煤田地質鉆探施工的探討范文

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一、提高巖芯采取率以獲得實際的RQD值

M.Rocha提出的整體取芯法是采用百分之百優質巖芯的有效方法。其操作步驟是：先用N級鉆頭鉆進至需要整體取芯的深度，改用26mm小口徑鉆頭繼續鉆進，深度與N級巖芯管長度相當，最多可達1.5m。鉆完后摻入一根鋼桿，并用水泥漿或環氧樹脂澆注固定，做好方位標記。待凝固后，仍用標準巖芯管鉆進取芯。取出的巖芯是由預埋鋼桿串聯起來的環狀巖芯，巖體中不連續面的寬度、方位均能從巖芯上準確地反映出來。此法已經實踐證明有效，主要缺點是進度慢，成本高，難以普遍使用。在現有實際鉆探工藝中，繩索取芯法能夠大大地提高巖芯采取率，但實際施工證明繩索取芯法在松軟地層施工對工人的技術水平要求非常高，2013年伊犁州尼勒克縣喀拉圖拜某繩索取芯鉆機在13.50m厚（偽厚）煤層中連續多次折斷鉆桿，前后事故處理長達93天，造成巨大的經濟損失，因此在煤田地質鉆探施工中多采用普鉆取芯，其提高巖芯采取率的方法有限，主要以縮短進尺長度、增加提鉆次數為主，以投放石子等卡住巖芯為輔，這樣以犧牲鉆探效率有限地提高巖芯采取率的方法并不值得提倡。

二、巖芯采取率對RQD值的實際影響

因為要達到百分之百的采取率存在技術上的困難，因此有必要探討在達到規范規定的采取率的情況下，對RQD值的實際影響。如下表，伊犁某地區某鉆機在侏羅紀地層施工5個孔巖芯采取率（達到規范要求標準）與RQD值對照表。由上表可知，在巖芯采取率達到規范規定的要求時，在沒有構造的情況下，同一鉆機施工的巖芯的采取率對RQD值的影響在一個很小的范圍，經過分析認為這是因為巖芯在損失不大的情況下（巖芯采取率達到規范要求），損失的巖芯主要為易破碎巖芯，其對RQD值的影響不顯著。

三、非標準鉆探與標準鉆探對RQD值的影響

在煤田地質鉆探施工中普鉆一般通過雙套DMD（鉆頭內徑：58mm）采取煤芯提高煤樣采取率，單套采取巖芯提高進尺效率，但這樣對提高巖芯的采取率和準確測量巖芯的RQD值不利，我們在同一單斜構造（地質條件相似）施工場地分別找到3個鉆井隊（河南四隊，鉆機型號：TX-1000，鉆頭種類：復合片鉆頭，鉆頭規格：直徑98mm；陜煤194隊，鉆機型號：XY-6，鉆頭種類：合金鉆頭，鉆頭規格：直徑98mm；東北107隊，鉆機型號：1600，鉆頭種類：復合片鉆頭，鉆頭規格：直徑98mm），進行了非標準鉆具和規范規定的標準鉆具對砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖和粉砂巖層進行了鉆進對比實驗，實驗內容是在鉆機施工鉆進過程中分別在三個鉆孔鉆探施工到達某巖性穩定層時，先用普通單套巖芯管鉆探取芯10m，然后換上雙套DMD巖芯管、金剛石鉆頭取芯10m，得到相應的RQD值，實驗數據如下：通過數據我們得出以下結論：

1.用非標準單套方式取芯與采用規范規定的標準取芯方式相比，總體上RQD值偏低，以三個施工單位各巖性RQD平均值如下圖：

2.巖性的不同會較大地影響到非標準單套方式取芯測得的RQD值準確度，以三個施工單位各巖性RQD平均值來看，不同巖性測得的RQD值非標準單套方式取芯相比標準方式取芯損失的比例是不一樣的。其中粗砂巖RQD值損失率達到73%（損失率=（標準RQD值-非標準RQD值）/標準RQD值），研究其原因是因為該地區粗砂巖膠接松散，在外力的作用下容易破碎。如果引入一個修正參數λ來表達標準RQD值（X）與非標準RQD值(Y)的關系，那么X=λY就有這樣的規律，λ>1，且Y值越小，則λ越大，因此巖性的軟硬、膠接程度會很大程度上影響非標準取芯方式獲得的RQD值準確度。

3.各個鉆機取芯工藝的不一致，回次取芯長度的不同，泥漿的使用不一樣，因此，各鉆機獲得的RQD值損失率差異較大，以砂礫巖為例，河南四隊RQD值損失率為22.72%，陜煤194隊RQD值損失率為34.36%，東北107隊RQD值的損失率為39.21%，通過現場分析得知，除開鉆探設備和取芯工藝不一致外，東北107隊在做本次實驗時回次取芯長度較大也是其RQD值損失率較大的一個重要原因。

四、結論

通過以上實驗和分析，我們可以得出以下結論：巖芯采取率在達到規范要求的情況下，對RQD值的影響是有限的，而不同的鉆探設備、施工工藝和巖性的堅硬程度、膠接好壞都會極大地影響測得RQD值的準確性，因此在煤田地質鉆探施工過程中，應通過上述實驗找出標準RQD值（X）與非標準RQD值（Y）的關系X=λY中λ的值，特別是有構造的破碎地層，以便能更加準確掌握工程地質情況，為后續礦產資源開采施工建設提供科學的參考依據。

作者：胡振鵬寇云玲單位：新疆煤田地質局一五六煤田地質勘探隊新疆煤田地質局綜合化驗室