复杂地质条件下矿山大口径钻孔施工技术特点分析

随着我国施工技术越加丰富，在对矿物开采过程中，逐步向着更加偏远、地质情况复杂的地区挺近，面对工作环境越发恶化，在开采是需要强化施工技术，才能保障开采工作的安全性，为开采人员的生命财产保驾护航。在复杂地质条件中，需要运用安全、高效的方式进行大口径钻孔，强化矿物开采过程中的通风、排水、下电缆及矿山救援等功能，为绿色矿山建设提供借鉴。当然，根据用途的不同，可以对大口径工程进行套管直径的设定，数值在Φ450mm-Φ1100mm范围为最佳，而井深设置的范围多数会小于Φ1000m。

1.前往西藏的道路：从都兰出发，西至格尔木，再正南行，相继经过昆仑山口、安多、那曲，通往拉萨，并经过拉萨前往印度。

基于复杂的地质环境下，通过大口径钻孔的方式进行施工，多数会钻遇到沉积岩地层，该地层岩类别较多，条件极为复杂，会在无形中增加大口径钻孔的难度，所以，通过对复杂地质环境的研究，利用大口径钻孔施工技术开启施工，对于我国的施工技术而言是极具现实意义的。

1 大口径钻孔技术施工特点

与一般的地质钻孔相比较，大口径施工需要掌控其井眼的直径大小、套管直径的大小、套管重量的大小等等，这样才能对后续下管风险加以预判，了解固井的难度，从而对井斜要求进行鲜明工艺技术特点的分析，从而对大口径钻孔技术特点加以分析，了解岩层破碎带、易斜底层及易漏地层中开展大口径钻孔施工需要具备哪些技术，并对现有的技术内容及施工安全性进行分析，为后续开展大口径钻孔施工提供有效的指导。

选取了粗糙表面的金属铝和铜样品，在1 064 nm波长下开展了材料反射特性的测量实验，并利用几何光学近似的方法对测量结果进行了验证。

面对岩层倾角大的问题，可以通过地层中钻进入，满足发生孔斜的现象，从而保障钻孔的垂直度，当该问题满足设计与套管安装需求时，需要对孔斜加以控制，常用的方法就是利用大口径钻孔时，对孔斜加以施工，利用扶正器、减压慢钻的方式进行

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1.1 套管直径大

为满足复杂地质环境的施工需求，需要通过大口径钻孔的方式对矿山瓦斯抽采、强排水、通风、输冰降温、送料、下电缆等功能加以探索，了解大口径钻孔中套管直径大小，有关直径的设置应大于地质钻孔、石油钻孔等。最好将其设置在Φ450mm～Φ800mm之间，最大的工作套管直径已达Φ1100mm。

1.2 终孔孔径大

基于套管重量的庞大，无法通过远超钻机的提升能力与钻塔的承载力完成相应的施工，多数需要通过漂浮的方式完成下管工作，但由于整体管壁厚焊接的时间长，需要在下管前对孔内的泥浆性能及孔壁的稳定性能进行更深层次的要求。基于孔径的增加，在地层中砾岩层、粘土层等状态下会发生坍塌变形的风险，也为下管施工增加了难度与风险。所以，在下管施工时，会遭遇到被卡或套管无法满足设计的孔深，从而无法操控套管，严重时还可能无法使用该钻孔。

1.3 下管风险大

为满足复杂地质环境的施工需求，在大口径钻孔过程中，要确保终孔孔径的大小是取决于套管直径的大小，这样才能保障常规钻孔与矿山竖井间的施工正常进行。而场景的终孔孔径设置在Φ450mm～Φ1000mm之间。随着近年来矿山开采的发展，施工钻孔的孔径也在不断扩大，最大终孔直径已达Φ1500mm。

1.4 套管重量大

首先是扶正器这一方法，通过利用大口径钻孔施工，设置扶正器对井斜加以控制，而扶正器与钻孔的直径相同，将其连接在不同的钻铤位置，确保满眼钻的长度大于20m，这时了解到使用该方法可以有效减少钻具与孔壁间的缝隙，从而最大限度的控制钻孔偏斜

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1.5 固井难度大

基于大口径钻孔与套管的环状容积较大，在施工时，要考虑到固井水泥量会比普通钻孔大得多，所以，基于大口径钻孔而言，要做好固井工作，需要在短时间内将大量的水泥浆注入在孔内完成置换钻孔与套管间的缝隙内的泥浆上返至地面，这样的操作对于古井设备与施工组织而言，要求极高。若钻孔孔壁不够规则，那么需要在保障大环空体积套管的固管质量，从而满足大口径钻孔古井施工的相关需求

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1.6 井斜要求严

基于大口径钻孔的具有很多用途，但若将其设置在井斜中，那么要做的工作还是极多的。需要减少下巷道的挖掘工作，才能满足钻孔靶位的设置，并将该靶位摄于井底巷道附近，从而满足钻孔井底位置的限制要求，从而使钻孔井垂直。同时，基于井斜过大，会为钻孔造成困难，从而对套管中的下入造成困难。面对这样的问题，就要对大口径钻孔特点加以掌控，针对其特点进行施工，即使更多的复杂地质条件，也可以用该方式进行相应的施工，从而保障钻孔施工质量，确保施工得以安全顺利的进行

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2 复杂地质条件下钻孔施工技术

2.1 泥浆

在施工过程中，需要将泥浆作为钻孔施工的主力，才能将钻机在运行中产生的大量岩石粉带出，而泥浆在这样的状态下，会将孔内循环流动过程中在孔壁上形成的泥皮加以巩固，从而起到保护孔壁稳定的作用。大口径钻孔施工中较为常用泥浆指标为密度在1.20g/cm

～1.25g/cm

、失水≤12ml、漏斗粘度在35s～45s、PH值8～10、泥皮厚度≤1.5mm、含沙量≤4%，所以，在复杂地质条件下开展施工时，需要通过大口径钻孔施工，针对泥浆选择方面，可以考虑到不同地层对于泥浆整体的性能，这样才能在后续条件下，顺利开启钻孔施工工作。若在施工中存在易垮塌类不稳定的地层，需要在泥浆中加入适当的防塌剂，提升泥浆整体防塌陷的能力

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若发现岩石严重破碎，泥浆护壁不足的问题时，需要立刻停止循环泥浆，并按照4:6的方式向孔内抛投水泥，与粘土料混合，并利用开动钻机，通过搅拌的方式对混合料进行充填，当坍塌断的高处于2m的位置时，需要对塌孔段的钻具进行停钻，确保混合料处于24小时的固结状态，并以每小时不足0.3m的速度循环钻入到坍塌路段1m处，完成正常的钻进

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轮胎市场下滑。前三季度，国内轮胎市场表现疲软，主要品种价格普遍下跌。目前，国内轮胎市场总体维持弱势调整局面。由于出口增长放缓，供需矛盾依然突出，轮胎行业效益持续低位徘徊。预计后市国内轮胎市场总体将保持基本平稳的格局，价格低位运行。

这里所用的制备方法，多是通过高速回转式的搅拌方式完成搅拌成浆的设置，将其放在储浆池内，通过泥浆泵送入孔内。若对于桩位进行内容的分散设置，将造成桩数的降低，从而使人工挖掘桩孔顶部的数据增加，利用钻机，对孔内投掷浆材料边进行正循环泥水，完成足量泥浆的制作，常用泥浆的技术指标如下（见表1）：

图4中c代表通道数;k代表卷积核大小;s代表卷积步长;p代表扩充数。我国的车牌由7个字符组成,第一个为省份简写汉字,其余为数字或者大写字母。我国的车牌共包含31个省份名称简写,10个阿拉伯数字,24个大写英文字母(去除掉O和I),所以每个全连接层共有65个类,将7个全连接层经过通道连接层重组后由分类层做分类。Conv6的卷积核大小为5×26,卷积步长为2×3,在最后一个卷积层之后,对每一个输入图片计算,得到一个具有位置信息的64个通道的7×21大小的特征图张量,此特征图从左至右依次与7个车牌字符信息的网络高层抽象对应,经过随机失活层后,并列连接的7个全连接层分别对应7个车牌字符的分类任务。

2.2 岩层破碎带钻进

在施工中，要保障泥浆性能，就需要通过综合化分分析，了解地质资料及钻孔时地层的整体情况，针对钻进孔口时的出渣情况进行问题的分析，根据岩层破碎的情况及时调整泥浆性能，从而提升泥浆整体的护臂能力，避免在施工过程中，因破碎坍塌而出发施工隐患，这样才能确保施工得以安全顺利的开展。针对主塔墩离背斜轴较近，构造的应力是极为集中的，所以需要通过勘探揭露的方式找寻碎石状的岩层，所以要对成孔时易出现的塌孔进行内容的掌控。根据岩层的变化进行泥浆的更换，利用综合分析的方式勘探相邻孔的钻进记录，这样才能观察到钻进孔出渣的情况，从而判断岩层的变化。若发现存在破碎的岩层需要立即更换膨润的土泥浆，更要根据岩层的破碎程度进行泥浆指标的更换，提升护壁的能力。

通过在灌注桩中加入泥浆，制备护壁泥浆，确保地层岩石的完整程度，若岩石处于不完整的塌孔状态，需要利用较低较低的黏土泥浆进行填补，若地层为破碎易塌陷的状态，可以选用膨润土，从而完成整体灌注的施工工作。这时可以将黏土的水质量设置为20%～30%，重晶石为17kg/m

泥浆；CMC的土质量的0.05%～0.1%，膨润土为水质量的6%～8%，锯末屑为水质量的1%～20%膨润土泥浆，CMC为膨润土质量的0.05%～0.1%，重晶石为17kg/m

～30kg/m

泥浆，锯末屑为水质量的1%～20%。

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通过注浆的方式可以有效加固围岩，并对钻进过程中发生的岩石、养成破碎状况加以分析，通过正常的泥浆护臂技术无法满足破碎围岩的支撑需求，从而造成孔壁坍塌问题的出现。这时，需要立即停止注浆工作，利用地面带压注水泥浆的方式，对破碎的围岩加以固定，从而满足水泥浆中迅速凝固的需求，使破碎的围岩成为一个加固坚硬的整体，再按照施工程序开展钻孔工作，当然，在钻孔过程中，还要实时关注围岩的状况，若有需要，可以对围岩进行二次加固，确保整体钻孔的稳定性，提升施工安全的需求。该方式适用于岩层极为破裂的情况，当抛投水泥，将其置放在水泥粘土出，利用护壁的方式对其孔壁外1m的圆周出进行孔距灌浆，按照1.5m～2m的孔距完成设置工作，并利用地质钻机进行钻孔完成灌浆管的填罐工作，若按照0.6：1的方式进行水灰比灌水泥浆，需要在其中加入速凝剂，从而有效解决该问题，使破碎的岩石凝结成整体，并按照正确的方式完成钻进工作，降低发生塌孔的现象了。在灌浆后需要经历3昼夜的时间保障水泥灌浆的固结状态，利用该方式处理岩层的破碎极为有效。但这样的做法存在造价高的问题，只有在其他方式失效的情况才采用该方式完成岩层的破碎解决工作。如：大桥的主墩孔在钻进45m处时出现塌孔现象，需要了解钻具的深度与孔深的状态，这样才能将剩下的钻具切割后提出后用的混凝土灌注，并对周边的灌浆孔进行布设，在灌浆处理后，并在其周围加设新的补桩，依旧引用正常的钻进方式进行成孔设置

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2.3 易斜地层钻进

通过大口径钻孔对现有的工程内容加以设计，了解其施工特征与水文水井、矿产资源在钻孔过程中的不同之处，并对大口径钻孔的特点加以概述，即五大、一严，五大为套管直径大、终孔孔径大、下管风险大、套管重量大、固井难度大，而一严内容为井斜要求严，相关内容如下：

在施工过程中，大口径钻孔需要满足工作套管的厚度，才能完成相应的施工。但由于套管的三轴抗挤压能力的强度受使用年限的限制，所以对于工作套管而言，壁厚越大，套管越重。就一般的施工排水钻孔而言，下入Φ720mm×24mm，或者Φ720mm×32mm，其直缝套管为808m，套管重量达378t。所以工作套管需满足一定的厚度，才能完成相应的施工。

其次是减压慢速钻进这一方法，可以利用岩层的倾角的方式对钻孔加以施工，钻进时需减压50%，适当降低钻进速度，才能保障钻孔的垂直度在可控范围内。同时，针对不同的操作需求，有关工作人员可以利用钻进参数相一致的方式对钻具及技术参数进行整理，不得任意更改

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最后是无线随钻技术这一方法，通过对大口径导入正孔，钻进的过程是在无线随钻的方式下倾斜进入其中的，从而时刻监督钻孔的倾斜方位，并就其角度变化对内容加以控制，针对孔斜与方位角设置超出预设希望的，可以在第一时间内利用无线随钻的纠斜技术对其进行定向的纠斜设置，确保钻孔中的靶和套管得以顺利的下放

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103例淋巴瘤患者中，LDH升高组为47例（45.6%），LDH正常组为56例（54.4%）。LDH升高组和正常组SUVmax分别为10.11±6.41和8.76±4.89，二组间SUVmax差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.4 易漏地层钻进

在下钻时要了解整体的速度，防止过度的压力造成速度的加快，并由专人对泥浆返出情况加以记录，了解泥浆液面的变化状况。同时，基于大口径钻孔的设置，要做好易漏地层的管控工作，严格管控泥浆整体性能的设定，避免因比重过大压漏地层。在钻进过程中，若发生漏失情况，需要对漏失中的内容加以详细的记录，如：整体的层位、漏失量、速度、泥浆性能等，从而找到有效方案，缓解因漏洞造成的危害

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在利用大口径钻孔施工时，若发生井漏现象，可以利用锯末屑掺入泥浆中，堵塞岩层的缝隙，还可以将锯末放入在黏土中，做成泥团，利用钻具进行强烈的搅拌，将其挤入漏水的岩层中，起到更为坚固的防漏效果。若漏浆问题极为严重，则需要利用注水泥浆的方法进行堵漏，提升地层防漏能力。

3 结语

综上所述，在复杂的地质条件下开启大口径钻孔施工工作，是为了保障工程整体的安全性才开启的，而该施工方案是一项专业性极强的工作内容，需要在前期进行精细化的设置，做出完整的专项施工方案，并在施工前期掌握全面的地质材料，并根据材料内容制订钻孔施工方案，确保钻孔方案安全开展，为后续大口径钻孔施工的优化奠定基础。

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