【正文】 頭破碎某種巖石時(shí)，如果鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)選擇適當(dāng)， 孔底清潔適宜，就能實(shí)現(xiàn)快速優(yōu)質(zhì)鉆進(jìn)，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 巖石級別 鉆進(jìn)時(shí)效指標(biāo) 代 表 性 巖 石 舉 例 統(tǒng)計(jì)效率， m／ h 金剛石 硬合金 鋼粒 1～ 4 粉砂質(zhì)泥巖 ， 碳質(zhì)頁巖 ， 粉砂巖 ， 中粒砂巖 ， 透閃巖 ， 煌斑巖 5 ～ 硅化粉砂巖 ， 滑石透閃巖 ， 橄欖大理巖 ， 白色大埋巖 ， 石英閃長玢巖 ， 黑色片巖 ， 透輝石大理巖 ， 大理巖 6 ～ 黑色角閃斜長片麻巖 ， 白云斜長片麻巖 ， 石英白云石大理巖 ， 黑云母大理巖 ， 白云巖 ， 蝕變角閃閃長巖 ， 角閃交粒巖 ， 角閃巖 ，黑云石英片巖 ， 角巖 ， 透輝石榴石矽卡巖 ， 黑云白云石大理巖 7 ～ 白云斜長片麻巖 ， 石英白云石大理巖 ， 透輝石化閃長玢巖 ， 混合巖化淺粒巖 ， 黑云角閃斜長巖 ， 透輝石巖 ， 白云石大理巖 ， 蝕變石英閃長玢巖 ， 石英閃長玢巖 ， 黑云母石英片巖 8 ～ 花崗巖 ， 矽卡巖化閃長玢巖 ， 石榴石矽卡巖 ， 石英閃長斑巖 ， 石英角閃巖 ， 黑云母斜長角閃巖 ， 混合偉晶巖 ， 黑云母花崗巖 ， 斜長閃長巖 ， 斜長角閃巖 ， 混合片麻巖 ， 凝灰?guī)r ， 混合淺粒巖 9 ～ 混合巖化淺粒巖 ， 花崗巖 ， 斜長角閃巖 ， 混合閃長巖 ， 斜長角閃巖 ， 鉀長偉晶巖 ， 橄欖巖 ， 斜長混合巖 ， 閃長玢巖 ， 石英閃長玢巖 ， 似斑狀花崗巖 ， 斑狀花崗閃長巖 10 ～ 硅化大理巖 ， 矽卡巖 ， 混合斜長片麻巖 ， 鈉長斑巖 ， 鉀長偉晶巖 ，斜長角閃巖 ， 長英質(zhì)混合巖化角閃巖 ， 斜長巖 ， 花崗巖 ， 石英巖 ，硅質(zhì)凝灰砂礫巖 ， 英安質(zhì)角礫熔巖 11 ～ 凝灰?guī)r ， 熔凝灰?guī)r ， 石英角巖 ， 英安巖 12 石英角巖 ， 玉髓 ， 熔凝灰?guī)r ， 純石英巖 巖土破碎的基本理論 對于巖石破碎過程的解釋，概括起來可以得出以下的基本概念， (1)巖石破碎過程的發(fā)展，不是隨載荷的增加而平穩(wěn)地進(jìn)行的，而是當(dāng)載荷達(dá)到某一值后，發(fā)生突然的侵入破碎。鋼粒鉆進(jìn)和金剛石鉆進(jìn)的碎巖方式可視為此種方式。硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí)以這種方式為主 。 大拇指刻劃 l一 3級． 鐵刀刻劃 3— 4級． 普通鋼刀刻劃 4一 5級． 銼刀刻劃 5— 6級， 合金刀刻劃 7— 8級． 實(shí)際鉆進(jìn)速度法 就是在規(guī)定的設(shè)備工具和技術(shù)規(guī)范條件下進(jìn)行實(shí)際鉆進(jìn)，以得到的純鉆進(jìn)速度 (機(jī)械鉆速 )作為巖石的可鉆性分級的指標(biāo)。如脈動(dòng)載荷（比如沖擊鉆進(jìn)）破碎堅(jiān)硬的脆性巖石的效率高而能量消耗大；靜載荷（比如回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)）破碎軟的塑性巖石的效率高而能量消耗小。巖石的可鉆性及其分級在鉆進(jìn)生產(chǎn)中極為重要，它是合理選擇鉆進(jìn)方法、鉆頭結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)工藝參數(shù)的依據(jù)，同時(shí)也是制定鉆進(jìn)生產(chǎn)定額和編制生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)。粉砂巖的粒度比砂巖小得多，因而其研磨性也小于砂巖。 外加載荷的作用速度 。 當(dāng)膠結(jié)物成分相同時(shí)，巖石中石英及其它礦物或碎屑的含量越多時(shí)，則巖石的硬度也就越大；當(dāng)組成巖石的碎屑或礦物成分相同時(shí)，膠結(jié)物的硬度越大，則巖石的硬度也就越大； 對于碎屑巖，當(dāng)膠結(jié)物成分相同時(shí)，膠結(jié)形式不同時(shí)，巖石的硬度也不相同，一般基底膠結(jié)的巖石最硬，接觸膠結(jié)的巖石次之，充填膠結(jié)的巖石最軟。如花崗巖，隨著溫度的上升，其抗壓強(qiáng)度下降，在小于 500℃ 時(shí)下降幅度較大，而大于 500℃ 后，下降幅度較小。 外加載荷的作用速度 :巖石的強(qiáng)度與其內(nèi)部應(yīng)力的增長速度或外加載荷的作用速度有關(guān)。如細(xì)粒橄欖玄武巖的強(qiáng)度高達(dá) 500MPa,而玄武質(zhì)熔巖的強(qiáng)度卻降低到 30～ 150MPa. 破碎巖石的工藝技術(shù)方面的因素。 巖石的容重和孔隙率 :同一種巖石，當(dāng)孔隙率增加時(shí)，其容重降低，強(qiáng)度降低。 強(qiáng)度 ： 巖石的強(qiáng)度是指巖石在各種外力作用下 (如拉、壓、剪、彎 )，抵抗破碎的能力稱為巖石的強(qiáng)度。在完全干燥或被水飽和時(shí)，顆粒之間實(shí)際上沒有聯(lián)結(jié)力，但有一定的內(nèi)摩擦力存在。 只是在那些裂隙發(fā)育引起掉塊和沖洗液強(qiáng)烈漏失的孔段才要求護(hù)壁堵漏。通常也稱為物理性質(zhì)或物理－地質(zhì)性質(zhì)。層理導(dǎo)致巖石的各向異性。 沉積巖的成因廣泛，因而其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。 巖石根據(jù)成因可分為巖漿巖，沉積巖和變質(zhì)巖 。如：巖礦心采取與整理、鉆孔彎曲度測量與糾正、簡易水文觀測、鉆孔孔深測量與校正、原始記錄、封孔工作、護(hù)壁堵漏工作、處理孔內(nèi)事故等工作 沖洗介質(zhì)循環(huán) 鉆進(jìn)過程中破碎下來的巖粉需要及時(shí)地排除孔外，以避免妨礙鉆進(jìn)工作的進(jìn)行，同時(shí)鉆頭在破碎巖石的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需要及時(shí)冷卻，否則，會(huì)由于鉆頭溫度的急劇升高而失去工作能力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生鉆頭金屬熔化而產(chǎn)生孔內(nèi)事故。 （ 5） .開孔前要組織機(jī)臺(tái)人員進(jìn)行技術(shù)、安全教育。 （ 2） .開孔前必須檢查驗(yàn)收鉆探設(shè)備安裝質(zhì)量。 ④鉆孔孔口必須下孔口管（定向管、導(dǎo)向管），以保護(hù)孔口，防止偏斜；必要時(shí)，應(yīng)下表層套管，以防止表層漏失。 比如，在穩(wěn)定地層鉆進(jìn)，可在開孔穿過覆蓋層或風(fēng)化層進(jìn)入基巖 3～ 5米后，下入套管封閉套管底部四周，盡可能采用一徑能夠到終孔的結(jié)構(gòu)。一般講，鉆孔變換直徑的次數(shù)愈多，鉆孔結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜。鉆機(jī)搬遷時(shí)離高壓線最低點(diǎn)距離不少于 2米。避雷針截面鋼質(zhì)應(yīng)大于 100(毫米 )2，銅質(zhì)直徑不小于 20毫米，鋼質(zhì)引下線截面應(yīng)大于28(毫米 )2，銅質(zhì)引下線截面應(yīng)大于 16(毫米 )2。 （ 4）地板安裝必須整齊、穩(wěn)固，地板厚度要大于 40毫米。 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，凡是有機(jī)械傳動(dòng)、轉(zhuǎn)輪的地方，必須安裝安全欄桿或防護(hù)罩。 循環(huán)槽 長度 應(yīng)大于 15米，內(nèi)寬 220～ 250毫米，高220毫米，安裝坡度為 1： 100～ 1： 80，槽中每隔～ 2米，要上、下交錯(cuò)安放擋板，上擋板高 100毫米，距離槽底 50毫米，下?lián)醢甯?100毫米直接安裝在槽底。 (2) 鉆機(jī)立軸中心線、天車中心 (或前緣切點(diǎn) )與孔口 (擰管機(jī) )中心必須在同一直線上。 （ 3） 、安裝鉆塔時(shí)，臺(tái)板必須架設(shè)牢固，各部位螺栓與構(gòu)件的規(guī)格要合乎要求并裝全、裝牢；鉆塔安裝完畢，要從下向上認(rèn)真檢查、調(diào)整，直至符合要求。 繩索取心金剛石鉆探選用液壓驅(qū)動(dòng)或電力驅(qū)動(dòng)的絞車，要求安裝周正、牢固；操作方便靈活；起動(dòng)、制動(dòng)可靠。在河灘或山溝修地盤，要使地盤的縱長方向與水流方向平行，并挖排水溝，筑攔洪壩以防積水和山洪侵擊。 工序： 對于鉆孔施工來講， 鉆孔 施工技術(shù)設(shè)計(jì) 工器具、材料準(zhǔn)備 修筑地盤 → 設(shè)備安裝與驗(yàn)收 開孔 → 回次鉆進(jìn) → 特種工作 → 終孔驗(yàn)收 → 拆卸、搬遷 修筑地盤： 在進(jìn)行設(shè)備安裝之前，要首先由鉆探技術(shù)人員會(huì)同地質(zhì)人員到現(xiàn)場確定機(jī)場位置、大小、方位、面積等。 通常根據(jù)破碎巖石的工具的材質(zhì)，將鉆進(jìn)方法分為： 硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、鋼粒鉆進(jìn) 三大基本類別。 使用繩索取心鉆桿必須遵守以下規(guī)定 ： （ 1） 、鉆桿下孔前，用“通棒” (外徑比鉆桿內(nèi)徑小 0． 5～ 1 毫米，長 0． 5～ 1米的圓鋼 )試通鉆桿，通不過者，不得下入孔內(nèi)。這種方法在大多數(shù)鉆孔中都可以使用。 所以，實(shí)際工作中一般巖心管的長度（粗徑鉆具）不小于 3米，對于易造斜地層應(yīng)加長巖心管長度。 鉆桿在孔內(nèi)的彎曲不可避免 在鉆進(jìn)中，由于部分鉆桿柱的質(zhì)量是作為鉆壓施加于鉆頭之上的，使得下部鉆桿柱受壓，在減壓鉆進(jìn)中，部分鉆桿自重由鉆機(jī)提拉而平衡。 鉆桿柱的薄弱環(huán)節(jié)：鉆桿兩端加工螺紋的部位，鉆桿接頭。 (2)將軸向載荷 (鉆壓 )傳遞給鉆頭并加以調(diào)節(jié)。 口徑 鉆具類型 R E A B N H P S 單層巖心管 RS ES AS BS NS HS PS SS M設(shè)計(jì)雙層巖心管 AM BM NM T設(shè)計(jì)雙層巖心管 RT ET AT BT NT HT P設(shè)計(jì)雙層巖心管 AP BP NP HP PP SP 鉆具類型及規(guī)格 金剛石巖心鉆探常規(guī)鉆具單雙管系列 型式 、 種類 R E A B 單管 鉆頭 28 17 60 44 8 巖心管 27 35 29 3 45 36 58 49 M 鉆頭 60 44 8 外管 45 38 58 51 內(nèi)管 36 T 鉆頭 28 17 29 60 外管 27 35 29 3 45 38 ＊ ) 58 51 內(nèi)管 18 23 35 31 2 2 P 鉆頭 25 60 36 12 外管 45 36 58 49 ＊ ) 內(nèi)管 31 27 2 43 38 型式 、 種類 N H P S 單管 鉆頭 76 58 9 95 72 120 95 146 118 14 巖心管 73 63 5 91 80 140 127 M 鉆頭 76 58 9 外管 73 內(nèi)管 T 鉆頭 76 95 72 外管 73 91 83 4 內(nèi)管 62 78 74 2 P 鉆頭 76 49 95 63 16 120 83 146 108 19 外管 73 63 5＊ ) 91 80 ＊ ) 140 127 內(nèi)管 56 51 73 66 95 88 120 112 4 套管及其附件 金 剛石巖心鉆探用套管分為 X和 W兩種系列。 ? 當(dāng) 鉆具組從孔內(nèi)提出時(shí)，卡簧將巖芯卡在鉆頭