礦區(qū)鉆探工程施工方案及保障措施

礦區(qū)鉆探工程施工方案及保障措施礦區(qū)鉆探工程施工方案及保障措施/礦區(qū)鉆探工程施工方案及保障措施西藏自治區(qū)改則縣金龍礦區(qū)鉆探工程第一、二標段施工方案及保障措施西北有色地質勘查局七一一總隊二○一二年十一月二十日施工方案及保障措施一、施工組織設計1基本情況1.1項目名稱：西藏自治區(qū)改則縣金龍礦區(qū)鉆探工程1.2工作性質：普查1.3工作范圍：礦區(qū)位于西藏自治區(qū)阿里地區(qū)改則縣物瑪鄉(xiāng)境內1.4自然地理條件及工作條件礦區(qū)地處藏北高原中西部，屬高原中低山地貌區(qū)，具有高海拔、相對高差較大之特點，區(qū)內海拔多在4700～5100m，最高海拔5209m，相對高差300～509m，地形切割中等。區(qū)內水系較為發(fā)育，其中本松藏布水系較大，為常年性河流。眾多水系形成以湖泊為中心的向心水系匯入達熱布錯。礦區(qū)屬高原亞寒干旱季風氣候區(qū)，寒冷、干旱、多大風、溫差大，日照時間長，年日照3160小時，年降水量189.6mm，年降雪日為60天左右，年平均氣溫0℃以下。每年七八月份為該區(qū)雨季，常有雨雪、冰雹等，降水量占全年的70%以上，但年降水量明顯小于蒸發(fā)量；10月至翌年5月為冰凍期。每年僅6～9月適合野外工作，但恰逢雨季，給生產、生活帶來許多不便。區(qū)內居民均為藏族，從事畜牧業(yè)，以飼養(yǎng)藏系綿羊、喀什米亞爾山羊為主，有少量牦牛和馬匹，當?shù)啬撩褚耘Ｑ蛉?、奶制品及糌粑為主食，牛、羊糞為燃料，人煙稀少，勞動力缺乏。在改則縣城設有政府、醫(yī)院、電信局、銀行、加油站、修理廠、商店等基礎設施，大部分的生活、生產物資可以就地采購，但仍有部分生產物資仍需從外地自運供給。根據(jù)《地質調查項目預算標準》（2010年試用）規(guī)定，工作區(qū)海拔在4700～5209米，相對高差509米，地物分值為3，地貌分值為12，坡度分值為19，比高分值為18，總分值為53，因此，確定該區(qū)地形等級為Ⅴ級。根據(jù)該區(qū)地質構造及礦化情況，地質復雜程度屬Ⅲ類（復雜區(qū)），水、工、環(huán)地質復雜程度屬Ⅱ類（中常區(qū)）。巖石以為板巖、變質巖屑砂巖、變質火山巖、花崗閃長斑巖、二長花崗板巖、花崗斑巖、粉砂巖、礫巖、硫化物礦等為主，巖石級別總體劃分為第Ⅶ級（中等硬）。1.5地質簡況工作區(qū)位于羌塘～三江復合板片南緣，緊鄰班怒縫合帶（見圖1）。以班公錯—怒江縫合帶為界，北部屬于羌塘—三江復合板片，南部屬于岡底斯—念青唐古拉板片。金龍礦區(qū)地層屬于羌塘～昌都地層區(qū)羌南地層分區(qū)。主要為下侏羅統(tǒng)曲色組(J1q)、下中侏羅統(tǒng)色哇組（J1-2s）、下白堊統(tǒng)美日切錯組(K1m)，其次為古近系漸新統(tǒng)康托組(E3k)和第四系（Q）金龍礦區(qū)是以銅為主，伴生有金、銀的多金屬礦床，礦石氧化程度不高，主要為原生礦石，目前將該礦區(qū)礦石類型定為原生礦。金龍礦區(qū)根據(jù)礦體分布，劃分為7個礦段，由西向東：地堡那木崗礦段、多不雜東礦段、鐵格隆南礦段、拿若礦段、色那礦段、色那東礦段和尕爾勤礦段。圖1交通位置圖圖1西藏大地構造區(qū)劃略圖中鋁西藏礦業(yè)有限公司擬對拿若、地堡那木崗、尕爾勤、鐵格隆南、色那、色那東、多不雜東7個礦段做地質普查工作，發(fā)布了《西藏自治區(qū)改則縣金龍礦區(qū)鉆探工程及勘探簡易道路工程招標文件（招標編號：LYZB-1208）》，該鉆探工程施工招標文件為本工程的任務來源。工作區(qū)位置見下圖2。圖2工作區(qū)交通位置圖2總體任務根據(jù)招標文件，金龍礦區(qū)鉆探工程Ⅰ、Ⅱ標段工作量分別見表1和表2：表1金龍礦區(qū)鉆探工程Ⅰ標段設計工作量標段礦區(qū)線號孔號設計孔深（m）備注第Ⅰ標段拿

若23NRGZK2308500由于礦區(qū)處于普查階段，現(xiàn)設計工作量在招標中只能作參考使用，具體孔位及工作量應根據(jù)現(xiàn)場地、物、化及鉆孔見礦情況適時調整。15NRGZK15014607NRGZK0725400NRGZK0717420NRGZK0709420NRGZK0701430NRGZK0708450地

堡

那

木

崗16ZK1623500ZK1644500ZK1652500ZK166050024ZK2436500ZK2444500ZK2452500ZK246050032ZK3228500ZK3236500ZK3244500ZK3252500小計9080表2金龍礦區(qū)鉆探工程Ⅱ標段設計工作量標段礦區(qū)線號孔號設計孔深（m）備注第Ⅱ標段尕

爾

勤23ZK2324500由于礦區(qū)處于普查階段，現(xiàn)設計工作量在招標中只能作參考使用，具體孔位及工作量應根據(jù)現(xiàn)場地、物、化及鉆孔見礦情況適時調整。ZK233250031ZK311650015ZK1516500鐵

格

隆

南8ZK0824500ZK0816500ZK08095000ZK000450016ZK160450024ZK2404500色

那7ZK0701500ZK07095000ZK00085008ZK080150016ZK1641500ZK1657500色

那

東8ZK080850072ZK7201500ZK7208500ZK7217500多不

雜東未定500未定500小計110003工期要求根據(jù)施工招標文件，工期要求如下。計劃開工日期：2013年4月15日；計劃竣工日期：2013年11月5日?？偣て?00天。4施工設計一、概念鉆孔結構是指開孔至終孔孔身口徑的變化。換徑次數(shù)愈多，鉆孔結構越復雜，反之越簡單。鉆孔結構的選擇，要充分考慮礦區(qū)的巖石性質、水文地質條件、終孔口徑、鉆孔深度、鉆進方法、鉆孔用途等因素。二、確定鉆孔結構總的原則以終孔直徑做為擬定鉆孔結構的標準，對照理想巖層剖面自下而上擬定各段的口徑和開孔直徑。在保證鉆孔質量和安全鉆進的前提下，盡可能地采用泥漿護孔從而減少或不下套管和少換徑，最大限度地簡化鉆孔結構。三、鉆孔結構選擇依據(jù)1、終孔直徑終孔直徑是設計鉆孔結構的先決條件，以此為依據(jù)根據(jù)地層的復雜程度等因素，從下向上推算。影響終孔直徑選擇的因素是多樣的，比如鉆頭型式、鉆進方法、地質要求、鉆孔用途、孔內測井儀器和裝置的規(guī)格、鉆機動力容量等。通常情況下，在滿足鉆進至給定深度和取樣的要求下，鉆孔直徑盡可能?。坏谛聟^(qū)上鉆或地層復雜的地方上鉆，終孔直徑宜選大些，以便于在可能發(fā)生事故時留有備用口徑。2、換徑次數(shù)：是否換徑應由以下幾個方面決定：①用套管固壁問題：取決于對鉆孔地質情況的了解程度和鉆孔復雜情況。當鉆進松散的砂礫巖、流砂層、受地下水影響，用泥漿護孔無效時；穿過較厚的節(jié)理、裂隙發(fā)育的破碎帶、坍塌、掉塊極為嚴重，采用泥漿、水泥漿或其它方法護孔無效時；鉆孔遇到含水構造或與大裂隙貫通，嚴重漏水，用其它方法止水無效時。上述三種情況下應考慮下入套管換徑鉆進，應根據(jù)可能遇到的情況確定好所下套管的層數(shù)。②鉆機能力問題：鉆機動力是一定的，不同口徑到達一定的深度后就要及時改換以便繼續(xù)鉆進。③鉆具級配問題：盡可能選擇鉆桿直徑與鉆頭直徑相接近，利于孔壁穩(wěn)定。④鉆進效率問題：口徑越大，效率相應會低些，因此在滿足取樣要求的情況下盡可能用較小的口徑。3、鉆孔結構選擇針對甲方的設計要求，保證施工質量，我們擬使用目前國際比較先進的NQ系列金剛石繩索取心鉆進工藝，該工藝相對于金剛石普雙鉆具而言，具有鉆進效率高，鉆孔孔壁穩(wěn)定，巖心擾動小，以及巖心采取率高的特點，因此，鉆孔結構采取如下：(1)根據(jù)施工區(qū)的巖層結構特點，一開使用φ110㎜或φ95㎜金剛石鉆頭開孔，下好不短于2米的井口管；開孔面為完整基巖時，直接采用φ75㎜金剛石鉆頭開孔鉆進。(2)將φ95㎜口徑作為備用口徑，以防必要時用做二開。(3)配備各種規(guī)格的套管、絲錐及反絲鉆桿，以備處理井故之需。4、沖洗液與護壁堵漏4.1沖洗液的功用、種類4.1.1功用：巖心鉆探中，要保證優(yōu)質快速安全鉆進，正確地選擇、使用沖洗液起著十分重要的作用。它主要起的作用是：a清洗孔底，懸浮和攜帶巖粉。借循環(huán)著的沖洗液將鉆頭破碎的巖粉、巖屑及時攜帶至地表，以保持孔底清潔；而當沖洗液中斷時，利用其本身的觸變性，將巖粉懸浮起來，防止巖粉迅速沉淀造成埋鉆事故。b冷卻鉆頭，提高鉆頭的使用壽命。鉆進過程中，孔底產生很高的溫度（二百至三百度），因此，借沖洗液的循環(huán)將熱量帶走，從而達到冷卻鉆頭延長鉆頭使用壽命的目的。c潤滑鉆頭和鉆具，減弱鉆具振動。使用加潤滑劑的乳化沖洗液可減小鉆頭與孔底巖石、鉆具與孔壁間的摩擦阻力和有效地減弱鉆具高速回轉時振動及減輕鉆機動力機等的負荷，使鉆頭工作平穩(wěn)。d形成泥皮，保護孔壁。利用沖洗液本身性能，在孔壁上形成薄而堅韌、致密的泥皮，從而防止孔壁坍塌、掉塊；調節(jié)沖洗液的比重，可防止涌水、漏失、井噴等事故等。e輸送巖心。反循環(huán)連續(xù)取心鉆進時，利用沖洗液作介質，通過鉆桿柱連續(xù)向地面輸送巖心，這種方法取得的巖心，代表性好，層位準確。f傳遞動力。如渦輪鉆、螺桿鉆、沖擊回轉鉆等，采用它作動力的傳遞。4.1.2種類：泥漿（水基泥漿、低固相泥漿、混油泥漿、油基泥漿、充氣泥漿、泡沫泥漿）、乳狀液、清水、空氣等幾種類型。4.2、鉆孔沖洗方式主要有全孔循環(huán)和孔底局部反循環(huán)二種方式。全孔循環(huán)又分正循環(huán)與反循環(huán)兩種。正循環(huán)是用水泵壓送沖洗液由鉆桿柱中心進入孔底并經(jīng)鉆頭水口返出，經(jīng)鉆桿與孔壁環(huán)狀間隙上返至孔口，通過地面循環(huán)槽流入泥漿池，不需要孔口密封器等附加裝置，適用于各種鉆進方法?？椎拙植糠囱h(huán)實際上是一種正反循環(huán)結合的循環(huán)方式，它是用于提高巖心采取率的一種方法，常用的是噴射式反循環(huán)（沖洗液由鉆桿柱中心下去，從噴反接頭處流出，在管內形成負壓抽吸力，從而形成孔底局部反循環(huán)）。4.3沖洗液的選擇主要根據(jù)鉆進地層情況來選用，基本原則是：a致密、穩(wěn)定地層，選用清水；b松散、掉塊、裂隙或遇水膨脹地層，首選不分散低固相泥漿，也可選淡水泥漿或鈣處理泥漿；c易溶解的礦層（如巖鹽等），為保護礦心，防止沖蝕孔壁，應選用鹽水泥漿（含鹽大于1%，PH7-9.5）d金剛石鉆進，應選用聚丙烯酰胺不分散低固相泥漿、乳化泥漿作沖洗液。4.4泥漿的性能指標主要用粘度、比重、含砂量、失水量、泥皮、PH值、膠體率和穩(wěn)定性這幾種指標來衡量泥漿的好壞。4.5當?shù)卣惩潦欠襁m合造漿的野外鑒定一般情況下，用造漿率（一噸粘土能造出多少立方米表觀粘度15厘泊的泥漿）來確定粘土的好壞。粘土造漿能力分為四級，如下表：常用粘土名稱等級造漿率（m3/t）膨潤土甲20次膨潤土乙9.5白土、高嶺土、陶土等丙3.5-8黃土、紅土、膠泥、干子土丁1-3.5現(xiàn)場鑒定時，先取少量粘土配制少量泥漿，按比例先加一些純堿，然后加入降失水劑（如羧鈉甲基纖維素），接著用濾滴定法（任意滴一滴泥漿在濾紙上，開始數(shù)數(shù)，如數(shù)到5以上約4秒才滲出水，即可斷定這種粘土可用；如果立即出水印的泥漿則說明該造漿粘土須處理后才能使用）測定泥漿的失水量，即可辨別粘土是否可用。確定能用后再通過配比試驗確定合理的配方（主要是處理劑的加量與性能合乎地層鉆進要求）。4.6幾種常用泥漿4.6.1細分散泥漿由淡水、粘土和一般處理劑（主要為分散及降失水）配制而成的普通泥漿。一般是利用當?shù)卣惩梁退渲圃瓭{，用加量為粘土量0.5—2%的純堿進行處理，加純堿目的是除粘土中的部分鈣離子從而把鈣土變成鈉土。加入純堿后泥漿粘度大，失水量小、膠體體率高、穩(wěn)定性強；但值得注意的是，純堿加入過量時，則失水量增大；同時有些粘土還需要加入少量燒堿才能將鈣土變成鈉土。4.6.2低固相泥漿與不分散低固相泥漿泥漿中固相含量小于10%的泥漿，稱之為低固相泥漿，其特點是比重低，可減少鉆具回轉摩阻、泵壓損失、漏失和提高鉆速。鉆進中會不斷產生巖屑，因此常用水解聚丙烯酰胺（水解度30%左右的PHP）等選擇性絮凝劑配合機械凈化法除去巖屑，不讓它們分散于泥漿中，從而保持較低的固相含量(小于4%，比重1.06以下、失水量低于10ml、泥皮厚小于0.5mm、PH值7—8.5間)，稱不分散低固相泥漿。4.6.3無固相沖洗液沖洗液中沒有粘土固相，即配制泥漿時不加入粘土。其優(yōu)點是不用粘土，比重低而有利于提高鉆速，在注水泥時因無泥皮也有利于水泥與孔壁的聯(lián)結，而當提高鈣量后，也有利于抑制粘土質巖層的水化膨脹。巖心鉆探常用聚丙烯酰胺沖洗液和水解聚丙烯酰胺——水玻璃配制成的無固相沖洗液。常用配方是：往水中加水解聚丙烯酰胺（水解度20—30%，分子量200—500萬）200PPm，水玻璃8%，皂化油0.3%，所得沖洗液的性能為：粘度16s、比重1.02、PH值10—10.5。最基本的配方是：清水中（1立方）加入水解度30%的PHP500—2000ppm即可。采用無固相沖洗液時井口要配有性能良好的除泥除砂裝置配合。4.6.4不同地層選用的泥漿類型及性能；1、復雜地層分類及護孔措施①復雜地層分類常分為：漏失地層與不穩(wěn)定地層二大類，其中漏失地層又分為孔隙類地層、裂隙類地層、洞穴類地層；不穩(wěn)定地層包括力學不穩(wěn)定地層（松散地層、破碎帶、承壓水、油、氣地層）和物理化學不穩(wěn)定地層（水敏性地層、易溶地層）。②復雜地層的護壁措施孔隙類地層：中小型裂隙采用高粘、高切泥漿鉆進；大容量型還可考慮惰性材料充填、化學漿液堵漏和套管隔離；大厚度型用泡沫泥漿鉆進、化學快速注漿堵漏和孔底局部反循環(huán)鉆進。裂隙類地層：以水泥注漿堵漏和套管隔離為主。洞穴類地層：中小型用惰性材料充填和套管隔離；大容量型可采用惰性材料充填后注漿或人工造壁后堵漏；大厚度型采用孔底局部反循環(huán)鉆進和套管隔離。松散地層（如流砂層、破碎帶等）：其表現(xiàn)為巖石結構松散，孔壁極不穩(wěn)定，孔壁受鉆桿柱震動沖打，液柱壓力小于地層壓力時掉塊、坍塌，沖洗液滲漏，起下鉆受阻。對這類地層主要采用優(yōu)質泥漿鉆進，以防漏、防塌為主，必要時泥漿做增粘、加重處理，同時要保證孔內液柱壓力，另外也可在鉆穿后用套管隔離的辦法。在承壓水、氣、油地層，地下承壓層壓力大于液柱壓力，從鉆孔內涌出，引起孔壁坍塌，可采用加重泥漿并保持孔內液柱，鉆穿后用套管隔離的辦法。水敏地層：地層因吸水而引起膨脹或松散，進而造成縮徑或超徑，嚴重時導致孔內各類事故發(fā)生，這類地層用優(yōu)質泥漿護壁，以降失水為主。2、各類地層使用的泥漿性能參考指標地層情況比重粘度(s)失水量ml/30min泥皮厚度(mm)靜切力(mg/cm2)含砂量(%)膠體率(%)PH值1分鐘10分鐘一般地層1.1—1.1518—2025以下4以下0——1015——25小于4大于978——12吸水膨脹地層1.1—1.218—2010以下2以下0——1015——25小于4大于978——12坍塌掉塊地層1.2以上25—3015以下2以下15——2530——50小于4大于978——12滲漏地層1.1以下25—3015以下3以下30——5050——80以上小于4大于978——12承壓油氣地層1.3—1.5以上25以上15以下3以下5——1510——20小于4大于978——12涌水地層1.3—1.5以上25—3015以下3以下5——1510——20小于4大于978——124.7泥漿的配制、性能調整的方法，處理劑的使用。4.7.1泥漿的配制可用分散或集中配制兩種方式。由于鉆機分散施工，一般在機場使用0.4m3臥式攪拌機或0.5—1m3的立式攪拌機單獨攪拌泥漿。為保證泥漿質量，配制前應根據(jù)地層巖性進行試驗，確定出最優(yōu)的配方；配漿如果用膨潤土時要預水化；采用低硬度的水配漿；加絮凝劑時（PHP）要在孔口或泥漿槽中慢慢滴入且不能過量。4.7.2泥漿性能的調整及處理劑調整泥漿性能主要包括：降低泥漿失水量、增加或降低泥漿粘度和切力、增加或降低泥漿比重和調節(jié)PH值等。鉆進中，泥漿的性能會因地層條件的變化而不斷變化，要事先估計好鉆穿地層、巖性、水質等對泥漿性能的影響，預先進行泥漿性能調整或根據(jù)孔內泥漿性能變化情況及時加以調整。當孔壁坍塌或有輕微漏失時，可通過增加泥漿中粘土含量、新配制的泥漿中加適量純堿或加有機高分子增稠劑（如CMC）的辦法來提高泥漿的粘度和切力；而鉆進粘土層或泥質頁巖層等時，則需要降低泥漿粘度和切力，可通過加稀釋劑來解決；鉆進遇水膨脹地層、滲漏和坍塌地層時，則需要降低泥漿失水量和控制泥皮厚度，最常用的方法是增加粘土含量與使用有機高分子降失水劑（CMC）；鉆進高壓含水層或油氣層及某些坍塌地層時，需要提高泥漿比重以平衡地層壓力，其方法是在泥漿中加入加重劑（如重晶石粉等），值得注意的是使用加重泥漿時需做好泥漿地表凈化工作，防止加重劑和巖粉沉淀卡鉆；而這些方法中的加量無法在此給大家，因為每個礦區(qū)使用的泥漿性能是不一樣的。因此，實際工作中應結合所采用的泥漿類型與性能在原漿基礎上試驗后再確定合適的加量。4.7.3泥漿的維護鉆進中巖粉不斷進入泥漿從而使泥漿性能發(fā)生變化，必須及時清除，否則會加速水泵的磨損甚至會導致孔內事故。最簡單的凈化裝置是泥漿循環(huán)槽、沉淀箱和水源箱，泥漿槽一般長15m（寬0.3m，高0.2m，坡度1/100—1/80）且每隔1.5至2米安設擋板（形成局部渦流有利于巖粉沉淀），有條件時應該配旋流除砂器（除較細巖粉）。機臺應配備泥漿性能測量儀器（野外泥漿性能測試箱，含有比重計、ZNS型泥漿失水儀或1009型泥漿失水儀、泥漿含砂量杯和pH試紙等）；每班設專人負責管理泥漿，負責泥漿的配制、處理、凈化除砂和泥漿性能的測定，隨時掌握泥漿性能的變化情況及孔內情況適當調整性能參數(shù)；泥漿的使用也要認真填入班報表中而且要準確齊全。4.7.4聚丙烯酰胺（PAM）的水解方法PAM產品濃度7—8%，分子量最低5萬最高800萬，它是一種機臺最常用的泥漿處理劑，水解后對泥漿有選擇性絮凝作用，加在泥漿將巖屑和劣質粘土絮凝沉淀，以水解度30%時絮凝效果最好。因此機臺上常使用30%水解度的PHP作處理劑。水解是將酰胺基（—CONH2）轉變成羧鈉基（—COONa），轉變成羧鈉基的百分數(shù)叫水解度。依燒堿加量的不同，得到不同水解度的聚丙烯酰胺，水解可用加溫攪拌法或常溫法。加溫攪拌法：將聚丙烯酰胺、燒堿和水按一定比例混合，加溫至90或100度，攪拌3至4小時左右即可獲得不同水解度的水解聚丙烯酰胺（HPAM或PHP）。這種方法水解后產品中的游離堿量少，水解度比較準確。燒堿和水的加量可通過計算或用相對比例關系式來確定（濃度7%的聚丙烯酰胺：燒堿：水=1：1.2%：6）。加燒堿量（kg）=40／71×聚丙烯酰胺量（kg）×聚丙烯酰胺含量（%）×要求的水解度。加水量則可按高聚物濃度為1%的溶液為準，如濃度為7%的聚丙烯酰胺1kg則需加水6kg即成濃度1%的溶液。值得注意的是，水解后的聚丙烯酰胺溶液濃度為1%。常溫法：濃度7%PAM：燒堿：水＝10:1:60，攪拌均勻后放置2至3天即可獲得濃度1%水解度30%左右的PHP。常溫法水解后的產品游離堿較多容易使泥漿增稠，同時水解度也不是很確切而影響絮凝效果。4.8儀器配備計劃及粘土、處理劑的用量計劃。根據(jù)礦區(qū)開動的鉆機臺數(shù)確定野外泥漿性能測試儀器的數(shù)量，根據(jù)所選定的造漿粘土類型和工作量以及造漿率、泥漿配方來計算出粘土和各類處理劑的需要量并列好表格，作好物資采購計劃。4.9復雜地層護孔方法根據(jù)礦區(qū)鉆進地層的分類特點，制定出各層位的護壁堵漏措施，在需要套管時應根據(jù)礦區(qū)可能開動的鉆機臺數(shù)和鉆孔套管下入的深度以及規(guī)格等，做出比較準確的備料計劃供生產中使用。這里主要介紹一下采用水泥護孔時的有關要求：4.9.1水泥漿的可泵性和可泵期可泵性：水泥與水拌合并加入適量的水泥附加劑（如早強劑、減水劑等）的情況下，具有良好的流動性，便于泵送達預灌部位。實踐證明，只有流動度達15cm以上，水泵才能順利實現(xiàn)泵送。可泵期，就是指水泥漿能用水泵抽送的時間期限。一般情況下，水泥漿的可泵期應40—60分鐘內保持流動度在15cm以上。因此，實際工作中，在采用水泥護壁堵漏時，在目前的操作熟悉程度不是很高的情況下宜用較大的可泵期。各施工單位可根據(jù)自己的施工經(jīng)驗而定。4.9.2水泥的種類常用的有普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、硫鋁酸鹽型水泥等。一般情況下，野外常用的是425標號以上的普通硅酸鹽水泥進行護壁堵漏。4.9.3水泥石的早期強度護壁堵漏使用水泥屬于臨時工程，普遍要求有較短的候凝時間，便于恢復正常鉆進，因此要求水泥石早期強度增長速度要快。試驗結果資料表明：水泥石抗壓強度達80kgf/cm2時就可從孔內取出較完整的巖心。以此為準，要求水泥漿灌入孔內后5至6小時或更短時間內達到這個標準。4.9.4水泥漿的比重干水泥的比重在3.05—3.2間，水灰比0.45—0.5的水泥漿比重在2.0左右。在現(xiàn)場使用時，應根據(jù)護壁堵漏的實際需要，選用或調整水泥漿的比重，其原則是：當封堵較大的裂隙時，為避免較大漏失，應用較小的比重；而封堵涌水或坍塌層時，則要求較大的比重。4.9.5水泥常用外摻劑減水劑、促凝早強劑、速凝劑，生產中常根據(jù)各種需要而在用水泥進行護孔或堵漏作業(yè)時有選擇地添加它們。減水劑：凡能使水泥漿或混凝土顯著地降低拌和用水量的外加劑，稱之。巖心鉆探常用的減水劑NNO減水劑和木質素磺酸鈣。NNO化學名稱為亞甲基二萘磺酸鈉，普通水泥中合適摻量為0.5—1%，在保持相同流動度條件下，可減少單位用水量20—25%，同時水泥強度早期增長快，三天強度可提高60%，密實性、抗?jié)B性都相應提高，但對凝結時間沒有影響，還可節(jié)約水泥15%以上。生產中，常將NNO與CaCl2復合應用于普通水泥，不僅流動性好，還可縮短凝結時間。木質素磺酸鈣：為陰離子型表面活性劑?？蓽p少單位用水量10—15%，節(jié)約水泥用量10%左右，合適加量0.2—0.3%，這類減水劑有緩凝作用，加量0.25%時，水泥的凝結時間可延緩1至2小時。促凝早強劑：能促進水泥凝結，加速水泥漿的硬化過程并提高水泥早期強度的外摻劑。常用的有氯化鈣、氯化鈉和三乙醇胺。氯化鈣（CaCl2）：這是國內外普遍采用的一種促凝早強劑，對水泥既有早強作用，又能改善水泥漿的流動性。加量一般為水泥重量的1—3%，當加量達3%時可使水泥凝固時間縮短一半以上，2至3天的強度提高40—100%。野外使用時宜用溫水溶解。對于普通水泥，為達到促凝早強并改善流動性，可采用氯化鈣與減水劑復合使用，如某單位用525標號水泥+NNO（0.7%）+CaCl2（1.5—1.8%）進行堵漏，效果非常地好。氯化鈉（NaCl）：俗稱食鹽，其使用效果比氯化鈣要差，但也常用。其加量一般為1—3%，例如用425標號硅酸鹽水泥處理坍塌嚴重的地層時，配方為：水泥：NaCl：水=100：3：40，可收到很好的效果。三乙醇胺：它是一種無色或淡黃色油狀液體，呈堿性，溶于水。是一種表面活性劑，容易吸附在水泥顆粒表面，溶于水時能降低溶液的表面張力。加量一般為萬分之3至5。速凝劑：是一種加速水泥漿的凝結的化學處理劑，常用的是水玻璃。在水泥漿中加入2—3%的水玻璃，凝結時間可縮短30—40%，而當加量少于2%時則有延長初凝時間的作用。4.9.6配制水泥漿的有關計算水泥漿量計算：V=0.785KD2h式中：V——水泥漿體積，升；K——附加系數(shù)（包括地面損耗、鉆孔超徑、滲透和漏失、孔內稀釋等），一般取1.2—1.4D——鉆孔直徑，毫米；h——灌漿孔段長度，米。干水泥用量和用水量計算干水泥用量Q=g·VQ1=m·Q式中：配制V升水泥漿所需干水泥量，kg；V—水泥漿的體積，升（l）；g—配制1公升水泥漿干水泥的重量，kg；g=γ1γ2/（γ2+mγ1）γ1——水泥的比重，一般為3.05—3.2；γ2——水的比重；m——水灰比；Q1——配制V升水泥漿所需水量，升或公斤。水泥漿灌注方法泥漿泵鉆桿注入法、直接灌入法和輸送器注入法等。最常用的是泥漿泵鉆桿注入法，因此在此只介紹一下這種方法。泥漿泵鉆桿注入法是通過鉆桿，用泥漿泵將水泥漿壓入孔內所需灌注的孔段，以達到護壁堵漏的目的。這種方法在水泥漿流動性好的情況下不受孔深限制，適用于灌注量大的施工作業(yè)。堵漏時：將鉆具下到預定位置以下0.3—0.5米，先泵入清水確認管路暢通無阻后即可泵入配制好的水泥漿。護壁時：先用小一級鉆具掃孔到底，一停泵立即將配制好的泥漿泵入。一些注意事項：無論是護壁或是堵漏，剛開泵時均應先打開回水管將泥漿泵及吸水管內的清水排除；全部漿量應一次灌完；護壁作業(yè)可適當開車慢轉以防止卡鉆，也有利于沉渣與水泥漿混合；灌注時應有人專門看管泥漿泵蓮蓬頭以防止堵塞，水泥漿全部吸完后立即進行替漿作業(yè)并清洗管路和泥漿泵。另外，為保持孔內壓力平衡，防止造成真空抽吸作用，提鉆時速度要慢，還應回灌沖洗液。4.10鉆進方法目前巖心鉆探工作中，一般根據(jù)各礦區(qū)地層巖石力學特性、結構與構造，結合鉆探設備與護壁堵漏措施等因素，常采用合金與金剛石分層鉆進的方法。一般地，開孔采用合金鉆進至完整巖面3至5米，然后擴孔下孔口管隔離上部松散層、覆蓋層等不穩(wěn)定地層，然后改用金剛石鉆進至終孔。4.10.1硬質合金鉆進4.10.2概念將具有一定強度和形狀的硬質合金，按鉆進要求固定于鉆頭上，在一定的技術條件下，作為切削具破碎巖石的一種鉆進方法。4.10.3鉆探對硬質合金的要求合金鉆進是靠固定在鉆頭體上的硬質合金來破碎巖石的，而各種巖石都具有一定的強度和研磨性，鉆進時鉆頭上受力也很復雜，因此，所使用的硬質合金應具有如下性能：①硬度大且耐磨性強。便于鉆頭能有效地切入或壓入巖石，并能抵抗巖石對硬質合金的磨蝕作用。②抗彎強度大且韌性好。便于能承受破碎巖石過程中各種變化的負荷而不至于崩刃和碎裂。③熱硬性好而導熱性高。鉆進中孔底會產生很高的溫度，因此要求較高的熱硬性，而且在沖洗液中易于釋放熱量。④成型性好，容易鑲焊在鉆頭體上。地質勘探用的硬質合金主要是鎢鈷合金，這類合金其性能滿足上述要求。5.10.4硬質合金鉆頭鉆探用的硬質合金鉆頭的結構合理與否直接影響到鉆進效率、鉆頭壽命、鉆孔質量以及材料成本，因此要認真對待合金鉆頭的結構要素的研究與選擇。它一般分為二大類：取心鉆頭和全面鉆頭。地質勘探中一般都只采用取心鉆頭。①鉆頭體：它是鑲嵌切削具的基體，用D35或D45號無縫鋼管制成，針狀合金鉆頭的內外出刃應與相應的金剛石鉆頭一致，鉆頭體長度不得短于95mm，其中絲扣部分長度40mm，鉆頭鋼體壁厚7至9mm，過厚克取巖石面積大，消耗功率多，過薄影響強度而容易變形。壁厚在保證足夠強度與剛度的條件下力求減小，以使克取面積減少以提高鉆進效率。②合金鑲焊數(shù)目和排列形式：應根據(jù)巖石性質、鉆頭直徑、合金質量、鉆具強度和設備功率等因素來確定。鉆頭直徑大、孔較深、巖石硬度大和研磨性較高時，合金數(shù)量要適當增加。在排列形式上一般采用均勻單環(huán)排列。③切削具的出刃：主要是底、內、外三種出刃。其中底出刃起切入并破碎巖石的任務，大出刃利于破碎巖石和沖洗液流通，但過大容易造成崩刃與折斷；內外出刃主要是形成環(huán)狀間隙，以保證沖洗液流通，較大的內外出刃會導致鉆頭回轉阻力增大，容易崩刃折斷，但有利于排粉和減少巖心堵塞的機會，太小了則容易造成巖心堵塞和影響排粉效果甚至會造成糊鉆等不良現(xiàn)象。因此，出刃的大小應根據(jù)巖石性質來考慮，實際工作中可參考下表進行選擇。巖石性質內刃（mm）外刃（mm）底刃（mm）松軟、弱至中等研磨性巖石1.5-2.52.5-32-3中硬、強研磨性巖石1-21-21.5-2.5④鑲焊角：合金顆粒與鉆頭唇面的夾角，一般采用正前角鑲焊，這種鑲焊切削具有自磨作用也有利于排粉，但所需軸向壓力要較其他方法大些。⑤水口及水槽：起到?jīng)_洗液流通冷卻鉆頭和攜帶巖粉的作用，其形狀與大小應根據(jù)巖層性質、鉆頭結構形式、沖洗液種類的不同而考慮。一般地，水口面積的總和要大于鉆頭與巖心之間或鉆頭與孔壁之間的環(huán)狀面積，以減少循環(huán)阻力。4.10.5合金鉆進技術參數(shù)合金鉆進的技術參數(shù)主要包括鉆壓、轉速和沖洗液量。它們對鉆進效率、鉆孔質量、磨料消耗、施工安全等直接有關系。在操作過程中，應根據(jù)巖石的物理機械性質、鉆頭結構、鉆探設備和鉆具的可能性以及鉆孔質量要求等條件來合理掌握，并通過實踐當中進行修正、總結出適合礦區(qū)的最優(yōu)鉆進技術參數(shù)。①鉆壓：合理的鉆壓應該既保證鉆頭耐久性又獲得最大的平均機械鉆速。在其它條件不變的情況下，在一定范圍內，鉆速隨著鉆壓的增加而成比例地增加。實踐證明：鉆速的提高主要是依靠鉆頭壓力的增加來實現(xiàn)。但壓力過大會導致崩刃、鉆具折斷、鉆孔彎曲、軟巖層中容易燒鉆等事故。鉆壓可通過下式進行計算：鉆頭總壓力=每顆切削具上應加的壓力（如柱狀合金70-120kgf/顆）X鉆頭上切削具的顆數(shù)實際工作中應該根據(jù)所鉆的巖層性質而選擇的合金切削具型式和鉆頭的排列與數(shù)目進行初步計算，同時在施工中不斷總結出最優(yōu)的鉆壓。②轉速：鉆具轉速有二種表示方法，一是鉆頭每分鐘的回轉數(shù)（轉/分），另一個是用鉆頭的圓周速度V（米/秒）來表示。V=[π（D+D1）n]/（2X60）生產實踐表明：在一定條件下，提高鉆頭轉速可增大鉆速，但超過最優(yōu)值后反而隨轉速的增高而使鉆速降低。一般情況下，在軟至中硬巖中鉆進時，可采用較高的轉速；在堅硬和強研磨性巖石或非均質和裂隙發(fā)育的巖石中鉆進，則應降低轉速；深孔或大口徑鉆進也應降低轉速。③沖洗液量：沖洗液量的大小應根據(jù)巖石性質和鉆孔直徑等因素而定。一般地，在軟巖層中鉆進因進尺快所產生的巖粉多而選擇較大的沖洗液量；在巖石顆粒粗比重大的巖層鉆進也應相應加大沖洗液量；在大直徑孔、深孔鉆進時，鉆桿和孔壁滲漏多也應加大沖洗液量；而在松散、破碎地層鉆進，為防止沖蝕巖心和沖垮孔壁，應選擇較小的沖洗液量。沖洗液量Q的大小一般用經(jīng)驗公式進行計算：Q=KDK—經(jīng)驗系數(shù)（6—15l/cm.min）D—鉆頭直徑（cm）實際鉆進工作當中，各參數(shù)之間有著密切的聯(lián)系，要達到合理的配合，其配合關系大致如下：巖石鉆壓轉速沖洗液量研磨性大的硬巖石大小小裂隙巖層小小相應地小軟巖小大相應地大設計中可根據(jù)下面的技術參數(shù)表的數(shù)據(jù)范圍內根據(jù)礦區(qū)地層巖性特點加以選擇，同時應在實際工作中摸索出適合礦區(qū)地層的最優(yōu)技術參數(shù)。不同巖層鉆進技術參數(shù)范圍表巖石級別鉆進技術參數(shù)鉆頭壓力轉速(rpm／min)泵量(L／min)取心鉆頭（kg／粒）刮刀鉆頭（kg／cm）1～4級50～60100～120200～350＞805～6部分7級80～120120～150150～250＞80注：（1）針狀硬質合金塊每塊能承受的壓力為150～200kg；（2）100型鉆機的泵量，以水泵最大有效排水量送給。（3）刮刀鉆頭單位壓力（kg／cm）中的cm，系指鉆頭直徑。4.10.6合金鉆進注意事項采用合金鉆進，除了合理選用鉆頭結構和鉆進技術參數(shù)外，還必須有正確的操作方法，才能達到提高鉆進效率和鉆頭使用壽命的目標。因此，應注意以下幾方面：①新鉆頭入孔內，應離孔底0.5米以上并輕壓慢轉掃至孔底，以防止新鉆頭被擠夾住。掃孔時速度要慢，以防止合金崩刃或因孔底有殘留巖心而堵塞。②要經(jīng)常保持孔底清潔?？變鹊膸r粉、崩落的合金須及時撈取，孔內有殘留巖心在0.5米以上或有脫落巖心時不得下入新鉆頭。③為保持孔徑一致，鉆頭應排隊使用。原則是先用外徑大內徑小，后用外徑小內徑大的。④正常鉆進壓力要均勻，不得無故提動鉆具，并隨著合金的磨鈍逐步加大壓力。發(fā)現(xiàn)巖心堵塞時要及時處理，無效時立即提鉆以防止孔內事故。⑤合理掌握好回次進尺時間。合金鉆進時因磨料逐漸磨鈍而出現(xiàn)鉆孔縮徑和鉆速逐步下降，因此，為避免下一回次的擴孔、起下鉆時間和提高回次效率，應當確定合理的回次進尺時間，這是提高鉆速的有效措施之一?？赏ㄟ^計算法或作圖法進行現(xiàn)場確定，各礦區(qū)地層情況不一，在此無法具體給出數(shù)據(jù)?；卮毋@速=（回次累計進尺）/（鉆進時間累計+起下鉆時間）4.11金剛石鉆進4.11.1金剛石鉆進的優(yōu)點：與其它方法相比具有如下優(yōu)點：①鉆進效率高；②鉆孔質量好（采取率可達90%以上，巖礦心代表性好，巖礦心光滑完整、無選擇性磨損和富礦流失、污染等現(xiàn)象，鉆孔彎曲?。虎凼鹿噬?；④勞動強度低；⑤成本低；⑥應用范圍廣。因此，目前大多數(shù)固體礦產勘探、水文工程地質勘探以及石油天然氣勘探中廣泛應用金剛石鉆進技術。4.11.2金剛石鉆頭金剛石鉆頭的組成、類型和規(guī)格及其結構：①鉆頭的組成：由三個部分組成，即金剛石、胎體、鉆頭體。金剛石：分底刃、邊刃、側刃金剛石。底刃用于克取巖石，要選擇晶形較好的金剛石；邊刃主要用于克取巖石并要保內外徑。因此要選擇質量最好的金剛石；側刃僅用于保內外徑，可選擇較次質量的金剛石。胎體：是鉆頭底部包鑲金剛石的一圈假合金，采用粉末冶金法或電鍍法制成各種需要的形狀，用來包鑲金剛石顆粒并牢固地與鉆頭體焊接在一起。胎體部分開有水口，供沖洗液流通之用。金剛石鉆頭胎體硬度一般在HRC20—50之間，要根據(jù)礦區(qū)巖性研磨性、破碎程度等因素來合理選擇鉆頭胎體硬度。鉆頭體：鉆頭鋼體部分，用中碳鋼制作，上部車有絲扣，用來與擴孔器連接。4.11.3合理選擇金剛石鉆頭與磨料生產實踐證明，金剛石鉆頭并非能全部順利鉆進各類巖石，在某些巖層中鉆進鉆速非常低甚至不進尺（如俗稱的“打滑地層”）。因此，必須根據(jù)巖石的硬度、強度、研磨性、完整度進行合理的選擇，做到鉆頭分層選用“對號入座”，以充分發(fā)揮金剛石鉆進的優(yōu)越性。如果選擇不當，不但不能發(fā)揮其效能，相反會增加金剛石的消耗量使鉆探成本增加、事故增多、效率低、質量差，因此必須在設計與實際工作中重視這項工作。4.12分層鉆進的選擇原則①在軟的和部分中硬巖層中采用硬質合金鉆進。這類地層不宜采用金剛石鉆進，因為金剛石鉆頭破碎軟的塑性巖石時體積破碎效率低，同時如果沖洗液量不合理時產生的巖粉會粘到鉆頭唇面上，從而妨礙鉆進降低鉆速甚至會發(fā)生燒鉆事故。②在部分中硬至硬的巖層可選用針狀合金鉆頭鉆進。針狀合金鉆頭具多刃、自磨出刃、不易崩刃的特點且耐沖擊，對破碎巖石有利，在6至8級巖石中比普通合金鉆頭效率高1至3倍，達到細粒金剛石鉆頭鉆進的水平。同時它還可與金剛石鉆頭配套使用，從而實現(xiàn)分層鉆進。③在中硬至堅硬的巖層以及弱、中研磨性且較完整的巖層可采用不同粒度的表鑲或孕鑲鉆頭鉆進。④在中硬至堅硬巖層以及中、強研磨性巖層、破碎巖層中宜采用孕鑲鉆頭鉆進。4.13金剛石鉆頭選擇的基本原則4.13.1鉆頭型式的選擇原則應根據(jù)巖石研磨性、完整度和可鉆性進行選擇。表鑲鉆頭適用于軟的、中硬完整巖層鉆進；孕鑲鉆頭適用于硬的、堅硬的、破碎的和軟硬不均的、裂隙性的巖層鉆進。4.13.2鉆頭胎體的選擇原則：在研磨性強，很破碎、較軟、顆粒度粗的巖層鉆進所選擇的胎體硬度應大；反之，研磨性弱、均質完整、硬度大、顆粒度細的巖層所選用的胎體硬度應偏軟；而在研磨性強、硬度特硬的巖層不應選用偏軟胎體，而是要選擇特硬的胎體，否則胎體很快被巖層磨損使鉆頭失去工作能力。4.13.3具體選擇條件：根據(jù)上述原則，目前常用的人造孕鑲金剛石鉆頭的金剛石濃度、粒度和胎體硬度的具體設計和使用時可按下表從不同廠家生產的鉆頭中選擇適合礦區(qū)地層的鉆頭。巖石性質堅硬中硬軟金剛石粒度細100目80—46目粗46目金剛石濃度低50%50—75%高100%胎體硬度較軟HRC30±HRC40較硬HRC40—504.14合理使用金剛石鉆頭與擴孔器目的在于以最小的金剛石消耗量，取得最高的機械鉆速和最長的鉆頭使用壽命，達到降低成本。其原則是：先用外徑大的，后用外徑小的。同時也應考慮先用內徑小的，后用內徑大的。這樣做的好處在于：4.14.1使鉆頭的外徑與孔底部位的孔徑盡量吻合，避免掃孔；4.14.2使鉆頭內徑與卡簧內徑和殘留巖心外徑盡量吻合，防止掃巖心而造成巖心堵塞或損壞鉆頭；4.14.3防止鉆頭、擴孔器下不到底被擠卡造成事故；4.14.4可防止單個鉆頭連續(xù)進行多回次鉆進而形成“喇叭形“鉆孔，造成長距離掃孔；4.14.5可使鉆頭與擴孔器均勻磨損以延長壽命，降低成本。4.15鉆頭與擴孔器、卡簧的配合4.15.1擴孔器外徑與鉆頭外徑的配合擴孔器外徑過大，形成“臺階式”鉆進，擴孔器易崩刃或過早磨損，導致鉆進效率低；而擴孔器外徑過小就起不到擴孔的作用導致鉆頭過早磨損。因此，擴孔器的外徑與鉆頭外徑的合理配合尺寸為：擴孔器外徑比鉆頭外徑大0.3—0.5mm，在堅硬巖層中不得大于0.3mm。4.15.2鉆頭內徑與卡簧自由內徑的合理配合卡簧內徑是巖心進入內管的第一道“關口”，若卡簧內徑過大，則取不上或卡不住巖心而造成巖心脫落或殘留孔底過長；而卡簧內徑過小，則會造成巖心堵塞或巖心頂死卡簧被迫提鉆。因此，它們間的配合尺寸是：卡簧自由內徑比鉆頭內徑小0.3—0.4mm?，F(xiàn)場機臺使用時應有2至3種規(guī)格的卡簧供機臺選擇，在使用時先用內徑小的后用大的。值得注意的是短節(jié)與卡簧座為過渡配合，卡簧座的下端與鉆頭內臺階應有4—5mm的間隙（防止巖心堵塞）。4.16金剛石鉆進常見事故的預防措施4.16.1如何防止巖心堵塞實際鉆進中，當巖層節(jié)理發(fā)育、巖石破碎或因工藝規(guī)程不合理及操作不當，鉆具配合不好等因素存在時，將容易導致巖心堵塞。采取單動雙管鉆具鉆進或專門的取心工具來進行預防。單動雙管的內管有扶正巖心、減少鉆具曠動和容納巖心的作用，同時卡簧座與鉆頭內臺階必須有3至4mm的間隙，以保證內管自由扶正巖心從而防止堵塞；而在節(jié)理發(fā)育、破碎傾角大的巖礦層中應設計帶容納管的或活塞式的等專門取心工具。另外要保證巖心順利進入內管，主要的措施有：內管光滑平直；雙管內設減振機構或加半合管；良好的卡簧自由內徑和鉆頭內徑的配合；精心操作，技術參數(shù)穩(wěn)定，不無故提動鉆具等。4.16.2如何防止燒鉆事故當井底鉆頭得不到充分冷卻時將會發(fā)生燒鉆，燒鉆事故嚴重時會伴隨惡性卡鉆和斷鉆桿等孔內事故，因此應該做好預防工作。燒鉆事故主要原因：鉆桿中途滲漏，到達孔底沖洗液量不足；水泵工作不正常；巖心堵塞不及時提鉆；孔底巖層漏水；鉆速過快巖粉沒及時排清等方面的原因都會引起燒鉆事故。事故征兆：泵壓突然增高，返水變??；回轉阻力增加，進尺變慢或不進尺；機械運轉不正常；柴油機聲音異?；螂妱訖C電流表值增高等均是發(fā)生燒鉆事故的征兆。預防措施：①要防止沖洗液從鉆桿漏失?？稍谔徙@時認真檢查鉆桿磨損情況，不合格都及時更換；下鉆時鉆桿接頭絲扣纏棉紗等措施。②要防止泵量不足。可通過經(jīng)常檢查水泵、使用變量泵和抗震性能好的抗震壓力表和隨時檢查水眼、水路是否暢通來實現(xiàn)；③較軟地層控制鉆速，不得盲目加壓追求進尺。地層由硬變軟時，壓力要隨之改小。④經(jīng)常修磨水口、水槽。要求水口高度不小于3mm，水槽深不小于1.5mm。⑤精心操作。操作者隨時觀察泵壓表、孔底壓力表、電流表（使用電動機時），孔內返水情況，觀察進尺速度和動力機的負荷變化，發(fā)現(xiàn)異常立即提鉆。⑥下鉆不能一次到孔底，必須離孔底0.5m以上開泵送水待循環(huán)暢通后再慢速回轉下放鉆具到孔底。⑦發(fā)現(xiàn)巖心堵塞或蹩泵時，應立即提鉆。不得用加大壓力或加快轉速的辦法來處理。⑧保持孔內清潔，殘留孔底巖粉不得超過0.3m。同時也要經(jīng)常清除清除沖洗液凈化系統(tǒng)內的雜物異物和沉渣。4.17“打滑層”鉆進工藝4.17.1何謂“打滑層”就是常規(guī)鉆頭鉆進時出現(xiàn)鉆頭打滑現(xiàn)象，鉆進效率低甚至根本不進尺的巖層，鉆探上稱之為“打滑層”。4.17.2“打滑層”的力學特征巖石壓入硬度高，研磨性弱，礦物顆粒間的理論結合強度大。4.17.3、解決“打滑層”的基本措施主要是在鉆頭的結構參數(shù)上比常規(guī)鉆頭做些調整，基本原則如下，實際工作中如遇到這類情況可與鉆頭廠家共同研究制定好而專門生產對付這類地層的鉆頭。①選擇胎體硬度為HRC25—30間，宜用4號粘結劑。②選擇較高品級的金剛石；③細目金剛石，粒度在80—100目；④金剛石濃度取75%為宜；⑤采用較大的技術參數(shù)，其中線速度取2—2.5m/s⑥改變鉆頭唇面形狀，主要是給鉆頭在工作時產生粗顆粒創(chuàng)造條件，適當減少唇部工作面積，如鋸齒型、階梯形等鉆頭。4.18金剛石鉆進技術參數(shù)在正確選擇金剛石鉆頭的情況下，金剛石鉆進效率取決于鉆進規(guī)程參數(shù)的合理調節(jié)，即鉆頭軸向載荷、鉆頭轉速和沖洗液量。許多可變因素對規(guī)程參數(shù)均有直接影響，如巖石物理機械性質、鉆頭類型、鉆孔直徑和深度、所用設備與鉆具等。金剛石鉆進所采用的是以高轉速為主體的鉆進規(guī)程，轉速參數(shù)的變化影響鉆進效果非常明顯。評價所選擇的鉆進規(guī)程的合理性，主要是根據(jù)鉆速、鉆頭進尺和單位進尺金剛石的消耗量（克拉/米），其中以單位進尺金剛石消耗量和鉆頭進尺尤為重要。在實際工作中應結合以下的分別論述根據(jù)礦區(qū)地層巖性特點和選擇的設備、孔徑和深度等因素，綜合選定出自己所在礦區(qū)施工的技術參數(shù)范圍，而不是盲目在設計中套用規(guī)程參數(shù)。4.18.1鉆壓是指鉆進過程中直接加在鉆頭上的軸向壓力。合適的鉆壓可保證金剛石鉆頭有效地破碎巖石，效率高、進尺多、金剛石消耗量少。鉆壓低于巖石抗壓強度時，金剛石無法克取巖石而在巖石上滑動并迅速被拋光；鉆壓過大會造成孔底巖屑聚集而使鉆頭胎體磨損過快，金剛石消耗量大，導致鉆速不高甚至糊鉆和燒鉆。選擇壓力時要根據(jù)巖石的可鉆性、研磨性、完整程度、鉆頭類型、金剛石的質量、數(shù)量和粒度以及鉆頭克取巖石的環(huán)狀面積等，籠統(tǒng)地按鉆頭直徑推薦鉆壓是不夠全面的。一般地，從巖石性質的角度在軟或弱研磨性巖層中用較小的鉆壓；在完整、中硬到堅硬或中等研磨性的巖層中適當加大鉆壓；在破碎裂隙和非均質的巖層中應視裂隙程度適當減小鉆壓（減少25—50%）。從鉆頭類型上看，口徑大、壁厚、胎體較硬時，用較大的鉆壓，反之用較小的鉆壓，值得注意的是如果用表鑲鉆頭時所采用的鉆壓要較孕鑲鉆頭大，以利于金剛石能壓入所鉆巖石產生體積破碎。從鉆頭的成份看，當所有的鉆頭金剛石品級高、質量好，量多、粒度大時，鉆壓應大些，反之應小些。同時，在實際工作中，確定鉆壓時也應考慮鉆頭的新舊程度和估計好鉆壓在孔底的損失，新鉆頭在初磨階段應用較小的鉆壓（200—300kgf）等正常出刃后方可用正常鉆進壓力；孔底損失主要是受孔深與泵壓的影響，隨著孔深的增加，鉆柱與孔壁間的磨擦及泵壓的增大抵消了部分鉆壓，因此也要相應地加大鉆壓以保證鉆頭有效地破碎巖石。設計時，可根據(jù)下列公式進行計算：表鑲鉆頭的壓力：P=（0.66—0.76）gmp式中P—表鑲鉆頭總壓力（kgf）；

g—鉆頭上的金剛石的克拉數(shù)；m—金剛石粒度（粒/克拉）；p—經(jīng)驗單位壓力（1.5—2.5kgf/粒）；0.66—0.76是系數(shù)，表示實際克取巖石的金剛石數(shù)量為鉆頭總克拉數(shù)的66—76%。孕鑲鉆頭壓力的計算：P=Fp式中：P——鉆頭總壓力（kgf）；F——鉆頭環(huán)狀克取面積（cm2），F(xiàn)=π/4（D2–d2）D——鉆頭外徑（cm）d——鉆頭內徑（cm）4.18.2轉速轉速是主要技術參數(shù)之一，金剛石鉆進破碎巖石時切入深度?。ò俜种坏角Х种缓撩祝?，想獲得高的鉆速就必須采用較高的轉速。生產試驗研究表明，在一定范圍內，轉速越高，鉆速也越高。因此，在實際工作當中，當巖層比較完整、管材有足夠的強度和穩(wěn)定性、配有潤滑劑、設備能力允許的情況下，應該選用較高的轉速。值得注意的是，當轉速超過一定的限度時鉆速會下降且嚴重影響鉆頭壽命，國內長壽命鉆頭一般均在800rpm/min下獲得。一般地，孕鑲鉆頭出刃很小，切入巖石的深度更小，為獲得較高鉆速，要求線速度達到1.5—3.0m/s；表鑲鉆頭的出刃較孕鑲鉆頭大，轉速過高時容易引起振動而損傷金剛石，因此表鑲鉆頭的線速度要求在1.0—2.0m/s。轉速的選擇應從鉆孔深度、設備能力、鉆孔結構及巖石性質等方面綜合考慮。深孔鉆進時，鉆具重量大受力情況復雜，鉆具回轉所消耗的功率也大，受功率和鉆具強度的限制以及在泵壓和泵量不足時，轉速應該降低；淺孔鉆進可選用較高的轉速；鉆孔結構簡單，鉆具級配合理時，適當采用高轉速；反之，鉆孔結構復雜，鉆桿與孔壁間隙大時，鉆具穩(wěn)定性差，則不宜開高轉速。在完整巖層應采用高轉速；在巖層破碎、裂隙發(fā)育、軟硬不均時鉆具振動大，容易損壞金剛石，應降低轉速。轉速的劃分為高、中、低三個范圍，高轉速一般在700—800rpm/min甚至1000rpm/min以上；中轉速一般在400—600rpm/min；低轉速一般在200—300rpm/min，最低速100rpm/min左右。那么在設計和實際工作中，可根據(jù)上面的這些選擇原則，先確定采用多大的線速度，通過V=πDn/60進行換算出轉速n，式中：V是線速度（m/s）、D鉆頭平均直徑（m）、n是鉆頭轉數(shù)(rpm/min)。同時根據(jù)鉆孔深度、設備能力和巖石性質等因素綜合考慮后確定合理的轉速。4.18.3沖洗液量一般地說，金剛石鉆進要求不大的泵量和較高的泵壓，同時也要求泵量均勻連續(xù)，有較高的流速。其原因在于孔底與孔壁間隙小加之巖粉顆粒細，必須要有較高的上返流速和較大的沖洗液壓力才能克服流動阻力。因此，鉆探工作中要求使用變量泵作為沖洗液的輸送設備。確定泵量時考慮因素是巖石性質、鉆桿與鉆孔的環(huán)狀間隙、鉆頭類型、金剛石粒度、胎體性能等主要因素。泵量的確定原則如下：從巖石性質角度看：鉆進堅硬、顆粒細的巖層時，因鉆速低、顆粒細巖粉少，可用較小的沖洗液量；軟的、中硬、顆粒粗的巖層。因鉆速較高，沖洗液早應用大些；在裂隙、輕微漏失的巖層中鉆進，為補償一些漏失應用較大的沖洗液量；鉆進研磨性高的巖層摩擦產生的熱量多，用較大的沖洗液量，但注意如果太大會在強烈的液流作用下沖蝕鉆頭胎體而使金剛石顆粒過早暴露導致崩刃脫落。從鉆頭類型看：孕鑲鉆頭鉆進時用大的沖洗液量，原因是轉速高需要及時冷卻胎體避免金剛石損傷和防止胎體磨損過快。表鑲鉆頭出刃量較孕鑲鉆頭大，排粉和冷卻條件好，沖洗液量較孕鑲鉆頭小。從環(huán)狀間隙看：鉆孔環(huán)狀間隙內巖粉的下沉速度一般在0.1m/s，沖洗液的上返流速超過下沉速度時方可攜帶巖粉至孔口。因此，金剛石鉆進時要求沖洗液上返流速在0.3—0.5m/s。當沖洗液上返流速超過0.5m/s時，會沖刷巖石和孔壁上不穩(wěn)固的巖石，容易導致事故的發(fā)生。從鉆孔深度看：孔深的增加，鉆桿接頭處的滲漏也增加，泵量應適當增加。泵量的計算可用經(jīng)驗公式：Q=KD式中：Q——泵量（l/min）；D——鉆頭直徑(cm)；K——經(jīng)驗系數(shù)，取5至8。先從直徑大小初步計算出沖洗液量，再結合所在礦區(qū)的鉆進巖石性質、鉆孔深度、采用的鉆頭類型、鉆具級配等方面綜合考慮確定合理的沖洗液量。關于泵壓問題：金剛石鉆進鉆孔環(huán)狀間隙小，鉆頭水口窄，過水斷面小，因此流動阻力大從而泵壓較高。泵壓的損失包括地表管路、鉆桿內孔、雙管、鉆頭和環(huán)狀間隙幾部分，其中地表管路（包括高壓膠管、水龍頭、主動鉆桿等）、雙管和鉆頭的壓力損失大約8個大氣壓；每百米鉆桿約損失2個大氣壓。設計時在設備選擇中應該將這些因素考慮在內。同時，在實際工作中，可根據(jù)泵壓的變化來判斷孔內情況作出相應的處理對策。一般地，鉆進過程中泵壓發(fā)生小幅度的上升或下降現(xiàn)象，是孔底換層的征兆，這時要注意進尺情況和鉆具響聲，必要時可調整鉆進參數(shù)（包括三個參數(shù)），以防巖心堵塞；泵壓如果大幅度增高，是發(fā)生嚴重堵塞的反映，要盡快將鉆具提高孔底以防止發(fā)生燒鉆；如果泵壓大幅度下降，多半是鉆桿折斷或脫扣，應立即停車檢查。因此，鉆進過程中經(jīng)經(jīng)常觀察泵壓的變化，嚴防送水中斷和中途泄漏，同時也要配備性能良好的泵壓表，以便幫助迅速地判斷孔內情況。4.18.4技術參數(shù)的合理配合鉆壓、轉速、泵量三者間是相互配合與相互制約的一種關系。在一定條件下存在最優(yōu)的配合關系，這種最優(yōu)關系稱最優(yōu)鉆進規(guī)程。只有在最優(yōu)的規(guī)程下鉆進。才能在以最小的金剛石消耗量獲得最高和鉆速和較長的鉆頭壽命，達到優(yōu)質、高效、低成本和安全的目的。一般地，在較軟地層鉆進，采用高轉速、大泵量和適當?shù)膲毫Γ辉趫杂驳难心バ詮姷膸r層鉆進，則采用大鉆壓和適當?shù)霓D速和泵量；在裂隙發(fā)育的破碎巖層和研磨性強的巖層鉆進，則采用最小限度的鉆壓、轉速中低和適當?shù)谋昧浚辉凇按蚧瑢印敝秀@進，應用大鉆壓、中低轉速和適當?shù)谋昧??？傊?，各參?shù)的合理配合要結合實際情況加以摸索、總結，不斷積累經(jīng)驗，逐步豐富和完善礦區(qū)的鉆進工藝規(guī)程。繩索取心鉆進規(guī)程參數(shù)較普通金剛石鉆進參數(shù)大些，這主要取決于鉆頭唇面的不同而引起的，其鉆壓較普通外頭大些，轉速在動力條件允許情況下宜選擇高轉速，而水量因環(huán)狀間隙很小應采用比普通雙管要小（一般35—35升/分）。4.19鉆具的的選擇目前我區(qū)鉆探中除了開孔使用單管外，換徑后一般均采用雙管鉆具進行鉆進，雙管鉆具分單動雙管和雙動雙管鉆具，各礦區(qū)可根據(jù)所鉆地層巖性特點與取心難易來靈活選擇。4.20金剛石鉆進注意事項主要從開孔、換徑、鉆進、采心和升降鉆具這五個方面講一講。開孔：開孔是一個非常重要的環(huán)節(jié)，如不注意就會造成孔斜，影響鉆進和鉆孔質量。因此，開孔前要根據(jù)礦區(qū)地層情況合理選擇好鉆孔結構，盡量簡單為原則；根據(jù)地層覆蓋情況選用不同的開孔鉆頭，硬盤上開孔一般用出刃小的普通合金鉆頭或針狀合金鉆頭；在覆蓋層、風化層中開孔應用較小的轉速和壓力，嚴禁用大泵量沖孔，以防止超徑；開孔巖心管不得大于0.5m，但應隨著孔深的加深逐漸加長巖心管，以防止孔斜；鉆穿地表覆蓋、風化層進入穩(wěn)定硬盤3至5米后即用套管進行護孔，下好套管后先用稀泥漿鉆進1至2回次，然后進行沖孔使孔底清潔為換用金剛石鉆進打好基礎。換徑：換徑層位應選擇在較硬而完整的巖層中；換徑前清除孔底巖心和雜物，平整孔底；換徑前應選用長度大于4m的導向鉆具；換徑時采用輕壓慢轉的規(guī)程參數(shù)，以防止孔斜；換徑后應用錐形鉆頭修整換徑臺階，以防下鉆時碰壞鉆頭。鉆進：一個回次最好做到一人操作，以便掌握孔內情況，操作人員須注意控制進尺速度、返水變化情況以及各種儀表，發(fā)現(xiàn)異常應立即停止鉆進；規(guī)程參數(shù)應根據(jù)鉆頭類型、地層條件認真選擇，鉆進中嚴禁提動鉆具以免卡斷巖心；深孔作業(yè)時倒桿要用升降機拉緊鉆具以免壓壞鉆頭和壓彎鉆具；開車時要輕合離合器使鉆頭和鉆具受力平穩(wěn)；不得使用金剛石鉆頭掃孔或套取殘留巖心；鉆進中不得隨意提動鉆具，以免卡斷巖心造成堵塞；鉆進中如發(fā)現(xiàn)巖心堵塞但泵壓與返水正常時，可稍上下活動鉆具進行處理，但如果無效時應立即提鉆，不允許硬磨以免損壞或燒鉆頭；新鉆頭鉆進的第一回次進尺不得超過2m，要及時提鉆檢查鉆頭是否適合巖性；孔內巖粉超過0.3m時應及時撈取以保持孔底清潔。采心：金剛石鉆進必須用卡簧采取巖心，不得用其它卡料取心，任何情況下均不許干鉆取心；為保證取心可靠，必須嚴格選用卡簧，卡簧尺寸必須與鉆頭合理配合，卡簧本身也要有較好的彈性和高的耐磨性；殘留巖心超過0.2m時，應專程撈取。升降鉆具：要求速度要慢，防止孔內沖洗液壓力激動而壓裂地層造成沖洗液漏失；鉆具不得一次下到孔底，離孔底0.5m以上開泵沖孔并慢轉下放到底；下鉆遇阻時，只能用牙鉗回轉鉆具而不能猛墩，如處理無效應立即提鉆，換用針狀合金或其他鉆頭下鉆處理，嚴禁用金剛石鉆頭掃孔等等。另外，在金剛石鉆進過程中，應嚴格做到“五不掃”和“三必提”。即不用金剛石鉆頭掃孔、掃殘留巖心、掃脫落巖心、掃掉塊和掃探頭石；遇下鉆受阻輕轉無效、巖心堵塞、鉆速驟降時必須提鉆。5與當?shù)鼐用耜P系根據(jù)多年的經(jīng)驗，為確保施工人員的人身安全，建立和諧的居民關系，我們要求現(xiàn)場人員嚴格遵守法律法規(guī)，充分尊重當?shù)氐娘L俗習慣，不酗酒鬧事，與當?shù)鼐用窈湍老嗵帲姆焦步?。根?jù)中鋁西藏礦業(yè)有限公司扶持當?shù)卮迕竦恼咭?guī)定，我方盡可能雇傭當?shù)貑T工。6技術保密我們承諾始終將業(yè)主的利益作為自己的利益，禁止任何人以任何名義進入施工現(xiàn)場詢問、查看巖心情況，不向任何人透漏有關施工區(qū)域的地質情況。由甲方提供的資料及乙方今后提供的設計成果，嚴格限定只能供甲、乙雙方使用，未取得項目甲方事先書面準許，禁止向任何第三方泄露。質量保證措施承接本工程后，將嚴格按照業(yè)主招標文件規(guī)定的質量要求，精心組織施工，接受監(jiān)理工程師的監(jiān)理，確保工程質量達到規(guī)定級別。1.質量保證措施組織上保證1.1施工技術管理由公司總工程師總體負責技術管理工作，項目技術負責人具體實施各類技術工作，對施工技術管理人員與施工人員進行書面、口頭施工技術交底，施工工藝操作交底。內容包括技術、質量、施工工藝等。1.2施工質量管理由項目部負責工程質量全過程監(jiān)控，公司工程部部門按質量標準和技術要求進行監(jiān)督檢查。項目管理部質量員具體實施各種質量活動，實施施工質量控制、監(jiān)督、檢查各道施工工序質量要求和提出質量措施。項目部負責對外與業(yè)主工程師代表及監(jiān)理工程師協(xié)調處理有關工程質量事宜，實行施工項目自檢、專檢相結合的質量檢查制度，同步做好施工內業(yè)資料的編寫、歸類、整理工作，確保施工與資料同步。2、施工人員技術素質保證2.1現(xiàn)場施工人員認真學習技術操作規(guī)范、施工質量標準，提高施工人員技術素質。在施工中每個施工人員認真、嚴格地執(zhí)行。2.2每周一次組織施工技術人員技術會，由各個層次人員參加，探討在施工中碰到的難點工藝，群策群力攻克疑難施工點。同時互相學習他人的精藝技術，取長補短，達到共同提高的目的，針對施工中技術含量較高的工序重點解決，確保本工程達到相應工程質量等級。3、技術交底制度3.1工程開工前，施工過程中每道工序作業(yè)前用書面形式進行技術交底。交底內容包括：質量、規(guī)范、驗收標準、安全等，使每個施工人員都明確生產任務和質量目標，組織各專業(yè)工種現(xiàn)場學習有關標準、質量驗收標準、規(guī)范、操作規(guī)程，進行施工技術交底。3.2特殊工藝技術難點，除書面技術交底外，召開專題研討會，統(tǒng)一認識，落實技術操作目標并作出書面文件落實到施工人員，對提高工程質量、提高工效、加快施工進度起推動作用。4、施工中的具體要求4.1認真貫徹各項技術管理制度，嚴格按施工規(guī)范施工，建立嚴格的質量保證體系。操作時，認真執(zhí)行《巖心鉆探操作規(guī)程》，工程質量方面，以國際標準要求自己。4.2時時總結該區(qū)鉆孔施工經(jīng)驗，施工中認真檢查執(zhí)行情況，做好班報表的記錄工作以及巖﹑礦心的擺放工作。4.3為了保證巖心采取率，必須遵守以下取心規(guī)定：4.3.1.提高巖礦心采取質量的措施(1)根據(jù)礦區(qū)地質條件，巖礦體的物理機械性質和技術因素，正確的選擇取心方法和工具。a金剛石鉆進必須用卡簧卡取巖心，嚴禁單管鉆進。b打撈器將接近內管上端時，應放慢下降速度；反復撈取內管無效時，不得猛沖硬墩，應上鉆查明原因。c內管未到底前不準掃孔鉆進。d鉆桿折斷后，不準下入打撈器撈取內管。e內管提上后，如發(fā)現(xiàn)管內無巖心，應立即提鉆。f不得使用彎曲度超過規(guī)定的鉆桿和粗徑鉆具。g鉆壓、轉速要與巖層相適應，不要盲目加壓或提高轉速。h管材無傷裂，絲扣要好。i裝配好的鉆具卡簧座底端與鉆頭內臺階的距離為3～4mm。j退出巖心時，要用橡膠錘、木錘敲打內管。不得用鐵錘直接敲打雙管的內外管，必要時可在管外墊鋼質護套。k雙管在移動時不能猛力拖拉或撞擊；存放時要擺平，不得重壓；運送時要套裝；裝卸時要輕放。l在取心困難的礦層中鉆進時，應限制轉速、壓力和泵量，適當控制回次進尺長度和時間，必要時采用半合管鉆具。（2）各類專用取心工具必須妥善保管，使用前要認真檢查，每次使用后要清洗檢查，注潤滑油。（3）取心困難的巖層，應盡可能選用金剛石或硬質合金鉆進。（4）在取心困難的礦層鉆進時，應閑置轉速，壓力和泵量，適當控制回次進尺長度和時間。（5）鉆進時回次進尺不得超過巖心管長度。（6）在礦層，礦層頂?shù)装搴椭匾獦酥緦又?，巖~礦心沒有采取上來時，需專程撈取，不應繼續(xù)鉆進，必須鉆進時不得超過0.5m。撈取巖，礦心是應盡量采用噴反.無泵或鋼絲鉆頭等有效方法。（7）退取巖心時要細心，盡可能避免人為破碎，并嚴防巖、礦心上.下顛倒。4.3.2正確選擇取心方式和工具1.巖礦層取心難易程度的分類見（表1）巖礦層性質多變，取心工具種類也非常多，可根據(jù)礦區(qū)地層情況選擇，不宜過分追求簡單而影響巖礦心采取質量。2.不同地層常用的取心工具（1）完整的。采心不困難的地層采用硬質合金、鋼粒單管鉆進，卡料取心；金剛石單管或雙管鉆進，卡簧卡心。（2）軟土層鉆進一般采用合金單管，干擰取心。（3）易沖蝕.溶蝕地層易沖蝕、溶蝕地層取心的關鍵在于隔水。因此使用雙動雙管效果最好。松散但不溶解，溶蝕的地層也可采用無泵孔底反循環(huán)鉆具，它雖不能隔絕沖洗液，但因不泵送（壓力?。┣曳聪蛄鲃?，對松散巖心有很好的保護作用。這兩種取心工具的巖心容納管均轉動，對巖心產生機械破壞作用，但因巖石軟.采用高鉆壓,低轉速.限制進尺，回次時間短，即對巖心禪城機械破壞作用的時間很短。所以仍能保持很高的采取率。(4)中硬硬.脆.碎地層a噴射式反循環(huán)鋼粒鉆進，堵塞卡心。b單動雙管鉆具，卡簧卡心。（5）怕污染的特殊礦層采用活塞式單動雙管，巖心頂著活塞上行，活塞可刮凈管壁沖洗液。（6）軟.硬交替礦層軟層，即使松散，取心并不困難（無泵鉆具.雙動雙管.取煤單動雙管），巖石硬，即使破碎，取心也不很難（單動雙管.噴射式反循環(huán)鉆具)，真正取心困難的是軟硬頻繁變化的巖層，取心工具應能適應巖石性質的大幅度變化，通常采用的是隔水，護心效果較好的單動雙管鉆具，如瓜簧式單動雙管，隔水單動雙管，壓卡式單動雙管。 巖礦層類別可鉆性等級巖礦層主要的物理學性質適用的取心方法和取心鉆具一類完整.致密.少裂隙.不怕沖刷的巖礦層如：板巖.灰質頁巖.致密石灰?guī)r。砂巖.花崗巖.致密鐵礦.銅礦等Ⅳ—Ⅶ不易斷裂破碎，耐磨性高，不怕沖刷，取心容易，采取率高普通單管合金鉆進和鋼粒鉆進，卡料取心;金剛石雙管鉆進，卡簧取心二類節(jié)理.片理裂隙發(fā)育的破碎的巖礦層如中硬,脆,碎的巖層如夕卡巖，輝綠巖，千枚巖黃鐵礦，磷礦，石墨，滑石Ⅳ—Ⅶ粘性低或者無粘性，抗磨性低，回轉振動易破碎，或酥麻，怕沖刷，易磨損，流失和污染無泵鉆進,雙動雙層巖心管，隔水單動，活塞式單動瓜簧式單動雙管或噴射式空地反循環(huán)鉆具，硬，脆碎巖層，如石英二長斑巖，粗面巖，變質安山巖,花崗斑巖，鉬礦，鉛鋅礦等Ⅶ—Ⅸ無粘性，易受鉆具振動和沖洗液沖刷而破碎成塊狀,易磨損，流失不易取出完整巖礦心鋼粒鉆進，噴射式反循環(huán)鉆具，金剛石雙管鉆具，無泵雙動雙管鉆具三類軟硬不均，變化頻繁極不穩(wěn)定巖礦層如不穩(wěn)定煤層，氧化礦床，破碎帶，礫石層等可鉆性相差懸殊圍巖與礦體和礦層之間可鉆性懸殊，易破碎和磨損，粘性差，怕沖刷，煤層怕燒灼變質，不易鉆進和取心瓜簧式單動雙管，隔水式單動雙管等四類軟.松散破碎的巖礦層如表土，粘土層，煤層，軟鉆礦，鐵帽，鋁礬土，褐鐵礦，斷層帶，氧化破碎帶Ⅰ—Ⅴ膠結性差，松散易破碎，易燒灼變質，易坍塌無泵反循環(huán)鉆具，雙層雙動巖心管，阿氏雙管，噴射式孔底反循環(huán)鉆具等五類易被沖洗液溶蝕，溶解的巖礦層如巖鹽，鉀鹽，石膏，芒硝，凍土層Ⅱ—Ⅴ易溶解，溶蝕，怕沖刷采用不同介質的包和沖洗液，選用無泵鉆具，噴反鉆具或單動雙管的硬質合金鉆進（表一：按巖礦層取心難易度對取心方法分類選擇）4.4預防鉆孔彎曲的措施4.4.1鉆孔設計（1）松軟.松散.溶洞及構造發(fā)與地層中一般不設計施工斜孔。（2）軟硬不均.層理發(fā)育的巖層中鉆進，鉆孔設計軸線盡可能垂直于層面。（3）易斜地層中鉆進應考慮設計定向孔。4.4.2把好設備安裝關設備狀況良好，不適用立軸曠動的鉆機，主動鉆桿回轉穩(wěn)定，上下卡盤定心良好，設備安裝周正穩(wěn)固，天車，立軸，孔位三點一線。4.4.3抓好開孔、換徑、擴孔工作（1）開孔是要選用鋒利的鉆頭，加壓要均勻，操作要領是：上余不要長，機上不可彎，上下都卡緊，導管不能曠，鉆具要對中，粗徑漸加長，慢轉多提動，輕壓是關鍵。（2）換徑要帶外導正器，用綜合式異徑接頭連結，中心線必須一致。導正管要長于4m，第一回次小徑巖心管長度要短于1m.操作要領為：鉆具分上下，上部是導正，上部逐減短，下部漸增長，上下要同心，參賽要控制。(3)擴孔時必須要帶上內導正器，內導正器要上緊。4.4.4合理的工藝技術措施（1）、鉆進方法a推廣以繩索取心鉆進為主體的金剛石鉆進。b沖擊回轉鉆進及孔底動力機鉆進有利于防止鉆孔彎曲。c鋼粒噴反鉆進正比循環(huán)鉆進鉆孔彎曲小，如方位角有規(guī)律彎曲，采用正反轉交替鉆進有防止方位角彎曲的效果。（2）鉆進技術參數(shù)（1）鉆壓：保證體積破碎即可，不宜盲目加大，必要時還應適當控制。a選擇表鑲鉆頭壓力的原則表鑲鉆頭的壓力比孕鑲鉆頭的小;大顆粒表鑲鉆頭的壓力比小顆粒的??；優(yōu)質金剛石鉆頭的壓力比質量較差的大;新的金剛石鉆頭開始鉆進時應用較小的壓力。b鉆壓取決于巖石的性質巖石的硬度.強度.研磨性和完整程度時決定壓力的主要因素。一般在軟或研磨性弱的巖層中鉆進時應用較小的壓力;在完整.中硬.到堅硬或研磨性強的巖層中鉆進應適當加大壓力;在破碎裂隙和非均質的巖層中應視裂隙程度適當減小壓力，一般減小25——50％。c金剛石的質量.數(shù)目和顆粒取決壓力鉆頭上鑲入的底刃金剛石顆粒大.數(shù)多.質量好，壓力可以大些，反之壓力應小些。鉆壓的具體選擇可參照下表（表二）鉆具.鉆頭下列鉆頭直徑(mm)下鉆壓(KG)3646597591普雙表鑲1—22—43—64—87—12孕鑲2—43—64—87—1210—20繩索表鑲2—43—65—108—15孕鑲3—65—108—1511—22重索表鑲3—75—108—15孕鑲5—108—1612—24（表二鉆壓的具體選擇）（2）轉速：破碎.松軟.松散地層及換層換徑是要降低轉速。具體見（表三金剛石鉆進轉速的具體選擇）選擇轉速時考慮的因素：a鉆孔深度：鉆孔深，鉆具重量大，受力復雜;回轉鉆具功率消耗也增大。受功率和鉆具強度限制，其轉速要相應降低;而在淺孔段應采用較高的轉速。b設備及鉆具：鉆機能達到的轉速范圍和鉆桿的強度及耐磨性是鉆澤高轉速的基本條件。在實際工作中應盡量選用能滿足鉆機技術要求的鉆機。鉆桿的強度和耐磨性高則能適應高轉速的需要。鉆桿強度較低，其轉速也要相對應降低。c鉆孔結構：鉆孔結構簡單，鉆桿與孔壁間隙小，適用采用高轉速;反之鉆孔結構復雜，換徑多，鉆孔上部的鉆桿與孔壁間隙大，鉆具回轉的穩(wěn)定性差，不宜開動高轉速。d巖層完整程度：對均勻完整地層，宜采用高轉速;巖層破碎時鉆具振動大，應根據(jù)巖層的破碎程度適當選擇轉速。鉆頭巖石特性可鉆性級別下鉆頭直徑（mm）下轉速（r/s）3646597591表鑲完整7-81100-550850-450650-350550-300450-2509-101000-500800-400600-300500-250400-200裂隙破碎7-8700-350600-300500-250400-200300-1509-10500-250400-200300-200250-150150-100孕鑲完整9-101600-8001300-6501000-500800-400650-35010-121400-7001100-55001000-400800-300600-250裂隙破碎9-10900-450800-400700-350600-300400-20010-12600-300500-250400-200300-200200-100（表三金剛石鉆進轉速的具體選擇）（3）沖洗液量：不宜過大，防止擴大孔壁間隙。a應考慮鉆孔與鉆桿之間的換裝間隙及流速。環(huán)狀間隙大，沖洗液量也應增大。b根據(jù)延時性質和完整程度選擇沖洗液量，鉆進細顆粒，研磨性的硬巖層，鉆速較低，巖粉少，水量可小些;鉆進軟的，中硬的，研磨性弱的巖層，鉆速較高，巖粉多應適當加大水量。由于金剛石鉆進具有較高的轉速特點，金剛實在很高速度下磨削巖石，會產生很高的摩擦熱，加之鉆速快，孔底產生大量巖粉，如不及時清除，將加劇鉆頭磨損，導致巖屑重復破碎，影響效率。金剛石鉆進沖洗液量的選擇如下表，（表四金剛石鉆進沖洗液的選擇）鉆具類型下列鉆頭直徑(mm)下的泵量(L/min)3646597591普雙10—2015—2520—4030—6060—150繩索15—2520—3530—4040—60重索20—4030—5040—70（表四金剛石鉆進沖洗液的選擇）4.4.5其他輔助措施（1）縮小鉆具與孔壁的間隙a粗徑鉆具加扶正器或上擴孔器。b鉆桿上家扶正器、穩(wěn)定器、膠箍等。（2）增強鉆具的剛性和抗磨能力a改善鉆具材料，增加壁厚或表面熱處理。b雙層巖心管都能提高粗徑鉆具剛性。c深孔鉆進盡量采用鉆鋌加壓。（3）巖心管長度適當巖心管愈長，傾倒后形成的角度（導斜角）愈小，有利于