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摘要：三王沟石灰岩矿区地质岩芯钻探施工项目是矿业权人为查明矿区矿石质量、礦区开采技术条件对该区进行地质钻探施工，目的是为矿山未来开采提供地质依据。
关键词：三王沟；岩芯钻探；施工
矿区位于淳化县城南东120°方位，隶属石桥镇管辖。矿区距咸阳市约40km；距淳化县城约20km（经S211），向北西约6km至石桥镇，向南4km至泾阳口镇，从菊花水泥厂向南西约2km与S211省道相连接，至矿山均有建议公路相连接，交通便利。
矿区位处于陕北黄土高原南缘台塬与渭河盆地北缘相接壤地带，属陕北黄土高原南部台塬区，孤丘状山脉的一部分。山脉总体近东西延伸。地貌类型以黄土梁、黄土台塬为主、冲沟发育。区域构造上为陕甘宁坳缘褶断束的铜川—韩城断褶段南缘，为一长期强烈上升的近东西向隆起带。
一、确定钻探施工的几个因素
1、地质特征
三王沟矿区地层岩性主要为第四系黄土、二叠系山西组（含砾）石英砂岩、石炭系太原组粘土岩、泥岩和奥陶系马家沟组灰岩、白云质灰岩，岩石硬度中硬，可钻性4-7级，弱研磨性。矿区整体受到近东西向口镇断裂及次一级构造影响，造成岩石节理裂隙较为发育，岩石完整性较差，区内溶洞较为发育，为泥质、粘土质矿物充填。
2、钻探设备及工艺选择
根据工作要求时间短任务重，每个孔均为90°直孔，孔深在300米左右。为了提高钻探效率，减少升降钻具辅助时间，简化取芯工作流程，增加有效钻探时间，本次钻探调用的4台XY-2型钻机进行绳索取芯钻探施工，并结合矿区实际地形地质条件特征，准备的各类钻具、钻杆、套管、钻头，对应型号泥浆泵、钻塔、备用发电机等工具，以及钻孔方位和斜度测斜仪等仪器。
3.钻孔结构设计和工艺选择
根据三王沟矿区地质资料和以往钻探施工队地层的揭露情况，结合开孔通知书中设计终孔孔深位置、总进尺数及地层岩性特征，要求钻机施工队伍提前确定开孔口径及变径位置、准备配套套管；考虑收区域构造影响，地层中石英砂岩的不完整性和泥岩、粘土岩的破碎性存在掉块现象对钻探施工钻进的影响，选择在钻探穿过第四系黄土、二叠系石英砂岩和石炭系泥岩、粘土岩后，遇到完整灰岩1m后下好第一级套管，在钻探过程中并根据地层中出现溶洞或双溶洞现象等因素采用二级套管或飞管进行护壁。
4、钻孔岩矿芯采取率
为保证施工工程质量，除了必须严格执行《机械岩芯钻探规程》中的六项指标要求外，结合实际地质情况，改进工艺，以满足甲方依据矿区具体地质条件进行的技术要求。
二、钻探施工过程中遇到的问题
1、护壁
由于矿区地质受口镇断裂及次一级断裂影响，矿区岩石节理较为发育，孔内岩石较为破碎，易出现由于孔壁不稳定、坍塌、掉块等影响钻机钻探效率和钻孔质量不合格等钻探事故。则选择具有较强护壁性能的低固相冲洗液，加入PVA、FeCl、KCl配成双重双聚交联复合泥浆，在加入适当泥浆处理剂进行性能调整，以确保冲洗写的性能能够达到高速钻进和保护孔壁的目的。
2、堵漏
在石灰岩地层中，堵漏现象较为常见。其中地下岩石裂隙流失和采坑洞穴性流失。一般选择采用麦秆泥巴、水泥泥浆堵漏及采用堵漏剂进行堵漏，或发生在的不同位置也可采用套管隔离进行堵漏。
3、溶洞
溶洞在灰岩地层中较为发育，本次施工在钻孔ZK7-1，ZK10-1，ZK20-1，ZK28-1中均见不同程度溶洞发育，并见小型钟乳石块现象。其中在ZK7-1中76.00-81.00m和84.62-91.22m处遇到双溶洞，位于奥陶系马家沟组白云质灰岩中。对第一处溶洞采用下套管进行隔离处理，在遇到第二处溶洞中由于前期准备不足，开孔口径太小，不能下二级套管时进行了水文观测实验进行对下部溶洞大小规模估测，两次实验分别进行1.3m?（20min）和2.7m?（50min），两次实验清水全漏。最终因溶洞规模偏大、施工风险系数较高，对钻机进行与勘探线夹角45°方向平移位移重新开钻。
三、施工效率与经济效益
1、编排工作计划进度表，每天进行统计当日钻进工作量和累计进尺及对应的岩性特征，对当日存在的问题，地质技术人员及时和钻探施工人员进行沟通提出解决措施进行改正。根据不同钻孔钻探进度的差异，对相邻钻孔进尺岩芯进行估测和可能出现的问题进行提前预防来提高施工效率。
2、在工作中减少掉块、塌孔、漏水等现象的出现，而避免因处理事故延长工作时间。
3、严格按照开孔通知书设计开孔口径进行开孔，并根据岩石岩性的坚硬程度选择钻头，避免因岩石坚硬，钻头不合适频繁更换钻头影响工期和降低钻探成本。
参考文献：
[1]王定奎 绳索取芯金刚石钻进在石灰岩矿区中的应用[J] .西部探矿工程，2012，12，52-55.
[2] 闵东，地质钻探技术与应用研究[J].地质学报，85（11），1806-1822.
[3] DZ/T0227-2010，机械岩芯钻探规程[S]，北京，中国标准出版社，2010.
关键词：三王沟；岩芯钻探；施工
矿区位于淳化县城南东120°方位，隶属石桥镇管辖。矿区距咸阳市约40km；距淳化县城约20km（经S211），向北西约6km至石桥镇，向南4km至泾阳口镇，从菊花水泥厂向南西约2km与S211省道相连接，至矿山均有建议公路相连接，交通便利。
矿区位处于陕北黄土高原南缘台塬与渭河盆地北缘相接壤地带，属陕北黄土高原南部台塬区，孤丘状山脉的一部分。山脉总体近东西延伸。地貌类型以黄土梁、黄土台塬为主、冲沟发育。区域构造上为陕甘宁坳缘褶断束的铜川—韩城断褶段南缘，为一长期强烈上升的近东西向隆起带。
一、确定钻探施工的几个因素
1、地质特征
三王沟矿区地层岩性主要为第四系黄土、二叠系山西组（含砾）石英砂岩、石炭系太原组粘土岩、泥岩和奥陶系马家沟组灰岩、白云质灰岩，岩石硬度中硬，可钻性4-7级，弱研磨性。矿区整体受到近东西向口镇断裂及次一级构造影响，造成岩石节理裂隙较为发育，岩石完整性较差，区内溶洞较为发育，为泥质、粘土质矿物充填。
2、钻探设备及工艺选择
根据工作要求时间短任务重，每个孔均为90°直孔，孔深在300米左右。为了提高钻探效率，减少升降钻具辅助时间，简化取芯工作流程，增加有效钻探时间，本次钻探调用的4台XY-2型钻机进行绳索取芯钻探施工，并结合矿区实际地形地质条件特征，准备的各类钻具、钻杆、套管、钻头，对应型号泥浆泵、钻塔、备用发电机等工具，以及钻孔方位和斜度测斜仪等仪器。
3.钻孔结构设计和工艺选择
根据三王沟矿区地质资料和以往钻探施工队地层的揭露情况，结合开孔通知书中设计终孔孔深位置、总进尺数及地层岩性特征，要求钻机施工队伍提前确定开孔口径及变径位置、准备配套套管；考虑收区域构造影响，地层中石英砂岩的不完整性和泥岩、粘土岩的破碎性存在掉块现象对钻探施工钻进的影响，选择在钻探穿过第四系黄土、二叠系石英砂岩和石炭系泥岩、粘土岩后，遇到完整灰岩1m后下好第一级套管，在钻探过程中并根据地层中出现溶洞或双溶洞现象等因素采用二级套管或飞管进行护壁。
4、钻孔岩矿芯采取率
为保证施工工程质量，除了必须严格执行《机械岩芯钻探规程》中的六项指标要求外，结合实际地质情况，改进工艺，以满足甲方依据矿区具体地质条件进行的技术要求。
二、钻探施工过程中遇到的问题
1、护壁
由于矿区地质受口镇断裂及次一级断裂影响，矿区岩石节理较为发育，孔内岩石较为破碎，易出现由于孔壁不稳定、坍塌、掉块等影响钻机钻探效率和钻孔质量不合格等钻探事故。则选择具有较强护壁性能的低固相冲洗液，加入PVA、FeCl、KCl配成双重双聚交联复合泥浆，在加入适当泥浆处理剂进行性能调整，以确保冲洗写的性能能够达到高速钻进和保护孔壁的目的。
2、堵漏
在石灰岩地层中，堵漏现象较为常见。其中地下岩石裂隙流失和采坑洞穴性流失。一般选择采用麦秆泥巴、水泥泥浆堵漏及采用堵漏剂进行堵漏，或发生在的不同位置也可采用套管隔离进行堵漏。
3、溶洞
溶洞在灰岩地层中较为发育，本次施工在钻孔ZK7-1，ZK10-1，ZK20-1，ZK28-1中均见不同程度溶洞发育，并见小型钟乳石块现象。其中在ZK7-1中76.00-81.00m和84.62-91.22m处遇到双溶洞，位于奥陶系马家沟组白云质灰岩中。对第一处溶洞采用下套管进行隔离处理，在遇到第二处溶洞中由于前期准备不足，开孔口径太小，不能下二级套管时进行了水文观测实验进行对下部溶洞大小规模估测，两次实验分别进行1.3m?（20min）和2.7m?（50min），两次实验清水全漏。最终因溶洞规模偏大、施工风险系数较高，对钻机进行与勘探线夹角45°方向平移位移重新开钻。
三、施工效率与经济效益
1、编排工作计划进度表，每天进行统计当日钻进工作量和累计进尺及对应的岩性特征，对当日存在的问题，地质技术人员及时和钻探施工人员进行沟通提出解决措施进行改正。根据不同钻孔钻探进度的差异，对相邻钻孔进尺岩芯进行估测和可能出现的问题进行提前预防来提高施工效率。
2、在工作中减少掉块、塌孔、漏水等现象的出现，而避免因处理事故延长工作时间。
3、严格按照开孔通知书设计开孔口径进行开孔，并根据岩石岩性的坚硬程度选择钻头，避免因岩石坚硬，钻头不合适频繁更换钻头影响工期和降低钻探成本。
参考文献：
[1]王定奎 绳索取芯金刚石钻进在石灰岩矿区中的应用[J] .西部探矿工程，2012，12，52-55.
[2] 闵东，地质钻探技术与应用研究[J].地质学报，85（11），1806-1822.
[3] DZ/T0227-2010，机械岩芯钻探规程[S]，北京，中国标准出版社，2010.