郭 磊
(河北省地礦局第三地質(zhì)大隊,河北張家口 075000)
2021年在河北省懷安縣朱家洼多金屬礦區(qū)進行第四次普查工作,該礦區(qū)設(shè)計傾角為60°、設(shè)計方位角為50°鉆孔的方位易產(chǎn)生較大的偏差,當終孔深度較大時,終孔點偏離勘探線的距離遠大于地質(zhì)設(shè)計要求。2021年4~6月在朱家洼礦區(qū)鉆成ZK1-2孔,終孔深度為1109m,施工此鉆孔時,以控制鉆孔方位偏差為重點,將終孔點偏離勘探線的距離降到最小,鉆孔質(zhì)量達到了優(yōu)質(zhì)孔標準。
區(qū)內(nèi)出露地層主要為太古代桑干群瓦窯口組變質(zhì)巖。主要巖石類型為黑云斜長片麻巖夾紫蘇斜長片麻巖,紫蘇麻粒巖、夾含磁鐵石英巖等。
普查區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主,圍繞駱駝山石英斑巖體形成一系列的環(huán)狀、放射狀斷裂構(gòu)造及節(jié)理破碎帶,長度幾米至幾百米,寬度0.50~10余米不等。
主要有三條較大的斷層(蝕變帶),具體特征如下:F1位于斑巖體的西北部,產(chǎn)狀120°∠70°延長近250m,寬3~5m;F2位于斑巖體的西南部,產(chǎn)狀30°∠55°延長近575m,寬5~10m;F3位于斑巖體的東部,產(chǎn)狀近于南北,90°∠53°延長450m,寬1~2m,斷層角礫明顯。上述各斷層均有不同程度的金礦化。
鉆機:XY-6B 型,泥漿泵:BW-250 型,動力機:150kW 發(fā)電機(兼照明),鉆塔:AG-13-30 型(斜直兩用,塔高13m,最大承載30t),測斜儀:XBY-2GW無線光纖尋北陀螺測斜儀。
(1)在第四系覆蓋層,根據(jù)其厚度及破碎情況開孔時用?110復(fù)合片鉆頭開孔,遇到基巖后下入?108mm套管護壁,基巖內(nèi)使用繩索取芯孕鑲金剛石鉆頭鉆進。
(2)開孔鉆進至基巖下入套管前,使用?89mm繩索取芯鉆桿。鉆具組合:60六方主動鉆桿+?89mm繩索取芯鉆桿+?108mm巖芯管+?113mm復(fù)合片鉆頭。鉆進技術(shù)參數(shù):鉆壓5~8kN、轉(zhuǎn)速100r/min、泵量90L/min。
(3)下入?108mm套管后,采用?95mm繩索取芯金剛石鉆進工藝。鉆具組合:?89mm繩索取芯鉆桿+?95mm繩索取芯內(nèi)外管鉆具+?95mm孕鑲金剛石鉆頭。鉆進技術(shù)參數(shù):鉆壓8~12kN、轉(zhuǎn)速100r/min、泵量50L/min。
(4)下入?89mm套管后,采用?76mmm繩索取芯金剛石鉆進工藝。鉆具組合:?72mm繩索取芯鉆桿+?76mm繩索取芯內(nèi)外管鉆具+?76mm孕鑲金剛石鉆頭。鉆進技術(shù)參數(shù):鉆壓8~10kN、轉(zhuǎn)速290~370r/min、泵量50L/min。
?113mm 孔徑0~17.25m,?95mm 孔徑17.25~394.35m,?76mm孔徑394.35~1109.00m。
(1)在第四系覆蓋層及基巖風化破碎層采用膨潤土低固相泥漿作沖洗液,性能:比重1.08~1.10,粘度18~20s,含砂量小于4%,穿過覆蓋層及基巖風化破碎層后采用無固相沖洗液。
(2)完整基巖層內(nèi)鉆進時采用聚丙烯酰胺無固相沖洗液,每立方米清水加聚丙烯酰胺0.1~0.2kg;破碎地層內(nèi)鉆進時在聚丙烯酰胺無固相沖洗液內(nèi)添加適量的砂礫石防塌劑。
(3)鉆進時發(fā)生嚴重漏失時人工向孔內(nèi)灌注防塌封堵劑,此鉆孔在不同層位共堵漏12次。
根據(jù)當?shù)厮礂l件,確定供水方法,采取機場附近挖蓄水池20m3,用塑料布防滲水,使用車輛從遠處拉水,注入池內(nèi)備用,再用水泵將水壓送到鉆場。
(1)巖礦芯采取率與巖礦芯整理。全孔巖芯平均采取率一般不得低于75%,礦芯平均采取率一般不得低于80%。由機臺負責將巖芯清洗干凈,自上而下按次序裝箱,在巖芯上用漆或油浸色筆寫明回次數(shù)、總塊數(shù)和塊號,用油筆填寫巖芯牌,并妥善保管。
(2)鉆孔彎曲度及測量間距。鉆孔開孔至25m 測量一次頂角和方位角,其后每鉆進50m 測一次頂角和方位角,頂角偏斜不大于3°/100m;按孔深累計計算每100m 方位角允許偏差1°~2°,鉆孔終孔點位置不允許超過線距的1/4。
(1)確保地盤堅實、平整,地梁鋪設(shè)水平、周正、牢固;鉆機安裝達到水平、周正、穩(wěn)固;嚴格按設(shè)計要求檢查立軸方向、角度。
(2)開孔時用剛直的鉆具,依次分別使用巖芯管長1m、2m、4m的單管鉆具。
(3)采用繩索取芯鉆具取芯,配備胎體硬度為HRC25、濃度為75%、工作層高13mm的孕鑲金剛石鉆頭,選擇性能良好卡簧并用巖芯實驗松緊度,合適為宜,投入內(nèi)管要到位,防止打單管和巖芯脫落。
(4)使用性能完好的取芯鉆具,取芯外管、內(nèi)管保持剛直,鉆頭內(nèi)徑不能超差過大,保證巖芯能順利進入內(nèi)管。
(5)鉆進時,不打懶鉆,發(fā)現(xiàn)巖芯堵塞立即提升內(nèi)管進行取芯。
此鉆孔的臺月效率為408m/臺月,?95mm孔徑的平均純鉆進小時效率為1.3m/h,平均回次進尺2.21m;?76mm 孔徑的平均純鉆進小時效率為1.3m/h,平均回次進尺2.53m;全孔平均巖芯采取率為99.11%,礦芯采取率為100%。
鉆孔的測斜記錄見表1。