摘要：在开展矿山地质岩心钻探工作时，会受复杂的地质环境、施工技术水平、钻具质量等因素的影响，导致施工事故频发。这些事故不仅严重威胁人员生命安全，而且影响资源勘探效率和施工进度，不利于矿山地质钻探事业的稳健发展。因此，本文以施工中常见的事故类型为切入点，分析其发生原因，总结相关经验，并提出了处理方法和预防措施，以帮助矿山企业提高事故应对能力。
关键词：矿山地质,岩心钻探,施工,事故,处理,认识
作为获取地下矿藏和岩石性质信息的重要手段，矿山地质岩心钻探在资源勘探工作中占据着重要比重。然而，施工过程会面临各种危险和意外情况，近年的事故发生频率也越来越高，会对人员安全、设备质量、社会环境造成不同程度的威胁和破坏。因此，正确处理事故是保障施工安全的重要环节，相关部门亟须正视问题，并对施工中可能出现的事故类型进行分类、总结，推行一些应对策略和措施，才能有效降低事故的发生概率。
1矿山地质岩心钻探施工中的事故类型及产生原因
在对地质岩心进行钻探施工的过程中，随着钻探深度的不断增加，施工事故的发生概率也会随之提升，这不仅会造成大量的经济损失和人员伤亡，还会直接影响到施工速度和质量，不利于行业的健康发展。
现阶段，在矿山地质岩心钻探施工过程中，可能发生的孔内事故类型及产生原因如下。
1.1钻具断裂
钻具断裂是一种常见的事故类型，当施工人员未能合理设置钻进参数、出现操作失误、非均匀加速，或者使用老化或损坏的钻具时，可能会导致钻杆、钻具受到超过强度限制的冲击或扭矩，导致钻具断裂、脱落的情况发生。
在此期间，钻具质量的好坏是影响事故严重程度的关键因素。一方面，钻具的材质、制造质量及耐久性都会影响自身的性能和寿命，钻具存在材料质量低劣、焊接缺陷等质量问题，就会加大断裂事故发生的概率与严重性，甚至造成不必要的人员损伤。另一方面，长期使用的钻具很容易出现老化或磨损问题，并处于高负荷或恶劣环境下，钻具的强度和耐久性都会有所下降，没有及时更换磨损严重的钻具，出现断裂的频率就会更高，危险系数也会更大。
1.2孔内坍塌
孔内坍塌是指在进行岩心钻探作业时，钻孔周围的岩层失去稳定性，导致孔壁崩塌或坍塌的一种事故现象，可能会造成严重的安全风险和工程质量问题。目前，孔内坍塌的产生原因主要包括以下几点。
（1）地质条件不稳定。由于地域差异较大，地质环境、条件也各有不同，岩层的稳定性和承载能力也有所差异，在岩心钻探施工过程中遇到了弱结构的土壤或脆弱、松散的岩层，就更容易受到钻孔作业的影响，从而导致孔内坍塌。在特定环境中，若遇到地震、暴风雨等自然灾害，也会影响岩层的稳定性，引发坍塌，造成一定的经济损失。
（2）地质勘探不充分。矿山地质岩心钻探施工前，若未能对矿区地质情况进行详细的勘探调查，缺乏充分的地质数据支撑，可能会导致施工过程遇到意料之外的地质情况，增加孔内坍塌事故的发生概率与风险。除此之外，由于地质勘探方法和技术的限制，部分施工人员勘探获取的数据不一定准确，若未能及时进行分析和评估，导致计算不准确、考虑不周全，也会直接影响后续孔壁支护设计和施工，导致支护结构不足以稳定孔壁，引发坍塌事故。
（3）钻孔过程操作不当。施工过程中，若施工人员未能合理控制钻孔精度、速度或压力，使其超过岩石的承载能力和强度极限，都会增加孔内坍塌的可能性。例如，选择的钻孔直径过大，甚至超出地层的稳定承载能力范围，便会增加孔壁失稳与坍塌的风险；若钻进速度太快，也没有采取相应的支护措施，则会增加钻头对孔壁的冲击和摩擦力，导致孔壁的稳定性受到破坏，地层无法及时重新沉积，引发孔壁坍塌事故。
1.3吸附卡钻
随着地质勘探技术的不断进步，钻孔的复杂程度越来越高，吸附卡钻逐渐成为施工中比较常见的一种孔内事故。不仅会导致钻杆断裂、钻头卡钻、钻井涌水等现象，还会导致提拉钻杆伸长滑动距离逐渐减小，并在泵压正常运行，未出现孔壁坍塌、岩屑沉积现象的基础上，造成钻具不能正常活动、施工现场人员伤亡等严重后果，从而影响钻探工作的正常进行。目前，吸附卡钻的成因主要包括以下两点。
（1）泥浆液柱静压力与地层压力的压差变化。岩心钻探施工中，通常会采用水基泥浆护壁法，泥浆液中含有铁离子物质，所形成的滤饼拥有负电力场，而钻杆表面附着的铁离子会影响正电荷的电力场，若二者之间存在一定距离或介质，便不会发生依附作用，若产生近距离接触，便会发生吸附现象，引发吸附卡钻事故。然而，虽说在运动钻杆时，水分子的存在会阻止滤饼与钻杆发生吸附现象，但当钻杆静止不动时，泥浆液柱的静压力与递增压力之间的压差会不断增大，而钻孔深度与压差还存在正相关关系。钻孔深度越大，泥压液柱所受到的地层压力也会加大，这会对钻杆产生侧向力，促使钻杆与孔壁的距离变得更近，从而引发吸附卡钻事故。
（2）钻孔偏斜，施工过程中，施工人员所使用的钻具可能会出现钻头磨损、偏心、柱塞不平衡等质量问题，若钻探操作出现问题，则容易造成不必要的侧向力，导致钻孔出现偏斜。此外，钻杆自重也会为孔壁下侧施加更大压力，致使其到达相互吸附范围，从而发生吸附作用，引发卡钻事故。
2矿山地质岩心钻探施工事故的处理方法
2.1钻具断裂事故的处理步骤和方法
（1）停止操作。遇到钻具断裂时，施工人员需要立即停止钻进操作，并及时切断供电和通风系统，组织人员撤离事故现场。
（2）更换断裂钻具。在保证安全的前提下，技术人员需要对断裂钻具的位置和状态进行检查，并评估断裂程度，获取准确的事故位置，进而对断裂部分进行应急处理，并采取适当方式将断裂钻具捞取出来后，实行相对应的处理措施。
（3）恢复操作。施工人员选用合适的工具和方法顺利将断裂钻具打捞出来后，不仅要根据检查评估结果对钻具进行维修或更换，还应确保钻具的正确连接和必要的固定，并在经过检查、确认安全、做好整理记录工作后，重新进行准备工作，恢复正常钻进操作。
在处理期间，为了防止钻探过程中产生不必要的事故，保证安全性，相关施工人员在打捞断裂钻具时，不仅要事先了解断裂的具体位置、程度及周围环境情况，采取必要的防护措施制定出最佳的打捞策略和方法，还需要控制打捞过程，尽量避免二次损坏，才能为后续施工提供安全环境。控制打捞过程阶段，施工人员需要根据断裂钻具的长度、重量和位置选择合适的打捞设备和工具，按照明确的打捞计划和作业流程推进工作，并监控和控制打捞过程，才能有效规避安全风险。避免二次损坏阶段，施工人员需要合理操作，避免在打捞过程中对断裂钻具施加额外的压力、扭矩，或者出现过度拉扯、挤压情况，才能防止钻具进一步断裂或出现其他损坏。
2.2孔内坍塌事故的处理步骤和方法
（1）停止作业。事故一旦发生，需要立即停止钻探作业，必要时可以采取紧急撤离措施，将施工人员快速转移至安全区域。
（2）评估坍塌情况。工作人员在做好安全防护的基础上，需要对孔内坍塌情况进行评估，了解坍塌的范围、程度、形式以及可能存在的潜在风险，并根据事故发生原因和评估结果制定出对应的、科学合理的加固方案。
（3）清理孔内坍塌物。完成处理方案的设计之后，施工人员需要对孔道的坍塌物和泥浆进行清理，可以使用泥浆泵、吸尘器、抽水泵或其他适当工具将坍塌物排出孔道，以恢复孔道通畅与清洁，使其恢复到正常钻进的状态。
（4）加固孔壁。根据坍塌情况和孔壁状态，施工人员需要选择套管注浆、锚杆支护等适当的孔壁支护措施，以为钻探工作提供稳定的孔壁，防止进一步的坍塌和安全事故的发生。而在加固孔壁时，既可以选择使用固井材料进行加固，也能选择钢筋网或锚固加固，都能提供孔内稳定性，如果有需要，也可以进行补偿性支护。
（5）检查确认设备与场地安全，恢复作业。做好处理工作后，施工人员必须在重新作业前，进行详细的检查，并通过测量孔径、孔壁质量来验证孔壁的稳定性，以确保后续施工安全。而在恢复钻进操作之前，还需要重新评估作业计划，并采取相应的预防方式，以防止类似事故再次发生。2.3吸附卡钻事故的处理步骤和方法
2.3.1停止加钻作业
当钻杆被吸附后，施工人员首先需要停止作业，关闭钻机，保证现场施工安全。
2.3.2确认卡钻位置和原因
确认卡钻位置和原因有助于确定后续的处理方法和措施，而在确认期间，可以使用钻杆夹、绞车、吊车等设备进行卡钻物评估和清理。
2.3.3制定解钻方案并进行操作
根据不同的吸附卡钻事故原因和情况，施工人员可以制定相应的解钻方案，选择合适的方法。目前，处理吸附卡钻事故的常用方法有以下两种。
（1）强力起拔法。该方法可能会对钻具和孔道造成一定的冲击和应力，需要在使用过程中更加谨慎。当钻杆被吸附之后，施工人员要严格按照规范，使用稀泥浆进行大泵量循环，并准备起钻器、冲击器等起拔工具，以及升降机、千斤顶等专业设备，确保起拔工具的结构足够牢固，并具备足够的强力和控制能力，能够实现对钻杆进行上下蹿动操作，并逐步增加起拔力度和冲击力，才能成功解除卡钻。在确定卡钻具体位置后，施工人员可以将该位置定为起拔点，使用起拔工具向下施加冲击力，并根据卡钻性质、程度、孔道条件等因素控制大小，调整冲击力方向、角度和频率，以提高卡钻解除效率和安全性。当泥浆能够在孔内进行横向冲击，并在钻杆与滤饼形成微小间隙，逐步破坏吸附现象时，便能够成功减小钻具被吸附的面积和吸附卡钻的拉力，达到解除卡钻目的。
（2）碱水浴解卡法。该方法仅适用于特定类型的吸附卡钻问题，若强力起拔法未能起作用，便可以与此方法结合，解卡成功率也会更高。当发生吸附卡钻后，可以使用2%的纯碱水溶液进行水浴，并充分发挥碱水的重要效能，有效降低泥浆的黏附性，从而解除卡钻。在具体的操作过程中，首先应准备碱水浴。目前常用的碱有氢氧化钠和碳酸钠，而在配置碱水溶液时，不仅需要确保溶液的配置精确度，还要严格按照安全操作规范进行操作。溶液配比完成后，要确定浸泡时间，并将卡住的钻具部分完全浸入碱水溶液中，以为溶液渗透到卡钻处、软化吸附物或填充物提供便利。为保证浸泡效果，施工人员可以使用容器、桶或专用设备来容纳钻具和溶液，并根据实际需求调整溶液的温度和浓度，以确保钻具能够与溶液充分接触，并保持稳定。浸泡结束后，施工人员要使用水或其他清洗溶液，对取出的卡钻部分进行适当清洗，彻底清除残留的碱水和吸附物，并对钻具和孔道状态进行全面检查，确保无卡钻和其他隐患，便可以重新开始钻进操作。
以某矿区发生的钻孔事故举例。该施工队在矿区采用绳索取芯钻探方法，成功完成了711.65m的煤堪孔，但由于连续下雨原因，测井人员未能及时赶到开展工作，施工人员决定继续作业。施工人员在提钻12m后停止操作，等待三天后开始循环冲孔，却发现泵压正常，但钻杆既不能上下移动，也不能进行回转操作。根据判断，确认发生了吸附卡钻事故。在事故处理时，施工人员先使用130kN的千斤顶进行强力提拔，没有效果，又增加55kN上提12h，再次使用强力起拔法仍没有效果，便配制2%纯度的纯碱水溶液，实施碱水浴解卡法。浸泡纯碱水16h后，施工人员再次使用千斤顶120kN强力提拔，最终顺利解卡，成功解决事故问题，推进了后续探勘工作。
2.3.4完成解钻工作，恢复钻进操作
成功解除卡钻后，施工人员仍需对钻具和孔道进行必要的检查和清理工作，确保没有残留物或其他安全隐患，并重新评估作业计划，事先采取相应的预防措施，方能恢复钻进操作。
通过这些方法的落实，可以有效解决矿山地质岩心钻探施工中的常见事故，并为地质钻探事业的健康发展与推进奠定基础。
3矿山地质岩心钻探施工事故的预防措施
3.1加强对钻具的质量管理
钻具质量是引发矿山地质岩心钻探施工事故的关键因素，若要从根本上降低事故的发生概率，相关施工单位就需要加强对钻具的管理，并在采购、使用、维修、保养等方面做好工作，确保钻具质量符合质量要求。因此，采购人员不仅要在购买和选择钻具时进行严格检验，加强与供应商的沟通合作，并定期进行检查和测试，确保钻具在规格、型号、性能、质量等方面都符合实际施工需求，也要建立健全的设备维护管理制度，做好润滑、清洁、紧固连接等设备维护保养工作，并加强对钻具的故障排查，及时修复或更换损坏部件，方能确保钻具的安全可靠性，为后续施工提供更好的质量保证。
3.2建立健全的钻探规范条例
在施工单位中，制定科学、健全、合理的制度有助于规范施工行为，确保施工操作的有效性，同时减少钻探事故的发生。因此，在建立健全钻探规范条例时，需要明确各项工作的要求和标准，并对钻探的勘探调查要求、具体作业流程、安全措施、风险评估、队伍管理、应急处理要点等方面进行科学规划，并建立相关的监督评估机制与奖惩机制，以确保施工操作的合规性、安全性和有效性，减少事故发生的可能性。
3.3加强对先进技术的重视与应用
通过引入先进的技术工艺，可以提高钻探施工的工作效率和安全性，这不仅能及时应对事故问题，还能有效减少事故的发生概率。例如，通过利用远程监控系统和数据分析技术，可以实时监测钻探作业情况和工作参数，并根据数据的准确分析及时发现潜在风险、安全隐患，提前采取预防措施，减少人为操作失误和事故风险。
4结语
矿山地质岩心钻探施工事故的正确处理，正逐渐成为确保施工安全、保护人员生命财产安全的关键环节。通过更换断裂钻具、加固孔壁、碱水浴解卡等方法，可以有效处理现存事故，而通过加强对钻具的质量管理、建立健全的钻探规范条例、加强对先进技术的重视与应用等预防措施，则能提高施工安全性和效率，为矿产资源开发提供保障。然而，矿山企业还应不断探索新的钻探工具和技术手段，才能为资源开发创造更优质的条件与发展环境。
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