試論新形勢下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用

■　劉金良

（河北省地礦局第五地質(zhì)大隊河北唐山063000）

試論新形勢下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用

■劉金良

（河北省地礦局第五地質(zhì)大隊河北唐山063000）

我國主要的產(chǎn)業(yè)之一便是礦產(chǎn)，礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用，隨著社會經(jīng)濟(jì)的突飛猛進(jìn)，探礦工程行業(yè)也得到快速發(fā)展，但是以及無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。在新形勢下的探礦工程中，鉆探技術(shù)是一項極為重要的技術(shù)，它的應(yīng)用和推廣極大地促進(jìn)了探礦工程的發(fā)展，增加了探礦工程的經(jīng)濟(jì)效益。然而，在實際應(yīng)用和推廣過程中依舊存在著一定的問題，本文對新形勢下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析研究，以供參考。

新形勢探礦工程鉆探技術(shù)應(yīng)用

1　新形勢下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用的重要性

我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)是一門歷史較為悠久的專業(yè)，它是人類生存和發(fā)展的過程中不可或缺的一門基礎(chǔ)科學(xué)。我國的鉆探技術(shù)起始于四川，首先是為了尋找水資源，后來用于尋找鹽資源，該技術(shù)的使用對當(dāng)時社會和人民的生活帶來了極大的便利。隨著該技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的領(lǐng)域也開始不斷引入該技術(shù)。改革開放以后，鉆探技術(shù)逐步被重視，更體現(xiàn)了其重要性。隨著經(jīng)濟(jì)全球化、科技全球化的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求趨于增大。但是在粗放經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下，許多易采礦床大部分已經(jīng)被開采，現(xiàn)存的礦床多具有地質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜、不利于勘查和采掘的特點，對于此類特殊礦產(chǎn)的鉆探，一方面需要有相關(guān)理論的支撐，另一方面面臨著許多復(fù)雜的工程實踐問題。提高鉆探效率，保證工程安全順利進(jìn)行，鉆探成本最小化，質(zhì)量最大化，一直都是地質(zhì)工作者努力的方向，也是今后鉆探技術(shù)革新的一個準(zhǔn)繩。

2　新形勢下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1目前的鉆探技術(shù)推廣現(xiàn)狀無法滿足新形勢的要求

當(dāng)前，我國正面臨著嚴(yán)重的礦產(chǎn)資源危機(jī)局面，國家對此十分重視。在《決定》中為我國地質(zhì)勘測工程提供了先進(jìn)的思想并提出了更高的發(fā)展要求。面對傳統(tǒng)的探礦技術(shù)的落后與新形勢地質(zhì)勘測工程的發(fā)展兩方面的影響下，探礦工程必須進(jìn)行鉆探技術(shù)的使用，提高鉆探技術(shù)，將新手段、新模式、新技術(shù)應(yīng)用到新的管理體制上，建立起一套極具創(chuàng)新性的新機(jī)制。

2.2巖心鉆探生產(chǎn)技術(shù)水平低

隨著新的地質(zhì)找礦高潮的到來，鉆探工作量大幅度回升，在工程市場上拼搏了多年的部分探礦工程主力部隊又轉(zhuǎn)回到了固體礦產(chǎn)鉆探施工中，但此時鉆探裝備已經(jīng)陳舊落后，地質(zhì)巖心鉆探的從業(yè)人員多數(shù)缺乏巖心鉆探的施工經(jīng)驗，目前很多鉆探生產(chǎn)單位的鉆工和技術(shù)人員連普通金剛石鉆進(jìn)和繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)這些在2O世紀(jì)8O年代末期已近乎常規(guī)的鉆探技術(shù)都沒有用過，多數(shù)缺乏深孔鉆探經(jīng)驗。

3　探礦工程的鉆探技術(shù)的應(yīng)用

3.1金剛石繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用

在地質(zhì)勘探中，還有一種提法被稱為有磨料就有鉆探工藝。有何種方式的鉆探工藝就會需要相應(yīng)的鉆探設(shè)備。鉆探設(shè)備作為勘探過程中的關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)系到整個項目的勘探效率和成本。如今金剛石已經(jīng)成為鉆機(jī)的基本磨料，這就需要勘探公司采用更先進(jìn)的鉆探設(shè)備與之配套。但目前國內(nèi)的鉆探設(shè)備與基本磨料的配套很不完善，很多勘探隊伍仍采用比較落的生產(chǎn)方式和裝備，這無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對勘探行業(yè)的需求，也成為制約國內(nèi)探礦工程發(fā)展的瓶頸。金剛石鉆頭的質(zhì)量和性能與繩索取心鉆進(jìn)效果密切相關(guān)。中國已研制成功具有不同唇面造型和技術(shù)參數(shù)的高效率、長壽命繩索取心金剛石鉆頭，包括天然表鑲金剛石鉆頭、天然或人造金剛石孕鑲鉆頭、電鍍金剛石鉆頭、人造金剛石聚晶鉆頭、金剛石復(fù)合片鉆頭。不但鉆頭品種較多，基本上滿足了繩索取心鉆進(jìn)不同地層的需要，而且鉆頭質(zhì)量不斷提高，平均使用壽命已接近世界先進(jìn)水平。研究薄壁繩索取心鉆具系統(tǒng)，薄壁高強(qiáng)度鉆桿及長壽命金剛石鉆頭，以減小碎巖面積，提高堅硬地層的鉆進(jìn)效率是今后工作的重點。

3.2反循環(huán)鉆探技術(shù)

技術(shù)操作工藝:根據(jù)循環(huán)介質(zhì)的不同，該技術(shù)分為空氣反循環(huán)和水力反循環(huán)兩種。（1）空氣反循環(huán)是以壓縮空氣作為循環(huán)介質(zhì)，通過雙壁鉆桿的外管將壓縮空氣送至孔底，空氣膨脹提供沖擊力驅(qū)動孔底潛孔錘作用在巖石上，而空氣作用后經(jīng)過雙壁鉆桿的中心通道返回地表，同時還夾帶著巖屑，根據(jù)這些巖屑作為地質(zhì)鉆探取樣的樣本進(jìn)行化驗分析；（2）水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探技術(shù)是以清水或泥漿作為循環(huán)介質(zhì)，循環(huán)方式和空氣反循環(huán)一致，也是利用雙壁鉆桿將液體介質(zhì)經(jīng)管環(huán)隙輸送到孔底，取心鉆頭得到的是柱狀巖心，將其經(jīng)內(nèi)管中心通道攜帶至地表?？諝夥囱h(huán)連續(xù)取樣不足之處在于若單純用巖屑評判標(biāo)會顯得不是很合理，對地層結(jié)構(gòu)和構(gòu)造缺陷缺乏真實反應(yīng)，在某些對這樣地質(zhì)鉆探要求的情況下還不能滿足。水力反循環(huán)的取心鉆探技術(shù)可以取到較為完整的巖塊，取心質(zhì)量好，對巖層的判斷準(zhǔn)確、時間利用率高、勞動強(qiáng)度低，但是取樣效率低，能源消耗也較大。

3.3空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

在這一技術(shù)作用下有著比較強(qiáng)的針對性，實際應(yīng)用的對象就是干旱缺水條件下的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，主要有震源孔和水文水井等。空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)自身有著鮮明的優(yōu)勢，最為明顯的就是在速度上，在通過空氣潛孔錘進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中就可在速度上有著顯著提高，并能夠通過這一技術(shù)的應(yīng)用可進(jìn)行反循環(huán)連續(xù)取芯，所以在工作效率上就得到了提升。

3.4液動潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用

液動潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)是沖擊式鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)相結(jié)合的一種鉆進(jìn)方法，回轉(zhuǎn)和沖擊聯(lián)合作用，共同破碎巖石，它們相互補(bǔ)充，發(fā)揮出其主要優(yōu)點，因此潛孔錘鉆進(jìn)方法能夠提高鉆進(jìn)效率。工作原理是利用泥漿泵供給的液能，直接驅(qū)動組合在鉆具中液動潛孔錘內(nèi)的沖錘上下往復(fù)運動，連續(xù)不斷地對鉆頭施加沖擊載荷，配合回轉(zhuǎn)剪切從而達(dá)到高效碎巖的目的。目前，小口徑液動潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)臻于成熟并得到較好應(yīng)用，但在地?zé)峒笆皖I(lǐng)域運用較少，大多處于試驗階段。

4　結(jié)束語

地質(zhì)調(diào)查工作和資源勘查技術(shù)支撐體系的重要組成部分，為保證地質(zhì)大調(diào)查和資源勘查鉆探工程順利完成，逐步提高鉆探生產(chǎn)水平，更好的滿足地質(zhì)調(diào)查的要求，探討新的探礦工程新技術(shù)推廣模式勢在必行筆者提出了盡快依托相關(guān)探礦工程研發(fā)機(jī)構(gòu)，在重點大區(qū)組建探礦工程新技術(shù)示范中心的建議，保證我國的探礦工程技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

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P634[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-133-2