鉆探施工中離不開水這一重要因素，而在較低溫度下有效開展工作是件困難的事情，下面文章結(jié)合以往嘗試的經(jīng)驗進行分析，首先介紹礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概況和鉆孔技術(shù)要求，對于鉆探施工，鉆探質(zhì)量保證措施進行研究，為高原地區(qū)冬季進行鉆探施工積累了一定經(jīng)驗，為日后的鉆探施工也是帶來了幫助。

　　關(guān)鍵詞：西部,高原,冬季,鉆探,工藝

　　1礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造概況及鉆孔技術(shù)要求

　　1.1礦區(qū)地質(zhì)概況

　　施工區(qū)域位于柴達木盆地西南緣那陵郭勒河上游南岸，礦區(qū)內(nèi)地層主要為寒武—奧陶紀灘間山巖群(∈OT)及第四紀。礦區(qū)地層巖石主要為白云石、方解石、透輝石、硅灰石、滑石、透閃石、綠簾石、石英、斜長石，根據(jù)礦區(qū)地層條件和地質(zhì)特定要求，本礦區(qū)巖石的可鉆性一般為6~8級，部分10級。

　　1.2主要技術(shù)要求

　　鉆孔的主要技術(shù)要求為：鉆孔終孔口徑為96mm，鉆孔傾角30°~90°，巖、礦芯采取率應不低于95%，天頂角和方位角每鉆進50m觀測一次，開鉆50m以內(nèi)及造斜孔段加密1~2個觀測點，見厚大礦體和終孔時均進行測量，鉆孔彎曲度要求100m不超過0.5°，方位角全角變化率不超過2°。

　　2鉆探施工

　　2.1鉆探設(shè)備

　　由于礦區(qū)施工道路尚好，能夠滿足履帶式鉆探設(shè)備行走要求。為了保證在低溫條件下連續(xù)施工，選用了阿特拉斯CS-1000P6L動力頭式全液壓巖芯鉆機。鉆機動力由柴油機提供，液壓系統(tǒng)最高壓力為24.1MPa，主卷揚最大提升力5,443kg(空鼓)，動力頭最大扭矩454~4382N·m，動力頭轉(zhuǎn)速范圍130~1300r/min，鉆塔總長度8.8m。

　　2.2鉆孔結(jié)構(gòu)

　　綜合分析礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石可鉆性級別，結(jié)合鉆探設(shè)備、護壁堵漏技術(shù)措施確定鉆孔結(jié)構(gòu)。采用PQ口徑鉆具開孔，鉆至完整巖石3~5m后，下入⌀114mm套管隔離上部松散層、覆蓋層等不穩(wěn)定地層，然后改用HQ口徑鉆具鉆進至終孔。

　　2.3鉆進方法與鉆進技術(shù)參數(shù)

　　為了確保較高的巖芯采取率并實現(xiàn)高質(zhì)量的鉆孔彎曲度控制，鉆進工藝選擇金剛石繩索取芯鉆進方法。鉆進參數(shù)的控制是實現(xiàn)高效鉆進的條件之一。鉆進技術(shù)參數(shù)在實際施工過程中要根據(jù)具體情況及時地調(diào)整，不能僵化呆板的選擇某一個固定參數(shù)值，要將鉆進壓力、回轉(zhuǎn)速度和泥漿泵泵送流量三者看成一個有機的整體，三者之間相互影響，通過仔細的調(diào)整取得良好配合，才能提高鉆進效率。

　　2.4沖洗液的使用

　　沖洗液在鉆進過程中起到保證孔內(nèi)安全、攜帶巖粉、避免重復破碎、冷卻鉆頭、提高鉆進效率等重要作用。施工中采用了低溫泥漿，主要成分為：鈉膨潤土、包被劑、抗鹽共聚物、防塌減阻劑、三水乙酸鈉、二水氯化鈣。

　　2.5鉆孔測斜

　　采用LHSE2701直讀式鉆孔彎曲測斜儀實時測量鉆孔彎曲度。發(fā)現(xiàn)孔斜超標及時采取糾斜措施補救。測斜儀的測量范圍：頂角0°~180°，方位角0°~360°，磁場強度0°~360°;測量誤差：頂角±0.2°，方位角±0.2°，溫度±2.0℃，磁場強度±1.0uT;工作溫度-20℃~85℃;外筒承壓20MPa;適用電纜長度2000m;內(nèi)置電池工作時間15h。

　　3鉆探施工

　　3.1保證施工連續(xù)作業(yè)措施

　　施工區(qū)域在4500m海拔高度的高原地區(qū)，施工時間在11月份前后，室外溫度為-21℃~-6℃。克服嚴寒天氣的不利因素，是施工工作正常開展并能夠如期完工的關(guān)鍵，為此在施工中采取了一些必要的措施。

　　首先要解決施工用水的供應。在距離工作面約1000m的地方安裝了6個3m3的水箱，作為臨時蓄水池，同時鋪設(shè)臨時供水管線到機臺。蓄水池區(qū)域用架子管、棉蓬布搭建防寒棚，架設(shè)火爐，確保水箱不結(jié)冰。

　　輸水管路外部用保溫材料包扎好，并在低點位置安裝放水閥門，當停止供水時，將輸水管線中的積水防空。全液壓巖芯鉆機一般不具備鉆塔，為了確保施工連續(xù)作業(yè)，搭建了簡易鉆塔，安裝塔衣，在場房內(nèi)安裝火爐，保正機臺人員的保暖和泥漿罐的防寒。機臺的泥漿池也采用了3m3的水箱，并置于鉆塔內(nèi)，水箱下面安置了火爐，作業(yè)期間給泥漿適當加熱，確保沖洗液正常循環(huán)。阿特拉斯CS1000P6L為柴油機動力驅(qū)動，柴油機冷卻系統(tǒng)加注了低溫性能良好的防凍液，防止柴油機管路系統(tǒng)及機體在鉆機停止運行時被凍裂。

　　作業(yè)期間要注意機臺的整潔，配備工業(yè)鹽，及時覆蓋、清理地面的結(jié)冰，工作面上不得出現(xiàn)冰面，確保施工安全。提高作業(yè)效率，施工準備工作要仔細全面，做好施工技術(shù)預案，工序銜接緊密，避免出現(xiàn)因工作停頓待導致繩索取芯內(nèi)管凍結(jié)、孔內(nèi)結(jié)冰等情況。

　　3.2施工管理

　　施工工期要求在90d的時間內(nèi)完成3個總進尺為1880.45m的鉆探任務。施工工作較內(nèi)地的勞動強度大，按照三班三崗16人的生產(chǎn)人員進行配置。施工中還配套了2臺生產(chǎn)用車，盡量減少工人的勞動強度。在寒冷季節(jié)施工，除按照常規(guī)的鉆探安全規(guī)程要求外，重點要做好防寒與防火的安全管理工作。

　　4鉆探質(zhì)量保證措施

　　4.1保證巖礦芯采取率的措施

　　(1)取芯工具應妥善保管，使用前要認真檢查，用后要清洗、檢查、保養(yǎng)。入孔前要檢查機構(gòu)工作的可靠性。

　　(2)在取芯困難的巖礦層中鉆進時應降低轉(zhuǎn)速、壓力和泵量，嚴禁隨意提動鉆具，防止造成巖礦芯重復破碎而流失。

　　(3)在破碎地層中鉆進時，應適當控制回次進尺長度(小于1.5m)和回次時間(1h)。

　　(4)精心操作鉆機，動作平穩(wěn)，防止提鉆過程中巖礦芯脫落。

　　(5)發(fā)現(xiàn)巖礦芯堵塞要及時提鉆，減少巖礦芯磨耗。

　　(6)杜絕鉆進回次進尺長度超過巖芯管長度的情況。

　　4.2預防鉆孔彎曲的措施

　　(1)確保安裝質(zhì)量：地基修筑要求水平，主要受力部位承載能力無顯著差別。鉆機安裝要求水平周正、要用水平儀校正。保證三點一線。

　　(2)合理選擇鉆具結(jié)構(gòu)和級配，采用“滿眼鉆進”。

　　(3)開孔應選用鋒利的鉆頭，鉆桿不得有偏擺，鉆壓要均勻，要隨鉆孔加深加長巖芯管長度。(4)擴孔時要帶內(nèi)導正器，換徑時要帶外導正器，要確保鉆具的角度。

　　(5)換徑時導正管長度要大于4m，第一回次的小徑巖芯管長度要小于1m。

　　(6)鉆進技術(shù)參數(shù)要根據(jù)地層實際和鉆具狀態(tài)合理選擇，避免盲目采用強力鉆進規(guī)程參數(shù)導致鉆孔彎曲。

　　5職業(yè)安全健康

　　5.1職業(yè)安全因素辯識與分析

　　5.1.1安全因素分析

　　(1)在進行臨時塔架作業(yè)時，不系安全帶;(2)在塔架作業(yè)時穿帶釘子鞋或硬底鞋塔上作業(yè);(3)夜間或5級以上大風、霧、雪天氣在塔架作業(yè)。

　　5.1.2物體打擊危險因素分析

　　(1)鉆具處于懸吊或傾斜狀態(tài)時，用手摸或探視巖芯管內(nèi)巖芯;(2)用木棒、鐵器撥、卸、掛皮帶;(3)千斤頂處理事故時卡瓦飛脫;(4)人工反鉆具，扳桿回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)站人。

　　5.1.3觸電危險因素分析

　　(1)動力線與照明線相互纏繞;(2)電力線路纜線敷設(shè)直接與鐵制管架接觸;(3)纜線絕緣破損漏電;(4)配電柜前無絕緣膠墊;(5)機場電器設(shè)備未采取保護接地;(6)用電設(shè)備未安裝漏電保護裝置;(7)未切斷電源，修理電器設(shè)備。

　　5.1.4機械傷害危險因素分析

　　(1)鉆探設(shè)備安裝基礎(chǔ)、固定不牢;(2)鉆探機械設(shè)備裸露傳動部位;(3)鉆探設(shè)備維修保養(yǎng)不及時，檢查不夠，旋轉(zhuǎn)零件聯(lián)結(jié)螺栓、鍵脫位;(4)不停車檢修設(shè)備;(5)鉆探機場布置不合理，作業(yè)空間狹窄、雜亂;(6)鉆探設(shè)備在安、拆、運輸中對人體擠、夾、撞、砸傷害。

　　5.1.5火災危險因素分析

　　(1)鉆探機場用明火烘烤機油和柴油機底殼;(2)取暖用煤火爐底座在木制地板上;(3)取暖用煤火爐煙筒與廠房布無絕緣;(4)取暖用煤火爐與場房布或易燃物品安全距離不夠;(5)電氣線路短路、超載;(6)熔斷絲以銅絲等金屬絲替代。

　　5.1.6車輛傷害危險因素分析

　　(1)道路缺陷：①工區(qū)道路太窄、路基不實;②坡道太陡、彎道太急;(2)車況問題：①車輛技術(shù)性能差，不適應野外作業(yè)地區(qū)越野性能要求;②車輛維修、保養(yǎng)不及時，帶病行使;③剎車、轉(zhuǎn)向、制動等系統(tǒng)失靈、失效;④前車燈損壞，夜間行車無照明。(3)氣候條件惡劣：①冰雪或多雨季節(jié)道路較滑;②霧天或煙塵(沙塵)彌漫能見度低。(4)人的違章因素：①無證駕駛、酒后駕車、疲勞駕駛;②車輛超載，人、貨混裝。

　　5.2職業(yè)健康因素辯識與分析

　　5.2.1有毒、有害材料的危險分析

　　(1)在揚塵浮沙或沙塵暴氣候環(huán)境中長期作業(yè)，吸入浮塵可能引發(fā)塵肺病;(2)孔內(nèi)泥漿噴出或在使用特種泥漿材料，以及水泥漿時，泥漿受壓噴出后，嗆入人口腔會對施工人員造成一定的危害，攪拌泥漿材料時，如：纖維素或植物膠等材料吸入呼吸道后，可能對人體造成傷害;(3)班組組織生產(chǎn)形式中，如果長期采取兩班兩倒，或者經(jīng)常性的疲勞作業(yè)可能會對人員造成傷害;(4)長期飲用野外不合格的水，可能對人體健康造成危害。

　　5.2.2噪聲因素的危險分析

　　鉆機、柴油發(fā)電機組的噪音超過85dB，可能會對施工人員的聽力有傷害。

　　5.3自然災害危險因素分析

　　5.3.1高原環(huán)境危害因素

　　從事野外作業(yè)的人員沒有進行體檢、沒有逐級登高地逐步適應高原環(huán)境，盲目進入3000m以上艱苦地區(qū)進行作業(yè)，造成的危害有急性腦水腫、急性肺水腫等高原性疾病，或者由于感冒誘發(fā)其它高原性疾病。

　　5.3.2低溫的危害因素

　　由于礦區(qū)內(nèi)平均氣溫低，氣候變化大，生產(chǎn)人員在寒冷的環(huán)境中工作、生活時，如果保暖措施不當，易發(fā)生凍傷。體溫下降后，對腦功能、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)均有一定的影響，使工作注意力不集中，反應時間延長、作業(yè)失誤率增多。

　　5.3.3地震危害因素分析

　　強烈地震具有較強的破壞力，地震可能造成地面強烈震動以及各種次生災害的發(fā)生,從而直接或間接破壞機場、設(shè)備等，地震可能帶來山體滑坡，可能對選址在山腳下的營地人員、帳篷、設(shè)備造成危害。針對以上的危害因素，在施工過程中要做好安全預案，嚴格按照《地質(zhì)調(diào)查巖心鉆探技術(shù)規(guī)程》要求，逐條排除，確保安全生產(chǎn)。

　　6文明施工與環(huán)境保護

　　文明施工是打造企業(yè)品牌，樹立良好社會形象，贏得地勘市場的關(guān)鍵。針對工作區(qū)獨特的自然地理環(huán)境，要切實做到加大宣傳力度，樹立環(huán)保意識，做到文明施工、安全生產(chǎn)。

　　6.1文明施工

　　(1)召開項目安全文明施工管理工作會議，進行集中宣傳、動員和部署，并針對施工現(xiàn)場創(chuàng)建文明工地過程中產(chǎn)生的問題，組織院有關(guān)部門領(lǐng)導下基層單位進行調(diào)研，并與項目部共同研究探討，交流總結(jié)經(jīng)驗，及時解決問題。

　　(2)通過定期召開項目安全文明經(jīng)驗交流會，使項目管理人員及時了解和掌握企業(yè)內(nèi)外安全文明管理的趨勢與動態(tài)，及時采取相應措施，推動院文明施工活動的深入開展。

　　(3)借助院日常業(yè)務學習，專業(yè)會議和企業(yè)文化活動，在職工中廣泛開展安全生產(chǎn)法律法規(guī)、標準規(guī)范和文明施工樣板工程以及安全文明知識、職業(yè)健康衛(wèi)生知識等宣傳教育，樹立“安全出效益，安全是投資”、“沒有一流的文明施工環(huán)境，就沒有一流的工程質(zhì)量”的安全生產(chǎn)新理念。

　　(4)推行機臺標準化建設(shè)，加強和完善機臺基礎(chǔ)設(shè)施，保持機臺內(nèi)、外整潔，保證充足的操作空間，工具、管材、油料、鉆具等擺放整齊、有序。設(shè)置安全警示牌等內(nèi)容。

　　6.2環(huán)境保護

　　青海省地處青藏高原，是長江、黃河和瀾滄江的發(fā)源地，素有“中華水塔”之稱，同時是藏族、蒙古族等多民族居集區(qū)。為建立和諧的野外施工氛圍，在野外施工中做好以下工作：

　　(1)項目人員要從大局出發(fā)，高度重視環(huán)境保護工作，從我做起，從工作和生活中的小事做起，養(yǎng)成良好的生活習慣，要特別關(guān)注環(huán)境、重視環(huán)境、保護環(huán)境，并與項目施工同步安排部署。

　　(2)營地建設(shè)過程中，要設(shè)立垃圾集中堆放點，并定期進行清理、掩埋。營地搬遷后，要進行出場清理工作，盡量恢復原狀。野外廁所應選擇在適當?shù)奈恢茫�并遠離水源地。

　　(3)為防止施工現(xiàn)場泥漿、污水流出泥漿池;在泥漿池底部先鋪設(shè)一處塑料布，防止泥漿滲出。鉆孔施工完后必須將泥漿池內(nèi)摻入水泥、石灰等材料，使泥漿固化掩埋處理。泥漿槽、蓄水池回填盡量恢復原始狀態(tài)。

　　(4)加強野外用火管理，對使用的汽油、柴油、煤氣和生活用火要嚴格管理，配備滅火器、滅火鐵鍬和沙袋。

　　7結(jié)語

　　通過在高原地區(qū)冬季開展鉆探施工工作，在鉆探工藝技術(shù)及施工管理方面得到了比較全面的提升，綜合安全生產(chǎn)情況、鉆探臺月效率等相關(guān)數(shù)據(jù)，采取的技術(shù)方法和保障措施比較得當，如期地完成了施工工作。

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