冀南某铁矿钻探施工难点及事故分析.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:牛金山(1973),男,河北唐县人,河北省地质矿产勘查开发局第六地质大队,探矿研究所主任,探矿工程高级工程师,从事钻探施工技术及管理工作。-83-冀南某铁矿钻探施工难点及事故分析 牛金山 贺 杰 郭俊杰 孙设强 陈 卯 河北省地质矿产勘查开发局第六地质大队,河北 石家庄 050085 摘要:摘要:在深孔施工过程中,为保证成孔质量和机率,采用几开施工技术尤为重要,需要采取合理的工艺技术,以成孔为目的。在钻孔出现事故时,严格按照专业技术规范和安全操作规程处理,制定详细周全的事故处理方式和方法最为有效,切忌蛮干、胡干
2、。钻孔事故处理的安全、高效、能提高工作效率和进度,给机台、矿区、单位减小损失、增加收益。关键词:关键词:深孔钻探;施工难点;事故分析 中图分类号:中图分类号:TD745 1 基本概况 该工程为详勘阶段,主要目的调查清楚成矿分布、矿床厚度、深度,以及成矿带、储存量,详细揭露该矿核心要素。了解地下水位、水量,作进一步的水文分析,以便为后续设计开采提供详尽的地质、水文依据和相关资料。本次设计钻孔 50 个,由地质孔、水文孔、水文观测孔组成。成网状分布,钻孔间距控制 50*50m。其中水文孔、水文观测孔根据设计孔深 700-900m。2 地层情况 该矿区地层上部为第四系,深度在 50m 左右。主要由黄
3、土、砾石层、强风化页岩、砂岩组成。中部50-190m 左右由砂岩、页岩,多层煤组成,其中夹杂厚度不等的黄铁矿。自 190-550m 左右主要为灰岩、大理岩组成,其中在 300-400m 有一层水敏性地层。在 550m以下分多层铁矿,主要为磁铁矿成分。施工中测量地下水位在 180m 左右。春冬季略有不同。3 钻孔设计 3.1 地质孔钻孔设计(1)044m,开孔孔径150mm,穿过上部第四系后进入稳定基岩,下入146mm 地质套管;(2)44230m,穿过煤系地层进入奥陶系峰峰组,孔径140mm,下入108mm 地质套管;(3)230517m,孔径9096mm,下入89*6mm 无缝套管;(4)5
4、17820m,孔径75mm,达到目的层。下入89*6mm 无缝套管后需在管壁与钻孔间隙注入水泥浆,侯凝 72 小时打压测试,压强达到 12MPa,满足设计要求后方可进行下一步工作。在终孔后进行测井然后注浆,注浆范围自孔底到顶板 8m。封孔采用P.O.32.5 以上水泥,水灰比 0.5。3.2 水文类孔钻孔设计(1)044m,开孔孔径150mm,穿过上部第四系后进入稳定基岩,下入146mm 地质套管。(2)孔深 200m 后要求使用75 系列绳索取芯钻进工艺,全孔取芯直径为46mm。在完成岩心采取后,为同时达到水文孔设计要求,各机台选择不同的钻进工艺。在该矿区实际施工时,有的一钻到底,有的分段扩
5、孔,按顺序下地质系列套管,从而产生了不同的效果。后面就个别钻孔实钻情况分别介绍。(3)进入该矿区时,地质孔设计施工程序即上面所述的四开设计,89*6mm 无缝套管下到钻孔 500 米左右,设计依据主要是该矿区已经进行过多次勘探,在先前施工多次事故中总结出的最佳施工方案。据前面地质工程师介绍,前期有部分钻孔在 300500m 地层里出现坍塌,膨胀,下钻困难等因素造成事故,有的甚至出现报废钻孔。给施工方带来了巨大的经济损失,给矿区施工进度,工作安排带来了很大的影响。鉴于此,经调研及结合以前成功经验,多方汇总最终确定优化钻孔施工方案。该区水文孔施工按设计要求需分段扩孔并全孔取芯,给钻进施工带来了很大
6、的困难,增加了施工难度和风险,也影响了整体工作进度及效率。中国科技期刊数据库 工业 A-84-4 实际钻进情况遇到的难题及解决办法 在 44200m 地层里,主要为多层煤系地层与强风化页岩、砂岩、黄铁矿伴生,在煤系地层钻进施工容易产生坍塌、掉块、钻进遇阻产生卡钻、埋钻事故。该区共有二十多部钻机参与施工,钻探设备的配套及人员的配备各有不同,因而出现不同的钻进工艺,主要有以下几类:(1)122 金刚石绳索取芯钻进技术:施工中部分机台提前备有122 绳索取芯系列钻具,采取直接钻进取芯,钻取完成后下入108mm 地质套管,此项施工工艺主要有以下优点:1)不容易出现卡钻遇阻 2)提取岩心完整 3)钻进施
7、工钻探技术参数容易控制 4)泥浆调配依据绳索取芯钻进配浆较容易达到施工目的。缺点为:1)因122 绳索取芯钻具、钻杆较重,提下钻时工人费时、费力,因而在施工中机长应提前加强配好班组人员及施工力量。2)取芯时由于岩心粗重,容易在取芯过程中因操作不当而伤害到工人脚部、腿部。在此希望引起注意,提醒施工人员要提前做好防范、防护,做到安全生产。3)在使用122 绳索取芯钻进中,工艺特点与89、75 绳索取芯钻具工艺细节有所不同,机台人员习惯按已熟悉掌握的89、75 绳索取芯工艺操作,容易导致出现小事故,造成工作效率低下。在今后施工中使用新的钻具、工艺时,技术人员一定要详细了解新钻具的细节、特点及操作方法
8、,熟悉掌握后对机台全体进行岗前技能培训,以便达到事半功倍,减少事故的发生。施工人员必须要有精湛的专业技术和高度负责的敬业精神、工作中各个细节做到完全掌握。不能存在惯性思维,科技在发展我们也应与时俱进,同是绳索取芯钻进工艺,不同的钻具,孔径及岩心直径,工艺都有所不同,同是75 绳索取芯钻进工艺,岩心直径46 和48 的钻具取芯方法就有所不同。应引起同行的高度重视。(2)89 金刚石绳索取芯钻进取芯,扩孔 施工现场大多数钻机没有配备122 绳索取芯钻具,在既有钻具前提下,只能使用89 绳索取芯钻进然后进行扩孔。下入146mm 地质套管后,用89 绳索取芯钻具进行取芯钻进至峰峰组,保证岩心采取率达到
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