淺談多寶山銅礦地質資源勘查概況

　　礦區出露地層為中奧陶統銅山組，中、下志留統的八十里小河組和黃花溝組，中、下泥盆統泥鰍河組、烏奴爾組，上石炭統花朵山組，上二疊統八站組，下白堊統龍江組及第四系。地層在礦區範圍內基本為一單斜岩層，總體走向300度，傾向北東，傾角40-60度，區域性地層倒轉而向南西傾斜。多寶山銅礦田三礦溝銅礦床的礦種主要為：銅、鐵、鉬，伴生金、鋅、銀、鎢、鎵、銦、鍺和碲等多種有益組分。

　　礦區內出露的岩石有：凝灰粉砂岩、安山質凝灰岩、角巖、黑雲母長石角巖、透輝石石英角巖、大理岩、矽質大理岩、矽卡巖化大理岩、粒狀鈣鐵石榴石矽卡巖、緻密狀鈣鋁石榴石矽卡巖、英雲閃長巖、綠泥石化花崗岩、蝕變閃長巖、石英斑岩等。這些岩石由於遭受不同期次和不同程度的熱動力擠壓變質，岩石的硬度在不同成度上由所變化。岩石軟硬不均甚至於破碎形成破碎帶;有的岩石經破碎後經風化形成土狀。

　　綜上所述，礦區地層經強烈區域構造、熱液蝕變、變質等因素造成岩層產狀陡，縱橫向變化大;岩層層理、節理髮育，多出現破碎岩層;岩石軟硬不均、軟硬互層，部分矽化強烈，可鑽性級別高達10-12級，給鑽探工作帶來一些技術難點：礦區內地下水埋藏深度為2.5-30m。前人資料單孔最大湧水量為0.33-2.36升/秒米。

　　礦區內普查岩心鑽孔結構設計，在滿足地質對巖礦心採取幾何尺寸要求的前提下，著重考慮了礦層岩石的機械物理特性帶來的技術難題，為保證鑽孔安全、質量、設計為小口徑鑽孔結構。應用小口徑金剛石鑽進技術方法。

　　根據本礦區岩層各類巖礦的物理機械物性，岩石可鑽性、研磨性與完整程度等，設計選用三種鑽進方法：一是硬合金鑽進，二是普通金剛石鑽進，三是金剛石繩索取心鑽進。

　　根據地層特點與典型鑽孔設計結構，分層鑽進技術設計等三個井段：

　　一是第四系地層開孔井段：鬆軟地層沖積層、堆積層或鬆散的砂土層開孔時，使用普通硬質合金鑽進。鑽孔坍塌嚴重時，可從孔口灌注稠泥漿或分段投入粘土球，搗實後再鑽進，也可使用聚丙烯醯胺低固相泥漿護壁。鑽進預定深度後，及時下入孔口套管。二是鑽孔穿透第四系鬆軟地層下入孔口套管後，換徑φ110口徑普通金剛石鑽進方法，鑽至堅硬基岩後，下φ108技術套管，等鑽孔主孔段進行繩索取心鑽探作技術保證。三是鑽進到堅硬基岩，入下φ108技術性套管護壁後，由孔深20米左右直至終孔的主井段，採用S75繩索取心鑽進。

　　開孔○/ 150mm鑽進用短鑽具採用幹鑽方法，乾燒法取心;○/ 146mm套管下完後換○/ 110mm金剛石鑽頭，○/ 108mm鑽具長為2米，單管鑽進，當岩心採取率低或下回次不到底時，採用鋼絲合金鑽頭，撈取岩心;○/ 75mm徑採用S75繩索取心鑽具，雙管單動，卡簧卡取岩心。

　　根據本礦區地層巖性特點，鑽孔沖洗液選用普通泥漿和低固相漿洗井。普通泥漿和低固相泥漿應用的孔段分別為：鑽孔開孔和鑽進到堅實基石之前，硬質合金和普通金剛石鑽進的孔段採用普通泥漿。在下入第二層技術套管護壁後，使用S75金剛石繩索取心鑽進孔段，採用低固相優質泥漿和無固相沖洗液。

　　護壁：採用分層護壁技術。在第四系鬆軟地層開孔孔段，應用高粘度泥漿和套管護壁。在堅硬基岩前普通金剛石鑽進孔段，應用優質泥漿和套管護壁S75繩索取心主孔段，應用優質低固相泥漿護壁。堵漏：在區域性破碎地層鑽空沖洗液嚴重漏失時，採用水泥護壁堵漏，灌注水泥前準確掌握漏失層的深度和厚度和大致漏失量以及坍塌層的嚴重程度，應用測漏儀測定漏失位置，必要時用井徑儀測量孔徑。

　　根據礦區地質條件，在鑽孔開孔遇第四系地層時，採用單管、雙管單動硬質合金鑽具取心工具。在技術過度孔段採用單管、雙管金剛石鑽具取心。遇堅硬基岩時，主孔段全部採用S75金剛石繩索取心鑽具，以保證岩心採取率達標。實踐證明採取率達到90%以上，大大高於鋼粒、普通金剛石施工工藝。

　　首先回次進尺應控制在0.5m左右，在開孔時第四系採取幹鑽法鑽進及取心岩心採取率達100%。○/ 110mm徑鑽進破碎層用自制鋼絲鑽頭取心，S75鑽具鑽進時進尺突然加快，立即減壓，小泵量繼續進尺0.5m停鑽提內管.

　　該礦區普遍存在輕微漏失，有15%的孔中等漏失，輕微漏失孔段基本在30-80米，採取了無固相泥漿提高PAM和CMC加量，比正常提高30%即可，且保持住泥漿效能，通過24小時施工均達到很好效果，泥漿消耗量0.1m3/3米。中等漏失層採取了無固相泥漿PAM加量提高到正常的2倍，泥漿粘度達30秒，比重1.06，以巖粉在迴圈過程中能沉澱為標準。檢測方法是用手撈取進入原池泥漿無巖粉或含砂率小於4%為宜，在JZK204-1、JZK107-1取得好效果，泥漿消耗量降到0.1m3/3m。

　　打撈內管，二次投入內管，差2.50m不到位，且掃孔泵壓升高。為泥狀岩層，手搓成粉末狀，確定此層易坍塌，處理方法：①無固相泥漿變普通泥漿。②S75鑽具，換P75鑽具，S75鑽桿換60鑽桿，掃孔到底，然後進尺，又換回S75鑽桿、鑽具。無固相泥漿正常鑽進至設計孔深。根據地層合理選擇鑽頭。鑽頭壽命長，提大鑽次數少。本礦區使用胎體硬度HRC20-25圓弧型鑽頭，使用壽命最長，一般常用此鑽頭，在軟層、均質硬層進尺效率均較好，在特硬層使用HRC10-15鑽頭效果好***石英含量80%***。岩心鑽探泥漿淨化至關重要，泥漿淨化的乾淨，能避免燒鑽和提高鑽頭壽命及鑽具鑽桿的壽命，同時也減少換漿而節約材料。我們在每個孔開鑽前都進行泥漿迴圈系統規範化管理，總長大於15m，形狀為“字形，且每個拐角處挖一個0.40m深0.50m直徑的圓坑，每隔3m加一個擋板，坡度為1/80-1/100槽深0.25m，槽寬0.25m一個沉澱池。一個原池，體積為1m3。每班測含砂率三次，含砂率近4%時，立即更換泥漿。

　　本礦區施工的7個鑽孔普遍存在沖洗液漏失現象，有的鑽孔漏失嚴重，一直在頂水鑽進。對於沖洗液的漏失，一是地層的因素，有破碎帶和裂隙，消耗沖洗液;二是套管深度不夠，底部密封不嚴，從管外跑水。建議以後施工遇到沖洗液消耗嚴重時，要及時調整沖洗液效能，加大聚丙烯醯胺用量提高粘度，封堵岩石中的較小裂隙，減少衝洗液的消耗;套管要坐到完整的岩石上，在下套管前必須投入粘土球，以把套管坐實封嚴，防止上部孔段及套管外跑水。岩心堵塞的主要原因是所鑽地層岩石片理較發育，鑽進過程中岩心容易破碎，碎屑卡在卡簧座和鑽頭內臺階之間。防止岩心堵塞一是內管與鑽內臺階的間隙合理，在4-6mm;二是採用SZS-75型液動衝擊迴轉鑽具進行衝擊迴轉鑽進，來提高鑽進效率，緩解鑽孔彎曲，降低成本，增長回次進尺，減輕岩心堵塞和提高岩心採取率。

　　地層原因:6-50米之間岩層為矽化很強，不規則的塊狀角礫熔岩硬，進尺時水衝擊後成巖粉，只剩矽化塊狀的50% ，所以採取率不夠; 該地層雖然很軟但存在矽化很硬的不規則的塊狀物，容易出現堵塞現象，操作人員經驗不足判斷不準確，已經堵塞還在鑽進，致使岩心推沒或不足。之所以能進尺，是岩石鬆軟，鑽壓大。施工中必須解決該區複雜地層存在技術問題，這些岩石可鑽性在6-12級，岩石節理髮育，構造破碎帶及斷層較多並變化頻繁，巖芯採取率和鑽進效率較低，鑽孔不同程度的存在塌、掉、漏等問題。為此，鑽孔施工中應正確處理鑽孔穩定、下套管工藝、提高採取率、提高鑽進效率等問題，以實現鑽探生產優質、高效、低耗、安全。