jié)合地層變化具體情況，優(yōu)化施工方案，運(yùn)用對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施和手段等，確保鉆進(jìn)作業(yè)的安全性。

3.2 落實(shí)孔內(nèi)事故預(yù)防措施

3.2.1 做好鉆具檢查

鉆具事故是礦山地質(zhì)鉆探作業(yè)常見的孔內(nèi)事故，為避免其出現(xiàn)，要保證鉆具的性能。若鉆具存在著性能問題，極易引發(fā)孔內(nèi)事故?；诖?，開展鉆進(jìn)作業(yè)，要做好相應(yīng)的檢查。對(duì)鉆具開展的檢查，具體如下：①鉆探前檢查；②鉆具升降檢查；③鉆具加尺檢查；④事故處理后的性能檢查。按照鉆具外徑磨損不達(dá)標(biāo)不下標(biāo)準(zhǔn)、鉆桿絲扣未達(dá)標(biāo)不下標(biāo)準(zhǔn)、鉆具彎曲超限不下標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行檢查工作。鉆具使用環(huán)節(jié)，要做好備用鉆具準(zhǔn)備和交接準(zhǔn)備工作[2]。

3.2.2 調(diào)節(jié)泥漿性能

開展鉆探作業(yè)，為保證鉆探的質(zhì)量，要做好泥漿性能的把控。使用的泥漿材料，其粘度和比重等，都必須達(dá)到相應(yīng)的要求。若使用聚丙烯酰胺或同類產(chǎn)品，要做好預(yù)制水解工作，添加一定的氫氧化鈉，保證水解度處于30%左右。配制沖洗液時(shí)，要考慮到地質(zhì)因素和地層因素等，確保性能的可靠性。若泥漿粘度不高，則難以帶出鉆孔內(nèi)部的巖石碎屑。若酸堿度過高，則會(huì)影響PAN以及PAM等的水解效果，極易引發(fā)縮徑問題或造漿問題[3]。因此，要做好嚴(yán)格把控。

3.2.3 做好事故的判斷

通常來說，依據(jù)部分異常情況，能夠判斷孔內(nèi)事故。在作業(yè)的過程中，若出現(xiàn)鉆具回轉(zhuǎn)變輕情況或不進(jìn)尺情況等，極有可能是發(fā)生鉆具斷脫事故。因此，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的過程中，要注重觀察和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，判斷孔內(nèi)事故的發(fā)生情況，及時(shí)采取有效的處理措施。

3.3 采取針對(duì)性處理措施

若出現(xiàn)孔內(nèi)事故，要按照事故處理流程和原則，采取針對(duì)性處理措施，及時(shí)做好問題的防范。現(xiàn)結(jié)合常見故障分析事故處理措施：

3.3.1 縮徑卡鉆

對(duì)此類事故，要做好以下防范措施：①作業(yè)時(shí)盡量避開縮徑泥巖層。定位縮徑泥巖層所處區(qū)域，運(yùn)用開分支孔法避開。②做好鉆頭和參數(shù)的選擇把控。③使用合適的鉆具組合。④強(qiáng)化沖孔作業(yè)和掃孔作業(yè)。⑤制定日常情況處理方案。若發(fā)生縮徑卡鉆事故，可采取以下處理措施：①?gòu)?qiáng)力活動(dòng)鉆具。事故初期，采用強(qiáng)力起拔+回轉(zhuǎn)工藝，進(jìn)行解卡操作。選擇活動(dòng)鉆具方案時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況，若起鉆時(shí)出現(xiàn)卡鉆情況，則需要多提并且配合強(qiáng)扭。若活動(dòng)多次，沒有解卡，則更換處理措施，避免強(qiáng)干、蠻干。②采掘打撈。應(yīng)用其他方法無效，嘗試采取采掘打撈的方法，定位事故鉆具，留到后期，利用煤層開采或者巷道掘進(jìn)方式，取出鉆具[4]。

3.3.2 鉆具斷落

對(duì)鉆具斷落事故的預(yù)防和處理，要明確事故的原因，采取相應(yīng)的措施。一般來說，多采取以下預(yù)防措施：①做好鉆具的養(yǎng)護(hù)和管理。鉆探現(xiàn)場(chǎng)的鉆具，要放置在管架臺(tái)上，避免被水分或者泥土等銹蝕。不適用的鉆具，為其佩戴護(hù)箍，避免碰傷。長(zhǎng)期存放的鉆具，要采取防腐措施。②定期檢查鉆具，重點(diǎn)檢查接頭位置。③正確使用鉆具。若發(fā)生鉆具斷落事故，可采取以下方法：①公錐打撈。使用的公錐，其螺紋表面硬度照比鋼材硬度大，受到擠壓力的影響，強(qiáng)行功扣，將落雨和鉆具相互連接，進(jìn)而取出鉆具。②母錐打撈。當(dāng)魚頭內(nèi)徑過小或者上下沒有磁鉆桿等情況，使用母錐打撈法，開展打撈作業(yè)。③套銑打撈。采取局部套銑的方式，打撈鉆具[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，礦山地質(zhì)鉆探過程中，極易出現(xiàn)孔內(nèi)事故。為避免其發(fā)生，要做好預(yù)防措施。要貫徹預(yù)防為主的理念，落實(shí)孔內(nèi)事故預(yù)防措施。若發(fā)生孔內(nèi)事故，結(jié)合事故類型，選擇相應(yīng)的處理措施。

參考文獻(xiàn)

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[3]管強(qiáng)盛，楊慧琳.煤礦井下定向鉆孔常見孔內(nèi)事故預(yù)防與處理[J].科技與創(chuàng)新，2017（14）：21～24.

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收稿日期：2018-5-24