金礦復雜地層深部地質鉆孔結構設計范文

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摘要：隨著我國對礦產資源需求量的不斷增加，鉆探技術隨同著地質探礦、勘察事業的開展得到了更多的重視。針對這一現象，提出金礦復雜地層深部地質鉆探的鉆孔結構設計。首先，從金礦復雜地層深部地質鉆探的鉆孔工藝技術研究鉆探的鉆孔結構。而后，為實現鉆探的鉆孔偏斜控制采用全角半距法可準確、方便地計算鉆孔實際偏斜距離。

關鍵詞：金礦復雜地層；深部地質；鉆探；鉆孔結構

金礦復雜地層深部地質詳細勘察的勘探深度要從基礎底面算起，是可以滿足設計要求的深度。金礦復雜地層的深度不是一個長度的概念，可以理解為高程。在實際勘察時，并不會提前知道勘察深度的，因為不知道持力層的具體所在位置。所以要從地面開始鉆探，一直鉆到認為可以作為持力層的地方為止。由于傳統鉆探設備，為鉆頭鏈接在鉆桿上的鉆具，鉆頭通過鉆桿轉動而鉆進。在深孔鉆探時，一是鉆桿在深孔變形，二是動力難以傳送到深部，三是孔內事故多，四是更換鉆頭需提出所有鉆桿。另一方面，金礦復雜地層深部地質鉆探每根鉆桿直徑大概100mm，所以鉆孔直徑也大致相近。隨著套管的逐漸下入，即便現在進行普通的地質鉆探，要想保證鉆桿豎直而不偏斜也是很困難的。因此，傳統鉆探設備難以打更深的孔。基于金礦復雜地層深部地質鉆探的要求，必須要轉變深孔鉆探思維，優化鉆孔的結構設計。

1金礦復雜地層深部地質鉆探的鉆孔結構改進設計

根據金礦復雜地層深部地質特點，對鉆孔結構改進設計的要求越來越高?？紤]到前期的施工經驗，鉆孔設計一般在三級鉆孔結構的基礎上預留一級。在130mm處進行開孔，穿過覆蓋層下入127mm套管，然后采用擬l10mm口徑鉆進穿透上部破碎地層，下入108mm套管，當遇到金礦復雜地層深部地質普通方法無法處理，可擴備用孔徑96.5mm[1]。設計鉆孔工藝結構如圖1所示。對于優化后的鉆孔結構改進設計，在增加備用孔徑的基礎上精準控制鉆孔的鉆壓值。金礦復雜地層深部地質巖石的研磨性、可鉆性，金剛石鉆頭的粒度，都會影響鉆孔精度，降低鉆頭壽命，甚至使鉆頭折斷。在一定的范圍鉆進速度會隨著鉆壓的增加而提升，妨礙作業，引起鉆頭折損或阻礙切削液進入孔內。面對以上情況，可分別或聯合采用增大進給量、斷續進給、修磨橫刃等方法提高鉆進效率的同時降低鉆頭消耗。消除因鉆壓值引起的問題。與此同時，短碎的鐵屑使冷卻液更容易流至鉆尖，進一步改善了加工過程中的散熱效果和切削性能。而且因為新增的備用孔徑穿了鉆頭的整個溝槽，經過多次修磨之后依然能夠保持其形狀和功能。除上述功能改善外，值得一提的是該設計強化了鉆體的剛性，顯著地增加了單次修磨前鉆孔的數量。擴孔是鉆孔結構改進設計優化的必然選擇。刀夾的擺動對孔徑和孔的定位精度影響很大，因此當刀夾磨損嚴重時應及時更換新刀夾。鉆削小孔時，擺動的測量及調整均較困難，所以最好采用刃部與柄部同軸度較好的粗柄小刃徑鉆頭。使用重磨鉆頭加工時，造成孔精度下降的原因多是因為后面形狀不對稱所致?？刂迫懈卟羁捎行б种瓶椎那袛U量。鉆孔的精度主要由孔徑尺寸、位置精度、同軸度、圓度、表面粗糙度以及孔口毛刺等因素構成[2]。

1.2金礦復雜地層深部地質鉆探的鉆孔偏斜控制

考慮到金礦復雜地層深部地質的硬性條件，地下可能有剛性的地層也可能有韌性的底層，底層分布很復雜，高溫高壓，這些不但提升了鉆探的難度，也造成鉆探鉆孔偏斜的原除此之外，勘查人員還要提高自身的勘查技術能力，盡量避免重復勘查，保證在不破壞礦山生態環境條件下，取得精準的水工環地質勘查結果。

1.3隨時注意環境保護工作

水工環地質勘查是一個周期性長且進程緩慢的地質勘探工作，在這個過程中，需要每一個工作人員要具有較高的環境保護意識，時刻注意對勘查區域的自然環境保護工作。以前在水工環地質勘查中環境保護不被重視，為了獲取到有利的勘查結果，使用不合理的物探方法以及物探材料，導致礦山以及周邊的植物、動物等棲息環境遭到嚴重破壞，所以在水工環地質勘查中要將生態環境保護放在首要位置，禁止使用不環保的勘查材料、工具等[3]。如果在勘查過程中出現環境異常情況，工作人員要立刻停止一切的水工環地質勘查工作，待查明原因和采取挽救措施生態環境恢復之后，再繼續進行勘查工作。

1.4妥善處理勘查中產生的廢棄物

水工環地質勘查過程中會產生大量的生活及生產垃圾，除了會對礦山生態造成環境污染外，還會產生噪聲污染，所以在所有水工環地質勘查工作結束之后，要妥善處理勘查中產生的固體、液體、噪聲等廢棄物垃圾。在勘查過程中盡量減少礦區地下水的用量，保持勘查區域的水系平衡，對于產生的廢水要經過合理處理之后才能排放。對于一些可以自然分解的固體垃圾，可以在當地進行深坑土埋的方式處理；對于不能自然分解的固體垃圾，需要集中焚燒處理。在水工環地質勘查工作之前，需要在礦山周圍進行大規模植樹，將勘查區與周圍居民區分隔開來，以此來減少勘查產生的噪聲污染。

1.5完善生態環境補償制度

水工環地質勘查過程中會不可避免的破壞自然生態環境，而且生態環境一旦遭到破壞，要想恢復到原有的自然狀態下，需要進行大量的修復工作，而且是長時間的。所以要立刻完善水工環地質勘查生態環境補償制度，將該制度嚴格落實到實際勘查的每一個程序中，而且在勘查結束后要立刻進行生態環境修復工作，保證勘查區域的生態環境平衡。除此之外，還要完善《環境保護法》以及《自然環境保護條例》等法律法規，勘查人員要嚴格循序法律制度開發水工環地質勘查研究活動，促進工業經濟可持續發展。

2結語

生態環境保護大背景的下水工環地質勘查要提高對環境保護的重視，是社會發展的必然趨勢，同時也是推動工業經濟可持續發展的重要條件。在實際勘查過程中，通過有效的生態環境保護措施，減小對自然環境的影響，實現經濟與環境共贏的發展目標。

參考文獻

[1]湯宜洋,王林峰,彭智博.河南莊金礦礦區水工環境地質研究[J].中國錳業,2017,2(2):67-68.

[2]劉永中.探究當前水工環地質勘察中的技術及其應用范圍[J].西部資源,2017,24(3):161-163.

[3]羅偉.環境保護大背景下水工環地質勘察工作要點分析[J].低碳世界,2017,15(36):159-161

作者：于保國 單位：河北省地礦局第四地質大隊