金刚石钻进中泥浆的使用与护壁堵漏

岩深度（３００ｍｍ一４００ｍｍ）之和。确定锚杆长度为２０００ｍｍ。 锚杆排、间距按公式Ｄ＝４ Ｑ／Ｋ．Ｈ．ｒ．，确定为８００ｍｍ×８００ｍｍ。 式中：Ｑ：锚杆锚固为取５Ｔ。 Ｈ：松软岩层最大厚度１ ５００ＭＭ。 Ｒ：不稳定岩层平均容重取２．５Ｔ／Ｍ３。
巷道顶板、两帮均选用由２０ｍｍ×２０００ｍｍ罗纹钢锚杆，两只树脂锚固剂，
用。
为了减少回转阻力，使钻具能开上高转速。 同时，小口径金刚石岩心钻进的岩粉颗粒直径比较小，因此应在保证泥 浆。 质量的前提下，尽可能的降低粘土用量．低泥浆比重。 ８泥浆失水与泥皮 对小口径金刚石钻进使用的泥浆，要求失水量小．并要能形成致密且具有 良好润滑性能的泥皮。泥浆洗孔时，润滑效果的好坏与贴附在孔壁上的泥皮 直接相关。如果使用的是低固相泥浆，能改善泥皮的粘滞性，减小钻具回转阻 力，有利于提高转速。实践证明。用水化强．分散度高和片状颗粒明显的膨 润土造浆，所形成的泥皮具有较好的润滑性。 ７泥浆的淹窒性 从稳定孔壁和防止漏失考虑，小口径金刚石钻进用泥浆必须带有一定的粘 度，只有提高粘度泥浆才能起到保护孔蹙，防止漏失的作用。但是粘度的增加 又会增加回转阻力和泵压损失．影响高钻速的开启。 在部分漏失的情况Ｆ，可用高效增粘剂。国外有一种瓜尔胶，用它来提高 低固相泥浆的粘度．却不会使钻具回转阻力增加很多，甚至还可以考虑在泥浆 中加入细粒堵漏材料，如碎纸屑，细云母片等。 ８泥浆的润滑性 石油钻进中提高泥浆的润滑性能的目的是为了减少回转钻具的转矩和提 升钻具的拉力，起防卡减卡等作用。为此，采取添加各种润滑材料来提高泥浆 的润滑性，并采取在不同压力Ｆ进行。 小口径金刚石钻进用泥浆也需要具有良好的润滑性，以减少回转钻具阻 力，实现高转速。 要维持金刚石钻进用泥浆的良好润滑性，选择合理的润滑材料是很重要 的。要研究这些润滑材料和粘土间的吸附机理，这种泥浆和钻具或岩石表面的 吸附和形成的泥皮特性等。其中泥浆的ＰＨ值也有很大影响，要进一步研究。 ９水泥配方与灌注的几个问墨 （１）提到护壁堵漏就能不不说水泥。在钻探产业中流传的这样一句话：“遇 到漏失坍塌地层，先用泥浆护孔，如果不行，就上水泥，水泥再不行最好下套 管。’铌浆的造价是相对较低的，如果我们能科学的使用泥浆，我们就能用最低
［关键词】锚杆锚索喷浆维修 中图分类号：ＴＩ）３５３ 文献标识码：Ａ
文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１Ｉ）１４－００３９一叭
１工程概况 龙湖矿三采区主井，采用了光爆锚喷支护。巷道围岩主要为页岩夹煤 线、灰色砂页岩、粉砂岩，岩层节理发育有裂隙，岩体内软弱夹层和泥化夹
层发育，断面为半圆拱型，宽４．０米，高３．０米，锚杆采用ｍ１６ｍ×１６ｒａｍ圆钢水
泥锚杆配铸钢托盘，混凝土喷层厚度为５０ｍｍ。 巷道掘送８个月后发生破坏．其特征是：巷道顶板Ｆ沉，＿Ｆ沉量为５００ｍ一 ８００ｒａｍ，局部喷层脱落，有冒落发生．西侧墙体内移，两帮移近量４００ｍｍ－－７００ｍｍ。 有片帮现象，拱基部以上张裂，局部锚杆托盘破碎喷层脱落。破坏的地方又经 过补打锚网等修复，仍不能控制巷道的持续变形，影响了该巷道的正常使用。 ２巷谴破环原因分析 （１）通过巷道围岩地质情况和巷道破坏情况的综合分析。在巷道顶部上覆 岩层压力作用下，巷道顶部岩层被挤压产生变型，沿节理加深，加宽裂隙。因 岩性不同。在压力作用下延软弱夹层产生变形分裂，变成块状、片状破碎体， 造成顶板破裂并下沉，两帮岩体在上部岩层压力作用下向自由面产生位移，变 形破裂，最终造成片帮。 （２）巷道支护采用直径１６ＭＭ×１６００ＭＭ圆钢水泥锚杆配铸钢托盘不适用于 缓慢变形巷道。当巷道变形量大．铸钢托盘强度低压碎，导致锚杆失效岩层脱 落。 （３）锚杆长度、排、间距的确定及锚杆种类的选择依据锚杆支护材料的 性质。掘进巷道时。应该根据地质条件的变化及时修正锚杆长度及排、间 距。 （４）单纯锚喷支护，对节理、裂隙发育的岩层整体悬吊能力不强。锚杆 受力不均衡会导致局部锚杆先被破坏，进二步导致巷道变形加大。 ３修复方案及有关参数的确定 ３．１经过详细分析顶板被破坏的原因．采用以下巷道修复方案 （Ｉ）对巷道进行开帮、挑顶、恢复到原设计断面。 （２）按设计安装锚杆一挂金属网一安装锚索一喷浆。 ３．２锚杆参数选择 依据地质柱状图和现场实见，巷道项板松软岩层范围在ｉ ０ ０ ０ ｍ ｍ— １５００ｍｍ。使用长锚杆将松软岩层悬吊在其外围岩层中，可有效地进行支护。 确定锚杆长度应是软岩厚度、锚杆外露长度（５０ｍ—ｌＯＯｍｍ）与锚杆入稳定围
（２）成本解决问题。如果漏失坍塌比较严重，泥浆没有效果，那么就只有 水泥，水泥的造价要比泥浆高的多．那么在钻探中如果遇到比较严重的复杂地 层，我们怎么更科学的使用水泥，来进行一下简单的探讨。 １０水泥在孔内不凝固、晚凝固．或强度不高的原因 通过大量的实践结果表明，当前存在水泥浆在孔内不凝固的原因，主要不 是水泥质量的问题，而是灌注不得法所造成的。 即使是使用小场生产没有打上标号的水泥（但要求新鲜），只要灌注得法， 同样可以在４０小时之内凝固得很好，并且可以取上完整的水泥岩心来，相反， 有的队即使用Ｔ６００号以上的水泥，由于灌注不得法，侯凝了一个星期时问，水 泥还是没有凝固。所谓灌注得法与否，主要是指在孔内及灌注中，水泥浆是否 被水所稀释的问题，如被水大量稀释．水泥浆长期不会凝固。 ”水泥的品种与逮麓旱强剂加入问题 常用的建筑．如普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥……等是完全可用于 岩心钻探钻孔护壁堵漏的，标号高低一点均可应用，但要求水泥不结块，水泥新 鲜为好。只要灌注得法，后凝一天或几十小时。从孔内取上相当与可钻性３级 以上的水泥岩心是不成问题的。 （１）氯化钙的加入对于水泥性能的变化 氯化钙具有速凝和早强的作用，虽其速凝结时间还不算快，但加入氯化钙 后，水泥石的组织变得致密，水泥石强度提高，同时，它可增加水泥浆的流动性 能，有利于在低水灰比下用钻杆泵送水泥。 氯化钙加量一般相当于水泥重量的Ｉ一３％。从提高早期强度出发，加入 １％的效果和３％的相当，因此我们认为不必多加。 （２）三乙醇胺加食盐的加入对水泥性能的变化 三乙醇胺加食盐是复合早强剂，其特点是使水泥浆终凝后强度增长快，具 早强特性，且水泥石组织致密。而凝固时间比加入氯化钙时为长（一般要１０
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锚杆、锚索、喷浆支护在维修巷道中的应用
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（七煤集团公司向阳矿七台河 ［摘 问题。
１５４６００）
要］通过对龙湖三采区主井周岩及巷道破坏原因分析，彩锚网，锚索喷浆联和支护技术对巷道进行修复，有效地控制了围岩变形．解决了软岩顶板支护
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金刚石钻进中泥浆的使用与护壁堵漏
张彬
（内蒙占工程学校０１００１０） ［摘 要］随着社会科学的发展。金刚石钻进方法已经成为钻进技术中非常主要的一种钻进方式，合理的应用金刚石钻进方法也就成为现今资源勘察中钻探 技术的重要研究内容。本文就小口径金刚石钻进的特点以及它对泥浆的要求和护壁堵漏等问题，进行讨论。 ［关键词］金刚石 钻进方法 技术研究 中图分类号：Ｐ６３４．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１Ｉ）１４—００３８－０２
配高强度冲压拱型托盘。 ３．３加强锚索参数选择 锚网安装安后，在巷道项部增打两排锚索，加强顶板悬吊能力，控制顶板离 层。根据经验．锚索深入到稳定岩层内锚固长度取１５００ＭＭ效果比较好。悬 吊的松软岩层最大厚度１５００ＭＭ，安装托盘及锚具长度１５０ＭＭ，外露涨拉长度取 ５００ＭＭ，所须锚索长度为Ｌ＝３６５０ｍｍ。 锚索排、间距２≤ｅ≤３，确定锚索、间距为１８００ｍｍ×２０００ｍｍ。
实际选用锚索钢绞线＝［ｎ１５．２４ｍｍ×４０００ｍｍ，３支锚固剂。
３．５喷浆工作分两次进行 第一次喷层厚度为２０ＭＭ－－３０Ｍｆｆ，待围岩基本稳定后再进行二次喷浆，能使 整个喷层的致密性大大提高。 ４麓工技术要求 （１）钻孔直径与锚杆直径之差应为５删一１０ＭＭ．钻孔直径与锚圃剂直径之 差３ＭＭ一５ＭＭ，孔深不超过锚杼长度５０ＭＭ。傲到钻孔直径、锚杆直径、锚 固剂直径三径匹配。 （２）安装锚杆前，冲净眼底部锚固段岩粉，树脂药卷搅拌时间３０ｓ±５ｓ。等 待时间为一分钟，锚杆紧力必须达到ｌＯＯＫＮ。 （３）锚杆眼角要垂直于巷道轮廓线．偏差角为±５０ （４）锚索预紧力应达到Ｉ ＯＯＫＮ以上。 （５）混凝土配比：水灰比取０．４一Ｏ．５，配后骨料不少于３０％，初喷配比为 水泥：砂：石子＝１：２：Ｉ。复喷配比为水泥：砂：石子＝１：２：２。 ５用效果分析 主井２００２年修复至今，巷道顶板下沉量最大值１７０ｍｍ．两帮移近最大值为 ２００ｍｍ。上述观测表明，锚网、锚索．喷浆支护方法，能比较有效地控制松软 岩中巷道的变型。取得良好的支护效果，可以满足生产和安全的要求。
１泵压对小口径金蹦石钻进一失的影响 （Ｉ）小口径人造或天然金刚石钻进在孔壁岩层稳定情况下钻进效果良好。 而遇到易发生坍塌、漏失、膨胀、缩径、涌水、溶洞……等问题的胶结 不良、裂隙发育、破碎、水敏性强等复杂地层．如果措施不当，则会产生许 多事故和问题。我国许多地质队在以往钻进工作中都或多或少地遇到此类问 题．由此造成的孔内事故多、钻进效率低和钻孔质量差，以至于钻孔报废也时 有发生。 （２）在地层比较复杂的矿区钻探，由于方法不当，处理事故时间占整个钻探 时间的比例．有高达３０—５０％以上。２００６年达茂旗铁矿普查时，有一钻孔，打了 ３个月．钻进１３０多米，由于始终穿不过十几米厚的深部岩活石破碎地层，从而 无法打穿矿体达到预计孔深，同时采取率严重不足，并最后由于孔壁坍塌处理 无效而报废．１３０多米投入１０万左右。为什么会出现这样的情况？和冲洗液 的选择和护壁堵漏有直接关系，钻探工人在钻进过程中，遇到复杂地层没有做 好防范措施．冲洗液没有做出调整，最后导致钻孔报废，可想，在金刚石钻进过 程中，冲洗液的选择和护壁堵漏有多么霞要！ 处理好复杂地层，对人造金刚石钻探的全面普及与推广．能起到重要的作