林寒松，盛 春

(1.东北煤田地质局物探测量队，辽宁 沈阳110101;2.东北煤田地质局103勘探队，辽宁 辽阳111000)

伊敏矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克旗伊敏镇境内。地理坐标:东经:119°39'02″～ 119°45'52″;北纬:48°32'19″～48°38'43″。煤田露天区呈一半封闭型的盆地，东西两侧均为低山、丘陵，南部为台地，地势总趋向呈NNE—SSW展布;属伊敏向斜的东翼，因NNE向断裂构造的作用和分割，使整个露天区的煤系地层呈南高北低的阶梯式断块构造，地层走向与煤田总体走向基本一致，呈45°～70°NE，局部为东西向，倾向NW，倾角一般为6°～10°。

1 煤系地层及矿区内主要含水层

该区的含煤地层为侏罗系上统的伊敏组和大磨拐河组，伊敏煤田露天区主采煤层为伊敏组的15、16号煤层，煤层倾角平缓，一般在3°～10°之间。煤系地层中，岩石以砂岩、粉砂岩和泥岩为主。由于地层的成岩程度低，煤层的裂隙发育，因而其水文地质、工程地质条件十分复杂，是国内著名的大水矿床之一［1－2］。

矿区内含水层主要有第四系砂砾孔隙含水层、煤层含水层及15、16号煤层裂隙含水层(其中16煤层裂隙含水层为疏干目的层)。

第四系砂砾孔隙含水层:该层主要由细砂、砾石和卵石等组成，广泛分布于露天区内，由南向北，由西向东逐渐变厚，厚度10～20 m左右，为潜水含水层，在本区该地层基本被疏干。

15号煤层裂隙含水层:该层是一露天的主要可采煤层之一，全区大部可采，可采面积 1.987 km2。煤层总厚2.0～36.04 m，平均8.73 m。煤层裂隙发育，在钻进该地层时，泥浆消耗量大，其水文地质参数:q=1.354 ～3.088 l/s·m，k=35.516 ～235.585 m/d。

16号煤层裂隙含水层:该层是本区最主要含水层，全区发育，煤层总厚 0.6 ～54.35 m，平均 31.93 m;煤层可采厚度2.02 ～51.70 m，平均 31.97 m。煤层中裂隙十分发育，在钻进该地层时，泥浆消耗量大，甚至100%漏失。

2 施工区主要层位的岩性及可钻性

疏干井在钻进中遇到主要地层岩性如下:

第四系:表土、粘土、细砂、砾石、卵石;

15煤顶板:泥岩、粉砂岩;

15煤;

16煤顶板:泥岩、粉砂岩;

16煤;

16煤底板:细砂岩。

岩石可钻性是决定钻进效率的基本因素，它反映了钻进时岩石破碎的难易程度。伊敏河地区地层同岭西地区的地层相同，第四系松散的砂砾为Ⅲ类地层，煤层和上部泥岩、砂岩、砾岩等为基岩Ⅱ类地层，均为易钻地层。

3 常见问题及处理措施

疏干井直径660 mm，钻孔内安装Φ426×10 mm井壁管、钢制缠丝过滤器和10 m沉砂管，过滤器的总长度按含水层厚度的70%计;穿过16煤层底板10 m即为终孔深度。施工过程中常见的问题是第四系地层塌孔、煤系地层泥浆严重漏失。

3.1 第四系地层塌孔

第四系地层较软且松散，钻进过程中常见钻孔超径和孔壁坍塌现象，严重超径造成钻杆折断;孔壁坍塌造成埋钻，使得钻具无法上提，导致钻孔报废。必须移孔重新施工，严重影响工期并造成巨大的经济损失［3］。

处理措施:我队刚开始在本地区施工时，由于对地层不够了解，为了避免上述问题，采用下表层套管的方式进行处理。开孔直径为800 mm，采用规格为Φ720×10 mm的螺旋缝焊接钢管作为表层套管，套管下至30 m左右，穿过第四系地层。此方法能解决上述问题，但也存在比较明显的缺点，两次成孔，使得施工队伍要多准备一套钻头，表层套管的使用不仅增加了投入，而且延长工期。

经过长期的实践，我队总结出适合本地区第四系地层的泥浆类型。以膨润土泥浆为基础，以烧碱、羧甲基纤维素、水解聚丙烯腈铵盐等作为处理剂，能取到很好的效果。

膨润土:增加粘度和切力，提高井眼净化能力，形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量;对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性。

烧碱:即NaOH，主要用于调节钻井液的pH值，另外还有分散作用、沉淀作用和促进植物胶溶解的作用。

羧甲基纤维素(简称CMC)，具有降滤失水增加粘作用，抗盐能力强。水解聚丙烯腈铵盐(HN4－HPAN):具有抑制能力强、防塌效果好的特点。

控制泥浆pH值在8.5左右，马氏漏斗粘度35～45 s，密度 1.06～1.10g/cm。

3.2 煤系地层泥浆漏失

15、16煤为本区主采煤层，均为含水层，煤层裂隙发育，钻进过程中泥浆严重漏失。由于疏干目的层为16煤，因此针对这两层煤层，处理泥浆漏失的方法不同，下面将分别叙述。

15煤泥浆漏失的处理措施:在以膨润土泥浆的基础上，加大量锯末做为堵漏剂。锯末本身呈酸性，将烧碱和锯末混合24 h后，锯末能更好的分散在泥浆中，而且此时锯末具有一定的弹性，能有效的增强堵漏效果。泥浆处理完毕后，开泵循环泥浆直到泥浆能正常上返至地表。此时钻进速度不能过快，并停止使用振动筛，使泥浆能够充分进入裂隙，保证堵漏效果。

16煤泥浆漏失的处理措施:相比15煤，16煤泥浆漏失更加严重，刚进入本地区时，采用跟15煤一样的方法进行堵漏，堵漏难度明显增大，耗时耗资巨大，虽然最终能保证顺利完孔，但严重影响洗井质量，导致抽水水量达不到设计要求。经过长期实践，我队提出采用清水顶漏钻进工艺，取得较好的效果。需要注意的是，由于孔径较大，16煤层较厚，清水顶漏钻进一段时间后井底会堆积大量岩粉，导致重复钻进，累计到一定程度后会出现无法添加钻具的情况。这时用泥浆替换清水，下至井底，利用泥浆的悬浮能力，将岩粉清理干净。此时泥浆主要的作用是携带岩粉，需要较大的粘度(马氏漏斗粘度60 s左右)，其主要添加剂为膨润土和烧碱。利用清水顶漏钻进，孔壁几乎得不到保护，为了避免可能出现的孔壁大量坍塌，因尽量加快钻进速度，并在成孔后第一时间下套管。

4 结语

疏干井成孔质量和抽水水量是否达到设计要求，极大影响露天矿的安全开采。针对本地区施工中的常见问题，上述几条处理措施，简便易行，无需特殊的设备和材料，投资少且能及时有效地解决问题，大大提高成孔效率并保证抽水质量。为今后疏干井的施工提供一定依据，保证露天矿的安全开采。

［1］刘文国等.伊敏煤田露天区第三系砾岩冲刷带特征.露天采煤技术.2001，(4):60—63.

［2］王晓儒.伊敏露天矿区水文地质及疏干.露天采煤技术.1998，增刊:12—14.

［3］彭步涛.易坍塌地层绳索取心钻进泥浆.煤田地质与勘探.1990.02:66—67.