坑内钻孔弯曲的各种因素与预防措施

努尔买买提·热西（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司　克拉玛依　834025）

坑内钻孔弯曲的各种因素与预防措施

努尔买买提·热西
（西部黄金克拉玛依哈图金矿有限责任公司克拉玛依834025）

坑内钻探施工中钻孔偏斜是探矿工作中的一件常见问题，通过分析钻孔偏斜的因素和规律，分别根据地质因素方面的控制以及工艺方面的因素控制，再结合一些相关的技术因素，对预防坑内钻孔偏斜的一些比较有效的措施进行了讨论，主要的研究目的是为钻探的顺利施工提供一定的参考。

钻孔偏斜预防措施

0　引言

1　坑内钻孔弯曲的条件和原因

近些年来，哈图金矿成功地运用了坑内钻探工程寻找到了一些盲矿体，而且还利用相关的技术对附近区域做了比较好的控制和评价，而且取得了一些非常明显的探矿效果，探明了L27-22脉，L27-23脉等深部矿体，坑内钻探拥有很多优点：

（1）施工速度快，而且也能够节省很多的时间，使得整个投入的人力和物力大大的减少；

（2）为矿山在进行相应的地压以及探防水等各项安全工程也能够提供一些非常有效的指导性作用；

（3）可以大大的改善现场的实际劳动条件，而且也能够很好地避免由于炮烟以及粉尘等对现场施工人员带来的侵害；

（4）会更加便于我们对周围复杂形态的矿体进行有效的控制。因为在坑道内钻机能钻任意方位0°～360°之间的钻孔，因此，具有更多的灵活性；同时，坑内钻探过程中遇到了有些钻孔偏离的事故，笔者初步探讨坑内钻探偏离的各种因素与其预防措施。

我们在矿坑内进行相应的钻探施工时，整个的施工过程都要受到很多不同因素的影响，由于这些因素的影响，往往会导致我们的实际钻孔轴线出现偏离的现象，不再沿着我们之前所设计的钻孔轴线往下进行，也就是说会发生一定的坑内弯曲，实际上，如果发生这种情况的话，就说明我们整个的钻探工程质量有所下降，而且弯曲的程度也是整个工程质量优劣的一个判断标准。这种情况也会在一定程度上增加我们对于整个矿体进行评价时的计算难度；而且由于出现了这样的钻孔弯曲，所以很多时候孔壁也会和我们所使用的钻具之间出现更大的摩擦，从而使得钻具在钻进与拔出时候变得更加困难、甚至会发生钻杆插断的事故，大大的影响我们的钻进效率。

1.1坑内钻孔弯曲的条件

（1）孔壁间隙。我们在进行坑内钻进的时候，为了能够进一步的保证钻孔液可以非常顺利的将不需要的岩屑携带出来，在设计钻头的直径时，必须要保证直径是大于那些粗径钻具所具有的直径尺寸的，而且在需要的时候还要对其进行扩壁操作，这样就会产生相应的孔壁间隙。

（2）在施工的过程当中，一定会出现一些偏倒或弯曲的应力，这样的应力就会为钻孔的弯曲带来条件，使它的偏离有了一定的动力。那么，我们在矿坑内进行钻进的时候，由于我们通常所使用的钻具是比较长的，而且它们的直径也比较小，所以不管我们以哪种方式对钻头施加一个相应的轴向压力，可能都会使其出现一定的倾倒或弯曲现象。

（3）对于钻具来说，它在发生偏倒或弯曲的时候，具体的弯曲方向可能是比较稳定的。我们上面已经提到，对于孔壁间隙以及粗径钻具所发生的一定倾倒和弯曲力来说，它们实际上都是客观存在着的，但是，这些并不一定会导致最终钻孔的弯曲，那么钻孔的弯曲还要取决于相应钻具倾倒或弯曲是否具有一个比较稳定的方向，尤其是对于那些各向异性的岩石来说更是如此。

1.2坑内钻孔弯曲原因

（1）地质因素。当我们在钻进的过程当中遇到了一个相应的层角，岩层在各向异性这个系数方面就会变得更高，而且钻孔可能出现的偏斜和弯曲现象也会变得更大。比如，在对一些软硬交互的岩层进行钻进的时候，如果我们所遇到的层角比它的临界值还要小的话，这个时候整个钻孔就需要以锐角的形式从软岩直接钻入到硬岩当中，所以钻孔在这个过程当中就需要沿着硬岩的层面上来进行顺层的移动，而相应的方位角就会出现更大的变化，而且这种变化是没有规律的；相反的，如果我们所遇到的层角比临界值大的话，这个时候钻进时的钻孔就会发生顶层进的现象，而且整个钻进的方位也会更加趋于和整个层面的走向为垂直的关系。

（2）工艺因素。对于我们所采取的不同钻进方法来说，主要是根据碎岩的特点来确定的，因为对于不同的岩性，它们所具有的孔壁间隙也会有所差异。如果坑内的钻压比较大，而且在钻进的过程中转速也比较高的话都会在一定程度上造成弯曲的现象。

（3）技术因素。在进行钻孔的开孔时，就可能会因为坑内钻机安装时的基础面本身就存在一定的不平整现象，而使得整个立轴的安装不是特别合理，这样也可能会引起钻孔偏斜。

2　坑内钻孔弯曲预防措施

2.1地质因素控制

2.1.1移动孔位法

移动孔位法的使用主要是根据钻孔弯曲所具有的稳定规律，首先应当先对钻孔倾角进行预判，看其是上漂的还是下垂的，整个方位角出现了左偏的现象还是右偏的现象，然后再根据我们所观察和预判到的这些规律去确定出新钻孔的具体位置。

2.1.2改变倾角、方位角法

对于一般的情况而言，在对钻孔进行原始设计的时候，通常会给出一个比较确定的钻孔倾角和方位角，当原来设计当中所确定出来的倾角和方位角在实际施工的时候不能满足我们的见矿需求时，还必须要根据现场遇到的情况去合理改变。

2.1.3特殊地层需注意事项

（1）对于那些非常松散的地层来说，必须要选用更加高品质的泥浆，这样做的主要好处就是可以大大的减小泵量水平，而且也能够很好的防冲大孔径。

（2）如果在钻进的过程中遇到了溶洞，首先需要做的就是根据我们的经验和一定的方法去判断该溶洞当中是否存在着一定的充填物，如果可以确定没有充填物的话，可以慢慢的把钻具放至溶洞的底部，这样就能够测出整个溶洞的高度；高度测出来之后，就需要将钻具拔出并加以导正，然后小心地往下钻进一段距离，确定没有问题之后就可以进行进一步的处理；如果确定溶洞当中有充填物的话，首先就需要加大冲洗液的量，然后采用慢扫探底的方法，测定出该溶洞的实际高度，然后再采用相应的方法进行处理。

（3）在那些层理比较发育的岩层当中，钻进时对钻孔的方向进行设计时，应使其尽量的垂直于整个岩石的层理面，而且在钻进的过程当中，也要尽量的保持整个钻孔是特别锋利的，尽量选用一些低钻压和低转速的工具进行钻进。

（4）对于破碎的地层来说，所选用的相关规程参数要尽量小一些。

2.2坑内钻进工艺因素控制

（1）在钻进那些更容易偏斜的地层时，可以选用冲击回转的方法进行钻进。（2）在选择钻头时，要充分的考虑到地层的特征。（3）如果选用的是金刚钻头，则需要配备比较稳定的侧刃。

2.3钻进技术因素控制

2.3.1坑内钻探工程之前工作

（1）坑内所使用的钻机要保证是合格的。

（2）所有相关设备的安装必须要保证稳固和准确。

（3）在进行开孔的时候，钻具连必须要保证平直。

2.3.2钻进工作

（1）如果需要换径的话，首先需要清除孔底可能残留的一些岩心，而且在换径的时候也必须要采用同心导向钻具对其进行导向。

（2）如果需要扩径时，则需要我们携带一些小径的导正钻具进行，而且要确保它是足够长的。

3　结语

本文主要是针对在地质坑内进行钻探的时候，可能会出现的钻孔弯曲现象进行了研究，首先分析了钻孔之所以会发生弯曲的一些具体条件，以及发生弯曲的原因，然后在此基础上从影响这方面的主要控制进行了探讨，并针对性的提出了一些预防措施。

［1］AFENI Thomas Busuyi，et al.Optimization of drilling and blasting operations inan open pitmine—the SOMAIR experi⁃ence.JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OFMINING& TECHNOLOGY.2009，19（6）.

［2］Khochman L；Hadjadj，et al.New methodology selection of drilling machines.JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OFminING&TECHNOLOGY.2006，（05）.

收稿：2016-06-10

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.004