若尔盖碳硅泥岩型铀矿钻探工作回顾与技术对策.pdf

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1、西部探矿工程2014年第6期若尔盖碳硅泥岩型铀矿钻探工作回顾与技术对策孙丹，黎波，刘卫东(1．四川省金核地质勘查有限公司，四川成都610061；2．四川省核工业地质局，四川I成都610061)摘要：碳硅泥岩型铀矿床是我国四大基本类型铀矿之一，在我国铀矿资源中具有重要的地位，若尔盖碳硅泥岩型铀矿床是我国重要的十大铀资源基地之一。虽然它是当前中国碳硅泥岩型铀矿勘查的第一个突破口，并已经勘查开采近半个世纪，但在钻探工作中仍然存在一系列难题。回顾了若尔盖铀矿区的钻探技术发展、存在的问题和困难，阐述了应对若尔盖碳硅泥岩型铀矿复杂地层的技术措施．关键词：碳硅泥岩型；铀

2、矿；钻探；技术对策中图分类号：P598文献标识码：A文章编号：1004—5716(2014)06—0024—04若尔盖碳硅泥岩型铀矿是中国重要的十大铀资源(矿)芯采取率低，勘探T程的质量不高，钻孔不合格和基地之一，位于南秦岭铀成矿带西段的四川I省若尔盖见矿钻孑L不合格率都在50％以上。县境内，其东部延伸至甘肃省迭部县，呈近东西向带状1钻探工作回顾展布，东西长近50km，南北宽8~10km，面积450km，I．I第一轮地质勘查钻探工作由多个大、中、小型铀矿床组成，是目前中国矿床数量早在1959年，由甘南地质队在陔区发现铀异常。最多、规模最大、T业意义和经济意

3、义显著且发展前景自20世纪60~90年代初，前人曾对该矿田做了大量_T明朗的碳硅泥岩型铀矿田。作，取得了丰富的地质成果。先后有省四川I地质局405若尔盖碳硅泥岩型铀矿床产于白龙江复背斜西段队、202队、川西北地质大队、核工业西北局217大队等次级白依背斜北翼，矿床沿白龙江深大断裂带北盘呈8个地质队及贵阳地化所、地科院矿床所、核丁业第三带状分布，受白龙江深大断裂带构造活动影响，区内断研究所、核工业西南地质局等单位进行过勘查和研究，裂构造十分发育，次级断裂交错切割。若尔盖碳硅泥共投入钻探工作量17万余米。岩型铀矿为沉积变质岩，主要有碳质、硅质、粉砂质板钻机设备

4、(见表1)：地表钻机前期以100型和300岩等，以板岩和砂岩为主，含有少量硅岩、灰岩。构造型为主，中期以300型和600型为主，后期以1000型钻发育，换层极为频繁，地层复杂，岩石破碎、漏失、事故机为主，柴油机动力驱动；坑道钻孑L采用KD-100型钻多发，施工难度很大，在前人的地质钻探工作中，岩棚．表120世纪60—90年代钻探基本情况钻进工艺：前期以钢粒钻进为主，中期以合金钻进56mm普通金刚液动冲击回转钻进工艺试验，取得了为主，后期引进采用金刚石钻进工艺，以56mm普一定的成效。20世纪80年代四川地矿局405对在此曾通金刚石双管单动取芯钻进为主，并进

5、行了少量的尝试绳索取芯钻进T艺，终因孑L斜、钻杆内泥皮结垢等$收稿日期：2014—03—29第一作者简介：孙丹(198l一)，男(汉族)，四川绵阳人，_1程师，现从事固体矿产勘探技术与管理丁作。2014年第6期西部探矿工程25原因，导致绳索取心钻进]二艺试验失败。(3)地层复杂，是国内典型、少见的“五毒俱全”复钻孔倾角：地表钻孔倾角为75。，坑道钻孔40％为杂地层。倾角1。～2。的水平钻孑L，6O％为倾角45。～55。的斜孔。①岩石可钻性等级变化大。残积层仅为Ⅱ级，板钻孑L结构：大部分采用4～5级孔径结构(150mm、岩层为Ⅳ级，灰岩层Ⅵ级，硅岩层高达Ⅸ级

6、。O~400m130mm、llOmm、91mm)，以150mm开孔为主，为浅变质粉砂岩夹杂碳质板岩和含硅质碳质板岩。前期以91ram终孔，后期以56mm终孔，护壁措施主岩石完整性差。据现场统计板岩占55％，砂岩占要为套管，套管层数多是这一时期的一大特点。44％，板岩和砂岩的ROD值<20％。泥浆体系：初期采用清水钻进、普通泥浆、一般黏②以ZK0-12孔为例，该孔穿过的炭质板岩有二土+香叶子粉+碱；中期采用钙基泥浆；后期引进了低十余层，累积厚度达到近600m，炭质板岩单层最深厚固相泥浆体系，但未能达到理想的护壁效果，大多仍依度达到l12m，其中碳质板岩是典型

7、的水敏复杂地层，靠套管护壁。这是钻探施工的最大障碍，该岩层结构极为松散破碎钻探效率：南于20世纪60~70年代生产力低下，呈粒状，水敏、遇水剥离、坍塌、钻孔超径，岩层漏失、制约了钻探生产，加之自然环境恶劣，致使钻探生产效地层造斜等，极易引发钻杆折断、甚至找不到断头等率很低，地表钻探台月效率在180~200m／台月左右，钻孑L内事故。孑L施T周期长；20世纪80年代以后，由于引进了小口③地层漏失严重。通过两百余次的堵漏尝试，包径金刚石钻进T艺，钻探效率有所提高，坑道钻孑L回次括用惰性材料、石灰乳泥浆、水玻璃+氯化钙速凝浆液、进尺为0．43～0．88m／回次。

8、水泥等堵漏手段，成功率仅为45％-50％左右，钻孔内1．2第二轮地