礦山地質(zhì)鉆探施工中處理孔內(nèi)事故對(duì)策及方法

王 浩

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000）

在對(duì)礦山地質(zhì)巖心進(jìn)行鉆探作業(yè)時(shí)會(huì)不可避免的發(fā)生各類孔內(nèi)事故。這不僅對(duì)整個(gè)鉆探作業(yè)的進(jìn)度造成不利影響，還對(duì)作業(yè)器具等造成損傷，從而增加鉆探作業(yè)的施工成本，甚至直接影響到鉆探施工的經(jīng)濟(jì)收益。為有效預(yù)防及處理各類孔內(nèi)事故，筆者首先對(duì)巖心鉆探時(shí)發(fā)生的孔內(nèi)事故的原因進(jìn)行了分析，并以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)常用的處理孔內(nèi)事故的對(duì)策與方法進(jìn)行了總結(jié)，最后結(jié)合多年的鉆探作業(yè)經(jīng)驗(yàn)提出了有針對(duì)性的預(yù)防措施。

1 巖心鉆探作業(yè)時(shí)發(fā)生孔內(nèi)事故的原因分析

孔內(nèi)事故是影響巖心鉆探作業(yè)有序進(jìn)行的重要原因之一。導(dǎo)致孔內(nèi)事故的因素較多，但復(fù)雜的地質(zhì)條件卻是最為直接的因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前約有80%的孔內(nèi)事故是由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性而導(dǎo)致的。例如在進(jìn)行鉆探作業(yè)時(shí)遇到漏水或流沙等意外情況便會(huì)造成鉆孔坍塌；而在鉆進(jìn)過程中遇到塑性較高的土層或巖石層時(shí)，如出現(xiàn)進(jìn)水就會(huì)造成鉆孔縮小，從而引發(fā)嚴(yán)重的孔內(nèi)事故。不合格的施工材料同樣會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的孔內(nèi)事故。

2 孔內(nèi)事故處理方法

（1）撈。通過對(duì)各種類型的打撈勾或者矢錐（圖1）等工具的應(yīng)用，將事故發(fā)生過程中脫落或者折斷的鉆具撈取出來。在一般的情況下,在應(yīng)用絲錐或者打撈勾撈住之后需要用升降機(jī)將其提出孔口。如果鉆桿的斷頭不齊或者斷頭位置過薄，斷頭的內(nèi)沿被一些雜物堵塞，斷頭壁裂相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)候一般是用母錘進(jìn)行打撈。

圖1 用絲錐撈取鉆具

（2）提。使用提的方法是充分利用升降機(jī)或者復(fù)式滑車，通過提升負(fù)荷的方式將事故鉆具從孔內(nèi)拉出。通過這種方式可以有效解決夾鉆、燒鉆以及卡鉆等事故。該種方法對(duì)升降機(jī)或復(fù)式滑車的操作人員要求較高，在應(yīng)用升降機(jī)或復(fù)式滑車提拉事故鉆具時(shí)應(yīng)在確保設(shè)備安全的前提下進(jìn)行。

（3）掃。如果鉆具在某一孔段發(fā)生事故后無法對(duì)其進(jìn)行提拉操作，則需要對(duì)其采用回轉(zhuǎn)或者下降的方式進(jìn)行處理，在活動(dòng)段距內(nèi)開車回轉(zhuǎn)，促使鉆具串動(dòng)，通過掃碎擠壓物解除故障。

（4）沖。對(duì)于局部糊鉆、埋鉆或者泥皮吸附以及懸橋卡鉆等類型的事故進(jìn)行處理的過程中需要進(jìn)行開泵強(qiáng)行循環(huán)的方法，在強(qiáng)制循環(huán)過程中應(yīng)確保泵一直處在工作狀態(tài)，并且要注意使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，在經(jīng)過強(qiáng)力的沖洗之后配合一定的提拉便將事故鉆具取出。

（5）打。打的方法是利用吊錘對(duì)事故鉆具進(jìn)行一定的沖打，通過沖打過程中產(chǎn)生的振動(dòng)力來使事故鉆具周圍的擠卡物出現(xiàn)松動(dòng)，機(jī)械打錘示意圖見圖2。使用對(duì)這種方法可以有效解決絕大多數(shù)淺孔或者中深孔的鉆粒卡鉆以及掉塊卡鉆等事故。

圖2 機(jī)械打錘示意圖

（6）串。采用串的方法可以取出一些埋鉆或輕微卡鉆的孔內(nèi)事故。當(dāng)孔內(nèi)的事故鉆具并未完全卡死時(shí)，可以充分利用事故鉆具自身的重力，即使得事故鉆具在孔內(nèi)不斷的進(jìn)行向上提拉和向下自由落體運(yùn)動(dòng)。通過反復(fù)的上下運(yùn)動(dòng)，能夠使事故鉆具周圍的擠壓物產(chǎn)生松動(dòng)，從而取出事故鉆頭。

（7）頂。如在鉆探作業(yè)過程中，孔內(nèi)發(fā)生是埋鉆、燒鉆、糊鉆以及鉆頭完全卡死等事故類型時(shí)，在采用其他方式無法順利取出事故鉆具時(shí)，則可以通過使用千斤頂將事故鉆具拔起。與升降機(jī)相比，千斤頂所能夠提供的頂力更大，為防止或降低事故鉆具在受到拉力時(shí)發(fā)生斷裂，因此在使用千斤頂起拔事故鉆具時(shí)應(yīng)勻速操作，避免出現(xiàn)用力過猛或頂力增加太快的情況。

（8）震。采用震的方法取出事故鉆具時(shí)，首先在事故鉆具的粗徑頂部接上震擊器，之后通過升降機(jī)將其拉緊。經(jīng)過開車回轉(zhuǎn)之后對(duì)上下震擊錘牙嵌的螺旋面相對(duì)位移進(jìn)行上下的震擊，之后通過鉆桿將其受到連續(xù)的震動(dòng)沖擊力傳遞到孔內(nèi)發(fā)生事故的區(qū)域。通過不斷的震動(dòng)可以使完全卡死的事故鉆具產(chǎn)生松動(dòng)，當(dāng)事故鉆具后便可以將其順利取出。

（9）炸。顧名思義，炸這一方法是利用炸藥、電雷管以及表面包有金屬的小型炸藥包。在操作時(shí)利用雙股膠質(zhì)電線將爆炸物沿事故內(nèi)孔下放至所需要的深度后將其引爆，利用爆炸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊波將事故內(nèi)孔中的鉆具炸碎或使得套管產(chǎn)生一定的松動(dòng)。

（10）反。在使用該項(xiàng)方法時(shí)，只能利用反絲鉆桿連接反絲矢錐分批次的將孔內(nèi)事故中的鉆桿反出來，而無法對(duì)粗徑鉆進(jìn)行操作。在進(jìn)行反管操作時(shí)可以選用一些專用的機(jī)械反管工具，目前在孔內(nèi)事故中較為常用的有棘輪反管器和鋼絲繩反管器兩種。

3 預(yù)防孔內(nèi)事故的方法分析

（1）加強(qiáng)鉆探作業(yè)人員的培訓(xùn)與考核。鉆探作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)是造成孔內(nèi)事故的重要因素之一，礦山行業(yè)的各級(jí)管理部門應(yīng)不斷調(diào)整和完善鉆探作業(yè)人員的準(zhǔn)入資格。相關(guān)企業(yè)出需定期對(duì)鉆探作業(yè)人員進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)外，還應(yīng)完善考核制度，杜絕不符合鉆探作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的人員上崗作業(yè)。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)鉆探作業(yè)人員的崗前安全培訓(xùn)與應(yīng)急預(yù)案演練等工作，從而避免因突發(fā)情況而導(dǎo)致的安全問題。

（2）制定完善的制度。制度是制約與規(guī)范企業(yè)各職能部門與施工作業(yè)人員操作行為的準(zhǔn)則與基礎(chǔ)，有效的制度不僅對(duì)鉆探施工作業(yè)的正常進(jìn)行有著重要作用，同時(shí)也是確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。首先，企業(yè)管理人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到制度的重要作用并不斷的對(duì)企業(yè)現(xiàn)有制度進(jìn)行補(bǔ)充和完善。其次要制定有針對(duì)性和可行性的鉆探作業(yè)人員操作制度，鉆探機(jī)器具的使用與保養(yǎng)制度等，通過制度的建立最大程度的降低因人員操作與鉆探機(jī)器具而導(dǎo)致的孔內(nèi)事故的發(fā)生。

（3）實(shí)行全面管理。為有效避免因管理因素而導(dǎo)致孔內(nèi)事故的發(fā)生，企業(yè)應(yīng)不斷提升管理工作的質(zhì)量與效率，確保各項(xiàng)管理工作能夠真正落實(shí)到細(xì)節(jié)。首先，企業(yè)管理人員應(yīng)對(duì)孔內(nèi)事故這一問題給予充分的關(guān)注，并將其作為重要的管理內(nèi)容進(jìn)行傳達(dá)與落實(shí)，通過積極的管理手段提升鉆探作業(yè)人員責(zé)任意識(shí)與安全意識(shí)，以避免孔內(nèi)事故的發(fā)生。

（4）選用先進(jìn)的鉆探工藝技術(shù)。為提升鉆探工作的質(zhì)量與效率，防止內(nèi)孔事故的出現(xiàn)，引進(jìn)先進(jìn)的鉆探工藝技術(shù)是最為直接有效的措施之一。如合理選用泥漿材料（沖洗液助劑）是避免發(fā)生孔內(nèi)事故的技術(shù)手段之一。選用合理的泥漿材料不僅可以有效的防治出現(xiàn)鉆孔縮頸、鉆孔坍塌以及掉塊等孔內(nèi)事故，還能夠提升孔內(nèi)沉渣的排除效率與排除質(zhì)量，從而起到加快鉆探作業(yè)進(jìn)度，降低鉆探作業(yè)升本等積極作用。

（5）采用有效的隔離法。隔離法同樣是預(yù)防孔內(nèi)事故發(fā)生的有效抑制措施。所謂隔離法就是利用套管將已鉆的探孔與破碎松散層隔離。選擇套管規(guī)格的主要依據(jù)是鉆探區(qū)域的地質(zhì)情況。這就要求鉆探作業(yè)人員在進(jìn)行鉆探作業(yè)前認(rèn)真查看相關(guān)的地質(zhì)資料與前期的勘探報(bào)告。在充分了解地層情況后還應(yīng)根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際情況配備鉆探所需的各類施工機(jī)器具，在地層情況良好的前提下，套管的直徑應(yīng)比擬鉆探的終孔大兩個(gè)規(guī)格。

4 結(jié)語

孔內(nèi)事故是礦山地質(zhì)巖心鉆探作業(yè)中發(fā)生率最高的問題，通過剖析和統(tǒng)計(jì)導(dǎo)致鉆孔事故的各類因素可以發(fā)現(xiàn)，除復(fù)雜的地質(zhì)條件這一客觀因素外，施工器具的質(zhì)量與施工作業(yè)人員的綜合素養(yǎng)也是導(dǎo)致孔內(nèi)事故頻發(fā)的重要因素。為降低甚至避免孔內(nèi)事故的發(fā)生，不僅應(yīng)在鉆探作業(yè)前采取有針對(duì)性的預(yù)防措施，還應(yīng)在鉆探過程中結(jié)合各類突發(fā)情況等不斷的對(duì)鉆探方案進(jìn)行調(diào)整與完善。一旦發(fā)生孔內(nèi)事故，應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)事故的類型與實(shí)際情況選擇合理的對(duì)策。最后，還要對(duì)各類預(yù)防措施與應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行總結(jié)，從而降低甚至杜絕因孔內(nèi)事故而造成的各類不利影響。