云南個舊銅礦復雜地層繩索取芯鉆探技術應用效果分析

云南個舊銅礦位于太平洋構造域與特提斯構造的交接部位，是華南地塊最西部右將褶皺帶的邊緣，屬于滇東南錫多金屬成礦帶的重要組成部分，各時代地層都有出露，發(fā)育相對較為齊全。

在該區(qū)域開展礦產(chǎn)開采作業(yè)過程中，經(jīng)常會遇到地質鉆探難度大的問題，傳統(tǒng)鉆探技術往往難以達到理想的效果，有必要將地層繩索取芯鉆探技術應用到實際鉆探作業(yè)過程中，保證鉆探作業(yè)質量和效率。

1 繩索取芯鉆探技術

繩索取芯鉆探技術在實際使用過程中，鉆探次數(shù)相對較少，在取芯過程中并不需要將巖心全部取出鉆孔內部，還需要使用專用鋼絲繩打撈器通過鉆桿來裝有巖芯的孔底管提出到地面，能夠有效減少各種輔助作業(yè)時間，鉆探效率相對較高。該技術在實際使用過程中，還具有鉆頭壽命長、作業(yè)勞動強度低的優(yōu)勢。

2 地層可鉆性分析

從該地區(qū)成礦地層特征分析可知，其可以按照巖石可鉆性，直接分為三類：一、第一類屬于紫色泥巖、泥質頁巖和頁巖，層厚集中在600m左右，巖石的可鉆性為4～6級，淺部風化段的水敏性較強，在遇水情況下，容易出現(xiàn)膨脹和坍塌的問題，巖層結構相對比較穩(wěn)定。二、第二類屬于紫色砂巖，其層厚在500m左右，巖石的可鉆性7-8級，巖石上部相對比較穩(wěn)定，下部在機械破碎的作用下，容易形成不規(guī)則的顆粒，實際鉆進過程中，容易出現(xiàn)比較嚴重的堵塞現(xiàn)象。三、第三類是淺灰色砂巖，層厚集中在700m左右，巖石的可鉆性集中在8級，巖層結構相對比較堅硬，屬于滇中地區(qū)重要的容礦

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3 繩索取芯深孔施工技術設計

在深孔施工作業(yè)過程中，需要充分做好各種調研工作，明確施工作業(yè)中可能遇到的問題，然后及時采取針對性的措施，為開展作業(yè)開展有效的作業(yè)指導工作。為了保證整個作業(yè)可以順利進行，就需要在深入調查研究地層特點基礎上，借鑒過去該區(qū)域成功施工經(jīng)驗，能夠合理對施工設備、桿具配套、鉆孔結構進行選擇，制定高質量的施工技術設計方案

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3.1 鉆機的選擇

在深孔施工作業(yè)過程中，需要認真做好鉆機的選擇工作。在本次作業(yè)過程中，直接選擇了美國長年公司生產(chǎn)的LF-90全液壓鉆機，鉆機性能非常穩(wěn)定，調速范圍較大，動力頭扭矩可以達到2000N＊m，鉆進能力非常強，施工角度調節(jié)范圍相對比較廣，具有較強的液壓提升能力，升降鉆具過程相對比較平穩(wěn)，可以直接從動力頭加接鉆桿，進給力的調節(jié)范圍相對比較寬泛，可以直接在動力頭上開展鉆桿加接工作，各種儀表使用非常靈敏，非常適合在深孔作業(yè)中進行使用。在與鉆機配套泥漿泵選擇過程中，直接使用了國內生產(chǎn)的BW-320型泥漿泵，能夠滿足深孔作業(yè)的一般要求

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3.2 桿具配套

劉玉還告訴記者，同年，他參加了烏拉特前旗農(nóng)牧業(yè)局農(nóng)廣校組織的新型職業(yè)農(nóng)民培訓，為期一周的培訓讓他收獲很大。當他將精準配肥技術的情況向農(nóng)廣校郝霞校長匯報時，得到了郝校長的鼓勵。這再次堅定了他的信心。在郝校長的鼓勵下，劉玉成立了玉稼興合作社?！拔蚁Ｍㄟ^新技術、新理念能夠實現(xiàn)助推馬卜子農(nóng)業(yè)發(fā)展的愿望?！眲⒂裾f。

創(chuàng)建品質工程是貫徹落實黨十九大建設交通強國和落實《國家質量發(fā)展綱要（2011-2020）》的行動方案，是深化現(xiàn)代工程管理的需要，航道工程全面推行“品質工程”創(chuàng)建活動對提升內河航道建設理念、管理水平、技術創(chuàng)新水平、質量安全水平，實現(xiàn)航道工程管理現(xiàn)代化具有重要意義。作為主要從事內河航道整治工程的施工企業(yè)，切實感到了提升施工品質的迫切性，必須全面提高內部管理水平、人員素質以及工藝創(chuàng)新等方面的工作，以保證企業(yè)的良性發(fā)展。

3.3 孔徑結構設計

在深孔作業(yè)過程中，應該認真做好事故預防工作，且必須堅持“預防為主、正確處理”的原則，并認真做好三個環(huán)節(jié)處理工作，其主要包括以下幾個方面：一、地面環(huán)節(jié)。在實際作業(yè)過程中，應該認真做好交接班工作，能夠有效反映孔內情況，并認真做好原始報表記錄工作，保證各種報表數(shù)據(jù)的準確性。對于地面作業(yè)中使用的各種設備、器具、儀表應該合理保存，并及時開展檢查與維護工作，避免其出現(xiàn)帶故障運行的情況。對于下入孔內的鉆具和器具，應該認真進行檢查，避免其出現(xiàn)嚴重的隱患問題，對于檢驗不合格的鉆具和器具，不得下入到孔內。對于送入孔內的液體，應該使用振動和旋流除砂，對于孔內返回液體在進行過濾凈化之后，才可以直接送入到孔內，避免將沒有過濾的液體直接送入到孔內。二、升降環(huán)節(jié)。對于升降作業(yè)所需要使用的器具，如機具和繩索等，應該認真做好檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)其存在較大的隱患，應該及時進行更換處理，最大程度保證整個升降過程的可靠性。在升降鉆具的過程中，應該避免出現(xiàn)猛提、猛放的現(xiàn)象，整個操作應該平穩(wěn)和勻速，保證鉆具在升降作業(yè)中的安全性。三、在下入套管的過程中，應該及時采取緩沖、防跑和懸浮措施，并將所有的接頭絲都上緊，保證下入孔內套管安全到位，避免出現(xiàn)埋頭管的現(xiàn)象。在發(fā)生斷鉆事故之后，應該避免使用繩索打撈器來打撈巖礦芯，必須將斷鉆事故處理好之后，才能開展取芯工作，在對斷鉆事故處理的過程中，避免直接絲錐與斷頭連接直接鉆進情況的發(fā)生

。四、鉆進環(huán)節(jié)。在實際開展鉆進作業(yè)過程中，應該保證整個沖洗回路的暢通性，必須將泵壓和泵量設定在一個相對合理的范圍之內，這是鉆進作業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)，并保證水路暢通，然后才可以開鉆，避免出現(xiàn)將鉆具一鉆到底現(xiàn)象的發(fā)生，在水路循環(huán)正常之后，才能將鉆具緩慢下放到孔底，然后提緊鉆具，保證孔內一切都正常之后，才可以高速加壓進行鉆進。在鉆進的過程中，應該避免孔內部出現(xiàn)太過的異物，這是鉆進過程的重要環(huán)節(jié)。如果孔內有異物，就需要首先開展異物打撈工作。如果在鉆進過程中發(fā)現(xiàn)了燒鉆的現(xiàn)象，不得直接停車，需要將鉆提出孔外之后，才可以停車，避免出現(xiàn)先停車后提拉鉆具情況的發(fā)生。一旦在作業(yè)過程中出現(xiàn)了機械故障、停水、停電問題，應該首先將鉆具提離孔底，讓鉆具處于安全運行狀態(tài)，避免鉆具在同一個位置停留過長的時間。如果在實際鉆進作業(yè)過程中，發(fā)現(xiàn)了轉矩突然變化的現(xiàn)象，就需要及時停車處理，然后對鉆具進行試探確定，一旦發(fā)現(xiàn)鉆具重量發(fā)生了嚴重的變化，就需要開展停機檢查工作。如果在鉆進作業(yè)中，發(fā)現(xiàn)了阻力較大且反轉的情況，應該避免強行開車，需要將鉆具緩慢上扣之后，再開展后續(xù)的處理工作

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3.4 鉆孔質量保證

按照繩索取芯施工方案設計，在個舊礦區(qū)開展了工程實踐，總共歷時兩年七個月，在去除搬遷、轉移時間后，時間工期只有24.8個月，總共完工12個，其中最淺孔為1371m，最深孔為1766m，平均孔深為1550m，完成鉆探進尺18607m，平均臺月效率為750m，平均小時效率為2.74m，平均純鉆率為0.3%，巖礦平均采取率為98.75%，鉆孔偏曲為17’/100m

。本次工程時間作業(yè)經(jīng)濟效益與國外發(fā)達國家相比，還有著相對較大的差距，但已經(jīng)比傳統(tǒng)鉆探技術要高很多，通過借鑒國內外相關經(jīng)驗，成功打出一批1766的深孔，有效彌補了國內相關鉆探領域的空白，找到了高品位、儲量豐富的銅礦資源，對深孔技術方案的可行性進行了驗證，為后期開展深孔施工作業(yè)，積累了寶貴的經(jīng)驗

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3.5 孔內事故預防措施

在開展深孔作業(yè)過程中，孔徑結構設計非常重要，應該堅持“先大后小、結構合理、留有余地”的原則，為地質部門開展鉆孔作業(yè)，創(chuàng)造合理的條件，更進一步掌握地層的實際情況，為后續(xù)鉆探作業(yè)，創(chuàng)造必要的條件。在深孔作業(yè)過程中，開孔以PQ孔徑為主，在穿過土層和松散層之后，下入PQ套管，利用PQ套管主徑來開展作業(yè)，在穿越風化層之后，可以直接下入HQ套管，并經(jīng)過換徑之后，直接使用NQ鉆具開展作業(yè)，在穿越不穩(wěn)定層之后，可以直接下入NQ套管進行隔離處理，直至作業(yè)結束。

在實際作業(yè)過程中，認真做好桿具配套工作非常重要，不能直接使用各種傳統(tǒng)石油鉆探作業(yè)桿具，應該使用專門的繩索取芯桿具。

3.6 沖洗液、潤滑減阻以及護壁堵漏

為了保證鉆探效果，應該認真做好循環(huán)沖洗液的選擇工作，根據(jù)礦區(qū)地質實際情況，需要合理對沖洗方式進行選擇。為了降低鉆探作業(yè)阻力，應該合理采用潤滑減阻措施，根據(jù)地質的實際情況，能夠合理對潤滑液進行選擇。如果需要對鉆井進行護壁處理，就需要根據(jù)巖層和漏失的具體情況，合理對相關堵漏措施進行使用

。對于那些坍塌和漏失不是非常嚴重的地層，可以直接使用低固相泥漿進行護壁處理。對于那些坍塌和漏失相對比較嚴重的地層，可以直接采用不分散固相泥漿進行護壁處理。對于巖層穩(wěn)定地層，可以直接使用清水將化學助劑進行無固相漿液鉆進的方式。如果地層漏失現(xiàn)象比較嚴重，簡單使用固相泥漿和傳統(tǒng)堵漏措施難以發(fā)揮作用，就需要使用灌注泥漿或者下入導管進行隔離的方式，從而保證整個鉆進作業(yè)能夠順利進行。

在本次鉆探作業(yè)過程中，使用了美國長年公司生產(chǎn)的PQ、HQ、NQ和BQ系列取芯桿具，桿體質量非常高、不容易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象，桿體尺寸誤差相對較小，具有較長的使用壽命，比較適合在本次施工作業(yè)中進行應用。

4 現(xiàn)場實踐效果

為了充分保證鉆孔質量效果，在本次鉆孔作業(yè)過程中，直接采用了鉆探六項質量標準，在保證鉆孔垂直度的情況下，對各種設備牢固進行固定，并將鉆進使用混凝土澆灌子底座上，保證天車、動力頭、孔口處于垂直的關系，全孔施工作業(yè)過程中采用繩索取芯進行鉆進，在換徑的過程中直接采用的導正的方法，上頭直接配有同徑的阻擋器具，下頭配有伸長導正器具，如果施工作業(yè)過程中遇到了超徑段，一律下入套管進行保徑工作，并在作業(yè)過程中定期對鉆頭、擴孔器開展磨損量檢測工作。在鉆孔測斜的過程中，使用了國內具有先進水平的單點影像測斜儀進行測量，如果地下環(huán)境磁場比較強，可以直接采用脫落儀進行測斜。在對巖礦采取率進行控制的過程中，直接采用了單管單動鉆具來進行取芯，在遇到粉狀礦芯之后，直接采用了進口活瓣式取芯器開展取芯作業(yè)，在實際鉆層鉆進過程中，通過對鉆進作業(yè)進行優(yōu)化，從而有效避免超長鉆進、套塊鉆進、套心鉆進、堵塞硬磨等情況的發(fā)生

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據(jù)了解，有四類企業(yè)在新疆生存狀況比較好，一是進口企業(yè)，如以色列海法、德國康樸；二是國內做得較好的液體肥企業(yè)，如史丹利、金正大等；三是疆內自身發(fā)展起來或者投資在疆內建廠的企業(yè)；四是充斥在各個水溶肥發(fā)展較好市場的地方小雜牌廠家。也正因如此，地方農(nóng)戶的需求轉向市場，而市場上滴灌肥品類繁雜、標準不一，缺乏領軍品牌。

這樣一個明顯的弱點似乎是對一種理論判了死刑。但是，許多科學家發(fā)現(xiàn)地球膨脹論仍然比大陸漂移理論更加合理，而大陸漂移理論在二戰(zhàn)結束前似乎是激進的。更重要的是，地球膨脹論除了能夠解決大陸分布問題之外，似乎也可以解釋另一個地質之謎，即海底比地球上的陸地年輕數(shù)十億年的奇怪事實。

5 結語

隨著時代的不斷發(fā)展，對銅礦資源的需求量不斷增加。為了有效滿足銅礦資源供給需求，各種銅礦開采工程越來越多。

針對復雜地層結構鉆探作業(yè)難度大的特點，應該引起足夠的重視，認真分析問題發(fā)生的原因，然后將繩索取芯鉆探技術合理應用其中，在保證鉆探工作開展質量同時，還能進一步保證鉆探工作開展效率，降低作業(yè)人員勞動強度。

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