深部找矿钻探施工技术要点分析及阐述

（四川省地质矿产勘查开发局一一三地质队，四川 泸州 646000）

1 工程概况

某矿区位于四川省境内，总面积为1183.75平方千米，矿区东部附近有一一条高速公路，西部有一条公路，交通条件比较便利。

本次的工作重点是在某线上进行钻探验证，为深部找矿提供详实、可靠的依据。矿区内的钻孔深度普遍大于800m，钻孔结构相对比较复杂，矿层的层数较多，其中还不乏一些水敏性地层，由此给钻探施工增添了一定的难度。为确保钻探施工的顺利进行，作业人员应当了解并掌握相关的技术要点。下面就此展开进一步论述[1]。

2 深部找矿钻探施工技术要点

2.1 施工前期准备

钻探施工的前期准备工作主要是现场布置，钻场内的地基面积应当不小于200㎡，同时要确保地基稳固、平整，并且应当挖到质地坚硬的土体或岩石面上，需要特别注意的是，地基填方的面积应当控制在总面积的1/4以内，钻塔地基不得进行填方处理，为避免地基积水现象的发生，应当在其四周布设排水沟；钻探施工需要在雷雨季节进行时，应在施工前，将避雷针安装于钻塔之上，其安装高度应当在塔顶上方2.5m处；按照孔深、孔径、钻进方法及施工现场的实际情况，对储浆池、沉淀池的规格进行确定，循环系统与塔基的距离应当保持在1m以上；钻探现场应配备齐全的辅助工具，各种器具和材料均应整齐摆放[2]。

2.2 钻探施工技术要点

（1）钻进取芯。为确保矿芯的采取率达到规定要求，并进一步提升钻探施工作业的整体质量，在本工程中，使用了一项新的钻进工艺，即绳索取芯。

①薄煤层钻进要点。对薄煤层进行钻进施工时，应当在同一个回次内，将煤层及其顶板和底板全部钻透，穿过薄煤层，并在底板上钻进10cm～20cm后，对内管进行打捞，由此可以避免因薄煤层钻进时间过长，破坏煤芯整体构造的情况发生。②厚煤层钻进。对厚煤层进行钻进时，当钻入顶板之后，应按照实际情况，对钻井液的性能进行调整，并提高泥浆粘度，这样有利于岩石粉末的顺利排出，从而确保孔底的清洁。如果作业时，存在岩芯脱落的情况，应在妥善处理后，才能对煤层进行钻进施工；对厚煤层进行钻进时，单回次的进尺深度应当控制在1.5m左右，同时要确保钻进参数的一致性，需要特别注意的是，不得随意提动钻具，以免影响钻进质量；钻进作业的过程中，应当对卡簧的自由内径与钻头内径的匹配性进行检查，如果使用旧钻头，不可以更换新的卡簧；若是在粉煤层中进行钻进，应当使用底喷式或内管超前式钻头。

（2）套管护孔。为对孔壁进行有效保护，当表土与岩溶地层施工完毕后，应及时下入井口管和隔离套管，需要特别注意的是，套管应下到质地坚硬的岩石上，这样可以防止其出现脱落的情况，并且套管外部的空洞不宜过大，以免造成套管折断；取芯钻进前，应当先下好技术套管，可选用比钻具口径大一级的套管，通过技术套管，除了能够提高孔壁的稳定性之外，还能起到排除岩石粉末的作用，最为重要的是，能有效预防钻具折断的问题发生。

（3）堵漏。钻进施工中，孔段漏失是比较常见的现象，如果漏失的程度比较轻微，只需要采用堵漏剂就可以解决。若是孔内存在较大的节理裂隙，则可能在钻进时出现程度比较严重的漏失，对此可采用粘土和水泥球进行堵漏。下面对上述堵漏方法的施工技术要点进行简要介绍：

①堵漏剂。将选好的堵漏剂搅拌均匀，加量控制在0.1-0.2%，使用泥浆泵将堵漏剂压入到漏失的地层当中，这样便可使漏失问题得到处理。②粘土与水泥球。可以选择优质的膨润土和地质勘探专用水泥，两者按照5：3的比例进行配制，将两种材料揉搓成直径20-30mm左右的泥球，从孔口投入，随后使用实心的钻具将孔中的泥球捣实，直至泥球超过漏失段1.0-2.0m后，便可进行透孔钻进。

2.3 确保钻探施工质量的技术措施

（1）钻探质控要求。钻探质量是检验找矿成果的主要依据，钻孔质量的高低与找矿成果的准确性有着极为密切的关联，实践证明，钻孔质量越高，找矿成果就越准确。该矿区对岩芯和矿芯的采取率要求较高，前者为75%以上，后者为80%以上，甲级钻孔率需要达到100%。同时每钻进100m，要对孔深进行一次校正，终孔时也需要校正孔深，最大误差不得超过规范要求的1‰；每回次钻进，要求对水位进行1次简易的观测，间隔时间应当控制在5min以上；封孔必须严格按照设计书的规定要求进行施工作业。

（2）质量保证措施。在孔口管与技术套管全部下好的前提条件下，其余孔段的施工，可以采用绳索取芯钻进工艺钻至终孔层位，由此除能够使钻孔质量得到有效的保障之外，还能使钻进作业效率获得进一步提升，有助于岩芯和矿芯采取率的提高。由于本工程中采用的绳索取芯钻进工艺为满眼钻进，其最为突出的特点是能够有效防止钻孔偏斜的问题。为确保钻探施工质量，在钻进作业中，应对如下几个方面进行控制：①对于硬度较大、抗压强度较高的坚硬岩石而言，其会对进尺深度和钻进速度造成一定的影响，为确保钻进质量，并提高作业效率，可在施工中采取如下技术措施：选用阶梯状的金刚石钻头，该钻头能够加快硬质岩石的破碎速度，有助于钻进效率的提升；金刚石胎体的浓度应当控制在75%以内，硬度可以选择HRC28-32；钻进时，可结合地层的情况，对钻进参数进行优化调整，通过增大钻压、降低转速的方法，加快胎体的磨损速度。②在软弱岩层和硬质岩层相互交着的岩面上进行钻进施工时，若是操作不当，不但会导致钻孔偏斜，而且还可能引起钻具折断的情况，由此除了会影响钻孔进度之外，还会对钻孔质量造成影响。针对这一情况，可采取如下措施加以应对：对钻进参数进行合理选择，可适当降低钻进压力，以2/3额定钻压进行钻进可以有效防止孔斜和钻具折断；在钻头的选择上，可以选用平底形金刚石钻头，其胎体硬度应在HRC40以上，这样可以避免胎体崩落，有助于延长钻头的使用寿命；通过增加扩孔器的数量来提升钻具的稳定性，从而避免孔位偏斜的情况发生。

3 结语

在深部找矿中，钻探施工是一项不可或缺的重要工作，其施工质量的优劣直接关系到找矿成果的准确性。为此，相关作业人员应当了解并掌握钻探施工的技术要点，并将之合理运用到实际工程当中。同时，还应采取有效的技术措施，确保钻探质量，才能为深部找矿提供详实、可靠的依据。

[1]魏碧波.钻探施工易发事故的危险源分析与评价[J].西部探矿工程,2016(5):56-57.

[2]赵红军.钻探施工技术在复杂地层中的应用[J].西部探矿工程,2016(7):97-98.