文档介绍：可溶性固体钾镁盐矿工程地质特征分析及钻探技术
可溶性固体钾镁盐矿工程地质特征分析及钻探技术
摘要:可溶性固体钾镁盐矿的矿区有着特殊的地质特征,根据调查显示我国的钾镁盐矿矿床广泛分布于江苏、内蒙古地区,其矿床中的光卤石、钾石盐含量高于一般矿区的标准矿物。为了探索出适用于这种可溶性固体钾镁盐矿的一系列合理的采矿工艺技术,必须将此钾镁盐矿矿区的地质土壤进行系统的研究分析以达到了解其地质特征,在工程施工时对于采取矿层、保护岩层、支护预防和治理上有着一个提前性的研究规划,这样得以提高掘矿效率获得高质量的所求矿物,在钻探工程最后的封孔工艺对于可溶性固体钾镁盐矿的钻探是尤为重要的一步,所以我们将对可溶性固体钾镁盐矿工程项目做系统的分析探讨。
关键词:可溶性固体钾镁盐矿钻探技术钾石盐
一、可溶性固体钾镁盐矿的地质特性分析
由于近年来我国钾镁盐矿矿床的广泛利用和开发,许多可溶性固体钾镁盐矿钻探工程项目在江苏、内蒙古等地被实行,在施工过程中,钻探施工由于要适应岩层的物理化学等变化而遭遇到许多困难,在石岩层和泥岩层这两个岩层的钻探过程中给了钻探工艺很大的提升空间,经过对这样多样复杂的地质特征进行分析后,我们认为在封孔工艺和矿心保护上需要进行严谨的系统的研究制定钻探方案。
从矿区地质条件和对于钾镁盐矿矿床特征分析,矿区的底层可以大致分向三个方向:
——主要组成包括砂质泥岩、泥岩、石膏块等,可以分为黄色泥岩、青灰色泥岩、红褐色泥岩、棕色泥岩等,一般为薄层状结构或者块状结构。这种泥岩层再经过冲洗液浸泡冲洗后具有可塑性、其松软程度较高,容易造成钻孔缩小直径的现象。
——地质松散并且没有胶质结构,其主要构成包括无胶或弱胶结泥、砂石、石英砂和砂质粘土等,可以分为砂砾层和淤泥层。地质特征较为破碎松软,在冲洗过程中容易出现掉块或者坍塌等大面积损毁现象。
——是所有钾镁盐矿中重要组成部分,可以分为三种层类:钾石岩层、光卤石矿层、石盐层。这类岩层中的主要矿物组成包括了光卤石(MgCl2·KCl·6H2O)、钾石盐(KCl)和石盐(NaCl)。这三种矿物在不同矿床中含量都会有所不同,并且在不同地层中变化较大。盐层的主要组成为石盐,其含量最大,一般含有量可以达到90%以上。这类岩层可溶性强,易溶于水并且在钻探过程中容易造成钻孔温度快速升高的现象,从而加速盐层中其他矿物质的溶解,增大溶解度,这是在此岩层钻探取芯时容易面临的较大问题。
二、合理的钻探方案设计
根据对可溶性固体钾镁盐矿矿区三个主要岩层的化学物理特征进行分析比较后,岩层中的矿物质包括光卤石、石盐等都会随着温度的变化表现出不一样的溶解度,其中根据分析可以看出它们的异同点:光卤石、石盐、钾石盐等易溶于水,而饱和NaCl具有吸湿性,但是它们都会随着温度的增加使溶解度随之增大。
在钻探工艺的技术设计上有着严格的要求,孔径结构和钻具需要专业配备,孔径必须小于90MM,在施工中要结合钻探经验,避免漏失问题在孔内发生,钻孔的深度下入受到砂砾石层和坍塌部分影响,在钻探过程中需要注意防止上方的掉块坍塌的现象,以便矿层取芯。钻头一律采用硬质合金钻头,必须选取四翼肋骨片式球齿形的,或者在一些矿床也可以使用加强型复合片的钻头。矿层和石盐层要采取三层单动双管钻进行钻探。
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