鄂西地区云台观磷矿勘查钻孔

1、鄂西地区云台观磷矿勘查钻孔孔内事故的预防湖北省宜昌地质勘探大队探矿分队编写 谭建国二九年五月一、小组概况云台观磷矿是某矿业公司的一个矿区，我单位承接了该项目的部分钻孔。在我单位进场施工前,已有二家单位正在施工,均因孔内事故而未造成钻孔报废。具体情况：ZK3202孔2007年11月21日开孔，2008年1月25日孔深在250.18m处因卡钻报废移孔，2008年5月24日再次在孔深253.46m处埋钻，正在处理中；ZK3107孔2008年4月26日开孔，2008年5月22日在孔深167.24m处埋钻，处理无效已申请移孔。 为了提高该矿区钻孔施工质量，确保施工合同工期和单位的经济效益，分队于2008

2、年6月30日成立了QC小组。申报大队注册登记。QC小组概况如下（见表1） QC小组概况表 表1小组名称求索QC小组小组成立时间2008年6月30日课题登记号活动次数30次全员活动率100%全员接受TQC教育100小时7人序号QC职务姓 名性别年龄职称文化程度QC小组内职务分工1组长叶辉兵男38工程师大学组织现场QC活动并记录，落实方案，反映情况。2副组长张所邦男47分队长工程师中专监督检查QC活动情况，参与方案制定。3组员蔡崇和男48钻探技师高中主材料供应，设备检查，参与重大事故处理。4组员谭建国男37高级工程师大学QC活动情况记录，数据分析。5组员李延明男40技师、机长高中组织方案实施，材料

3、采购和运输。6组员易发兵男41班长高中反应施工情况，实施施工方案。7组员陆玉文男33班长高中同上。二、选题理由及目标磷矿是宜昌乃至鄂西地区储量最大的矿产资源，而岩心钻探是探明固体矿床最重要的手段，孔内事故不仅造成人力、物力的大量浪费，延误工期，严重的还造成钻孔报废，影响单位形象和品牌。因此我们将“提前预防孔内事故”作为QC活动课题。预期目标：力争孔内重大事故率为零，确保合同工期。三、工程概况及施工现状通过一个多月的调查，我们详细了解ZK3107和ZK3202的事故过程，结合近期我单位完成的杉树垭东部磷矿(该矿与云台观磷矿地层结构完全相同、相距不足1Km) 情况，对事故种类统计如下: 事故类型统

4、计表 表2事故种类卡钻埋钻烧钻跑钻断钻杆其他出现次数7101132报废进尺250.18716.9100052.22比 例29.1641.674.174.1712.58.33由上表可见，卡、埋钻是主要的事故类型，应该重点加以防范。四、原因分析，找出主要影响因素我们从施工人员、机械设备、原材料、施工工艺、环境等五大因素着手，运用头脑风暴法进行深入细致地研究，绘制了造成孔内事故的因果图。(见图1)从图1可看出，五个方面的因素都可能影响到孔内事故的发生。我们根据以往的施工事故实例，分析引发事故的末端因素，进行要因验证，归纳总结为表3。引发孔内事故的主要因素验证表 表3序号项 目要因验证结论1施工工艺钻

5、进参数选择不合理。参数选择基本合理。非要因2技术措施不完善、不合理。有完善合理的技术措施。3无预防技术处理方案。已编制预防处理方案。4机械设备钻杆、接头质量差。钻杆、接头均采购国内正规厂家，质量符合国家标准。非要因5设备陈旧、维护保养不及时。设备购买年限不长，技术状况良好。6设备能力不匹配。设备生产能力满足要求。7钻头质量差。钻头质量符合要求。9人的因素质量教育不够。人员分散，质量教育难以集中进行。要因10盲目追求进度。单孔实行了经济责任制承包，存在盲目追求进度的现象。11奖惩不分明。奖惩制度明确。12新工人多，调动频繁。机台操作人员相对固定，劳务人员有变动。13操作不熟练，理论基础差，不能运

6、用制定的工艺和技术方案。岗位培训较少，机班长的操作技能较差。14原材料设备配件、套管数量不足。满足施工需要。非要因15无泥浆处理剂和封孔材料。满足施工需要。16环境易漏失、掉块、坍塌。客观上地层复杂，特别是灯影组裂隙、溶洞发育，局部有断层，岩石酥脆碎，扰动即成粉末，沉渣厚，还有掉块。要因在表3的基础上，我们对事故发生的原因进行了调查分析，事故归类统计如下表4。 事故原因分类统计表 表4事故发生原因施工人员环境原材料机械设备施工工艺合计次 数 16521024比 例66.67%20.83%8.33%4.17%0100%为直观反映诱发事故的各类因素所占比重,有针对性地制定对策，进一步作了如下图2所

7、示的排列图分析。从图2可以看出施工人员和施工环境是引发孔内事故的主要因素，发生频率分别占66.67%和20.83%，其它方面为次要问题和一般问题。但我们也不能忽视其它问题，虽然它们发生的频率不高，但是它们也可能造成孔内事故，也同样需要高度关注。 五、对策措施针对人的因素，我们进行了大量的调查研究及探索，也进行了反复实践，采取了许多措施。1、针对施工人员分散，难以集中学习的实际情况，采取分级进行质量教育，逐级进行施工技术交底。项目总工程师在项目部内对技术员、机长进行技术交底；技术员、机长对班组长进行技术交底；班组长负责对本班组成员进行技术交底。2、分期分批组织岗位技能和业务知识培训，定期考核，不

8、合格者不允许上岗。经常组织职工进行岗位技术竞赛，定期召开座谈会，摸索施工中的经验教训，取长补短。3、严格按分队制定的质量目标、质管体系、质检制度和奖惩条例组织施工，并将质量目标责任分解，将责任落实到人，并与经济挂钩，实行“谁施工、谁负责”的质量管理奖惩制度，特别是对经常发生事故的机台和班组进行严厉的经济处罚。4、建立项目技术负责人机长、技术员班（组）长作业工人的质管体系，层层负责把关。5、强化质量宣传、教育工作，增强职工质量意识，树立“从我做起，以质为本、以质求生存”的指导思想。针对环境因素，怎样及时处理钻进各种复杂地层出现的问题，进行了深入研究，制定相应对策。1、针对复杂地层，选择合适的泥浆

9、处理剂，改善冲洗液性能，达到护壁堵漏的目的。2、确定合理的钻孔结构，正确运用套管护孔，隔离复杂破碎地层。3、认真做好封孔护孔工作。我们根据产生事故的原因逐一制定措施，采取对策进行预防。 预防孔内事故措施对策表 表5序号现 状实 施 对 策目 标责 任 人1质量意识差，主观上违规操作。强化质量宣传、教育工作，作好技术交底工作。增强施工人员的质量意识。做到人人主动关心质量，注重质量。叶辉兵谭建国2岗位操作技能差、理论基础差，缺乏发现事故苗头进行分析判断的能力。加强岗位技能培训，理论知识学习。定期考核，定期进行岗位技能比赛。正确掌握岗位操作技能，能及时发现孔内异常并报告。蔡崇和张所帮3盲目追求进度。

10、提高认识，把确保孔内安全当作最大的效益来看待，从根本上杜绝盲目追求进度的各类违规操作。杜绝盲干、违规操作。张所帮蔡崇和4奖惩不分明。建立完善的质量管理体系，健全质量奖惩制度，质量目标层层分解，责任落实到人。奖罚制度明确，认真落实，增强积极性。张所帮5客观上施工的地层复杂，易坍塌、掉块、漏失、垮孔而造成事故。配制合适的泥浆护壁堵漏；确定合理的钻孔结构，运用套管护孔；采用水泥封孔。针对钻进复杂地层的不同需要，护孔措施齐全有效。肖国辉叶辉兵六、实施D1：ZK3105实施情况实施1 确保设备性能良好是减少事故发生的基础。在进场前将钻机柴油机和水泵进行检修；进场后设备安装时又更换了液压油缸；6月25-2

11、6日我队设备专家蔡崇和来工地对设备进行了全面检查；实地考察工人操作情况，现场讲解操作要领及易犯的毛病；强调设备保养 ，并按班、周、月保养操作指导一遍。 7月9日白班在孔深172.60米时因孔壁掉块卡钻蹩车，通过加大水量，上下窜动钻具和强力起拔而避免一次事故。实施2 6月9日叶辉兵、张所帮组织全员分析该矿区已施工二孔发生的事故，并作为假想事故提出，让大家明白事故发生前有那些预兆，应如何预防，实际施工有哪些问题，同时大家各自提出处理方案讨论，相互之间上了一堂生动的事故预防处理课，对该矿区复杂性有了深刻的认识 。实施3 6月10日进行施工技术交底，对钻孔结构作了明确要求和说明，其结构如下：130（1

12、0 m）-110（80 m）-91（ 180 m）-76（375m）,除76外，其余均下对应口径套管；同时在施工设计中对钻进参数和其他技术要求进行了详细说明，尤其封孔扫水泥操作要领；全孔清水钻进。实施4 实际钻孔结构130（10.64 m）-110（28.11 m）-91（ 120.50 m）-76（357.89m），其过程如下：22.8-26.6m孔段岩心极破碎，有垮孔现象，6 月14日在28.11m处提前下108套管；6月20日早孔深68.35米，孔内沉渣2.0m，108套管起拔不动，并考虑地层为灯影组第2层，小组现场讨论决定封水泥15米；7月2日白班孔深119.00m, 孔内沉渣1.88

13、 m，岩心破碎，并考虑地层进入灯影1，经小组讨论决定抓渣钻进至完整岩心下套管封隔，并报专家同意 ，于120.50m处下入89套管；7月9日白班孔深172.60m, 孔内沉渣2.20 m，岩心极破碎，局部掉块较严重，孔内漏失严重，经现场讨论决定：封孔45.00m,水泥8包，实封42.3m。7月11日扫孔至171.5m处清洗孔时发生漏失，现场决定：大泵量冲洗20分钟后慢扫孔到底、再冲洗20分钟提钻，之后再下钻钻进，视情况再决定。下钻到底，钻进中孔内冲洗液处于时返时不返状态 ，分析认为：孔内有小裂隙，岩粉封堵后就返水，上面封堵成功。7月16日张所帮检查现场情况，并拍摄岩心照片。7月17日分队办公室通

14、知：155-166.8m段岩心极为破碎，应导向扩孔后下套管，套管已准备好。经小组现场讨论决定可不下套管，及时向分队请示：该段已封固过，现孔深206.8m,就要穿过灯影组，孔内正常。分队同意继续施工，但应密切注意。正常钻进至终孔。D2：ZK1703实施情况实施1 9月1日进行施工技术交底：对钻孔结构作了明确要求和说明，其结构如下：130（5 m）-110（60 m）-91（150 m）-76（310m）,除76外，其余均下对应口径套管；对下套管作了明确要求：套管外抹油、下端止水、外灌泥浆；要求开孔用泥浆，完全漏失顶漏钻进用清水；再次强调封水泥注意事项。实施2 9月28日蔡崇和来工地对设备进行了全

15、面检修，检查工人操作情况，现场纠正操作上的一些毛病。实施3 实际钻孔结构130（4.65 m）-110（12.98 m）-91（ 137.13m）-76（286.35m），其过程如下：泥浆钻进至7.45-10.68m孔段岩心极破碎，发生完全漏失，有垮孔现象，在12.98m处提前下108套管。9月11日白班孔深60.53 m, 孔内沉渣 1.2m，岩心破碎，并伴有掉块，经讨论并报专家同意：抓渣钻进，大泵量冲洗钻进至完整岩心下套管封隔,于64.00米处下入89套管；9月14日白班孔深118.90 m, 孔内沉渣1.5m，掉块严重，岩心95.00-112.45m段破碎，经讨论决定：起拔89套管，扩孔

16、再下89套管至116.90m；9月16日白班孔深135.46m, 孔内沉渣1.7m，抓渣无效，掉块严重，岩心破碎，钻机蹩钻、负荷大，未穿过破碎带，封孔（加食盐4）。9月18日12时扫孔到底，但钻到137.11m有发生掉块卡钻现象，拔套管扩孔下套管。9月21日白班孔深 161.56 m，孔内沉渣 1.5 m，岩心极破碎，掉块严重，发生完全漏失，现场人员讨论二种意见：一种封孔 20m，另一种拔套管扩孔下套管。经小组讨论决定采用封孔20m（加食盐2）。24日扫孔到底。正常钻进至终孔。 七、完成效果及评价 工程完成后，我们对施工钻进效率进行了统计计算，纵向上对比以往完成的杉东磷矿，横向上对比外单位在云

17、台观施工的2个钻孔。 钻进效率统计表 表6矿区孔 号施 工 时 间孔深（m）台效（m/月）施工单位云台观磷矿ZK31052008.6.137.2138天357.89280.7本单位ZK17032008.9.7-10.528天286.35303.2本单位ZK31072008.4.26-10.7164天303.6855.12外单位1ZK320207.11.21-08.11.28372天530.0444.17外单位2杉东磷矿11个2008.2.8-7.272803.43220.28本单位由上表的经济技术指标（台效）或时间看：横向比较是外单位5.1-6.8倍；纵向比较提高了33 %，取得了显著经济效益

18、。小组活动使本矿区钻探工作比合同工期提前圆满完成了任务,节约施工成本5万多元。该矿业公司将本矿区剩余4孔委托我们施工，同时将恩施高岭土部分勘探任务委托我队施工；此外，我队在施工期间，三峡矿业、宜化、明珠矿业等单位均来现场考察，与我队达成勘探任务协议，经营工作取得了很大成绩，树立了我队“宜昌地勘”良好品牌，获得了很好的社会效益。在技术上取得了一批成果：1、找到了适合该地层的钻孔结构。2、掌握了灯影组地层分段用套管封隔或水泥固结的方法，施工中可操着性强。3、总结并制定了封孔、扫水泥操作规程、下套管操作规程。八、巩固措施1、认真落实设备保养制度，即做好设备的班、周、月保养。2、机台至少每周开展一次Q

19、C活动，学习操作规程，就周围发生的事故开展讨论，总结事故教训，提高事故预判和处理能力。3、认真总结技术成果和施工经验，因地制宜适时推广。4、定期进行质量宣传、教育工作，岗位技能竞赛。5、完善奖励机制，提高全员参与的积极性，形成人人关心质量，注重施工安全的良好氛围。 附件一如何选择封水泥或下套管1、130、110、91孔径穿过一个破碎层后可下入相应套管。2、110如果第一破碎带掉块不严重，距91钻进遇破碎层较近，则拔108套管，用下导向扩110孔，再下套管。3、一个破碎带未完，孔内沉渣严重，采用边抓渣边钻进至钻穿后再下套管封隔。如沉渣严重且掉块严重，蹩车无法钻进或越抓渣越多时应封孔再钻穿下套管。

20、4、在破碎带沉渣不严重但掉块严重，蹩车或卡钻无法钻进，采用水泥封固，扫孔钻进。5、对76孔段的第一个破碎层:如果离陡山沱距离>40m或离89套管的距离<30m,且89套管只隔一个破碎层则拔套管91扩孔在下套管，否则一般封孔处理。6、89套管一般封隔二个破碎带，但如果其中一个破碎带掉块不严重或经过封孔固结, 且符合5的条件则可用拔管扩孔下套管的办法隔离第三个破碎层，否则封孔处理。7、89套管已封隔二个较严重破碎层，且76孔段离陡山沱距离较远，孔内复杂，可考虑拔89套管，架桥封91破碎层，再扫孔、扩孔加深套管。8、对于离陡山沱距离<40m的76孔段采用抓渣钻进或封孔处理。陡山沱以快速钻进为主,局部复杂地层封孔处理。说明：该办法适用孔深<450m，否则考虑增大一级口径即用150开孔。附件二 封孔、扫水泥技术要领 1、封孔钻杆要逐根检查，确保通畅，最下端一根要直、长且无公接头。2、计算好钻杆长度，保证钻杆到孔底时主动钻杆