淺析工程地質(zhì)勘探中的鉆探技術

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的科學技術水平得到了很大的進步，工程地質(zhì)勘探技術也得到了很大的發(fā)展，鉆探技術作為地質(zhì)勘探的一種重要手段，被廣泛應用，可以直接的在底下巖層中獲得地下物質(zhì)，在找礦和探礦等方面用處最多，鉆探施工是一個艱苦的工作，對于施工人員有較高的理論和實踐要求。隨著地球地質(zhì)的變化和氣候的變化，地質(zhì)勘探越來越被人們重視，對于地球和能源物質(zhì)的分析也有很大的作用。

關鍵詞：工程 地質(zhì) 勘探 鉆探 技術

一、工程地質(zhì)勘探的發(fā)展

工程地質(zhì)勘探是利用機械工具對地下的物質(zhì)結(jié)構進行采樣分析，在地質(zhì)比較復雜的地區(qū)，只看表面的地質(zhì)情況無法反應出整體的地質(zhì)情況，這就要對地下進行深入的勘探，中國國土面積和海洋面積廣闊，礦產(chǎn)資源豐富，在地質(zhì)勘探過程中，為了查明地下物質(zhì)的形態(tài)、深度、規(guī)模、結(jié)構和含量主要應用鉆探技術和坑探技術，由于坑探技術成本高、工期長，所以鉆探就得到了廣泛應用，鉆探技術是在預定的地點利用鉆探設備向地下鉆深，采取地下的巖石樣本和水樣，進行具體的分析。中國煤炭事業(yè)發(fā)展迅速，這主要依靠地質(zhì)勘探技術進行對礦物質(zhì)的勘查，同時在物探、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、古生物鑒定、航空測量等方面鉆探技術也應用廣泛。

早期的鉆探技術是根據(jù)地質(zhì)巖層的問題，那時的鉆探鉆孔很大，鉆探的效率和時間都不理想，為了提高效率研究人員研發(fā)出以金剛石為鉆頭，進行繩索取心金剛石鉆進技術，取得了豐碩的成果，有效地促進地質(zhì)勘探技術的發(fā)展。繩索取心金剛石鉆進技術得到了完善和發(fā)展，這要求有良好的配套的工藝設備，加強工作生產(chǎn)的實施。鉆頭作為鉆頭技術的重要組成部分，其好壞直接影響著鉆探進度的進行，九十年代以后，技術人員根據(jù)不同的勘探區(qū)域的不同巖層進行研究和分析，研制和推廣了以天然、人造、聚晶、復合片等類型的鉆頭，來滿足地質(zhì)勘探的需要。

二、工程地質(zhì)鉆探的主要特點

在不同的工程地質(zhì)條件或不同類型的建筑物，只要能布置勘探施工設備，應注意要結(jié)合工程施工的類型和特點以及自然條件，除了一些大型的水利工程和低下隧道，其他鉆孔深度較淺，所以一般采用較為簡單方便的設備即可，鉆孔的目的是查明地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構、水文條件、巖層結(jié)構。工程地質(zhì)鉆探對鉆孔的結(jié)構、鉆進的方法、鉆進深度等都有很大的要求。工程地質(zhì)鉆探技術主要是為了工程建筑的設計和施工而工作，在工程地質(zhì)鉆探中對巖石采集的要求很高，對于工程建筑物的斷層破碎帶和夾層采集尤為嚴格。工程地質(zhì)鉆探與坑探相比不受地形和地質(zhì)的約束，而且鉆探精度高、不受地下水限制、鉆探深度深、鉆探速度快、鉆探時間短等優(yōu)點。

工程地質(zhì)鉆探是一個較大的工程，所以應對所選的地區(qū)、地貌進行勘察，主要是搜集地區(qū)的地質(zhì)、礦產(chǎn)含量、地形等數(shù)據(jù)資料并進行分析，在已有的材料基礎上進行實地勘察，一般進行工程地質(zhì)鉆探要避開地質(zhì)條件惡劣的環(huán)境地段。對周邊的建筑物的高度及地基的深度進行測量，對不利信息進行整合并分析，對于地殼變動產(chǎn)生的不良因素進行考慮，并采取防護措施。工程地質(zhì)勘測能經(jīng)濟迅速的對工程目標的地區(qū)進行有效地勘察，并了解地區(qū)地質(zhì)情況，為工程施工提供有效數(shù)據(jù)，并能有效地節(jié)約工程施工的資金，加快工程建設速度。

三、鉆探技術分析

地質(zhì)鉆探技術就是對地底進行鉆孔，來獲取地下巖層中的巖石材料的一種方法，并根據(jù)材料進行分析，來推斷地下礦物質(zhì)的含量，對于不同地區(qū)不同鉆探目的，鉆探裝備設施也是不同的，我國現(xiàn)有鉆探技術有很多種，都是根據(jù)我國不同地理環(huán)境研究出的方法，如空氣泡沫鉆進技術、潛孔錘反循環(huán)鉆進技術、氣動潛孔錘鉆進技術、液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術、繩索取心鉆進技術、定向?qū)泳@進技術和新型的節(jié)水鉆進技術等。

空氣泡沫鉆進技術是對干旱缺水等地巖層的鉆探，由于此技術沒有沖洗介質(zhì)漏失的問題，收集的材料較為完好，不僅解決了鉆孔嚴重漏失的問題，還提高了鉆探效率和科研分析的全面性。

潛孔錘反循環(huán)鉆進技術是對較深區(qū)域水面高且壓力大的問題研究出的一種方法，是由空氣壓縮送到鉆孔底部，對底部進行沖擊作用，從而使孔低的潛孔錘做功，而空氣作用后返回地面，并帶回一些巖屑，此種方法大大的提高了鉆進速度，而且具有較高的經(jīng)濟效益，同時還可以判斷處巖層的變化情況，適用于干旱地區(qū)。但是由于這種方法采集到的樣品為巖屑，無法全面的對地質(zhì)結(jié)構進行分析。并且在我國大部分地區(qū)得到了推廣和應用，成為淺部地區(qū)巖層突破的首選。

液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術是對勘探較深、較為堅硬的巖層的一種技術，這種技術我國的研究技術很發(fā)達，使用沖洗液驅(qū)動液動潛孔錘，液動潛孔錘將力傳遞給鉆頭，由鉆頭進行鉆進工作，它取代了鋼粒鉆進的方法，此種方法使得鉆進速度大大的提高，而且節(jié)省了大量的材料，孔斜率大大降低。液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術適用于脆性大、巖層堅硬的地區(qū)液動錘的使用情況與液壓泥漿有很大關系，所以對泥漿的要求很高，只要應用在金屬礦山、化工、石油、水電建材、地質(zhì)勘探等行業(yè)。

繩索取心鉆探技術是一種不需要鉆桿的技術，這種技術是現(xiàn)在使用較為廣泛的一種方法，大大提高了采取巖石的質(zhì)量，提高了工作效率，節(jié)省了工作時間，增加了鉆頭的使用壽命。由于繩索取心鉆探技術的使用優(yōu)點很多，所以應用廣泛，如石油天然氣、礦產(chǎn)鉆探、鉆探工程地質(zhì)、鉆探地熱等。

除了上面幾種鉆探技術，還有新型的節(jié)水鉆探技術是為了適應干旱地區(qū)地質(zhì)研究的，是以超聲波技術制作金剛石鉆頭，大大的提高了生產(chǎn)效率，增加了鉆頭的使用壽命。

四、我國探礦工程的研究方向與發(fā)展趨勢

只有提升鉆探取樣技術的精確化和智能化，全面提高取樣鉆探技術的自動化水平。并將研究的重點和方向放在實際的工程和地質(zhì)災害上，對人們和實際利益有益的方向上。做好定向巖心裝置和技術的開發(fā)，做到探礦工程與鉆探取心技術的完美結(jié)合。 進一步研究堅硬、復雜地層的探礦鉆探技術，積極應用和大力推廣繩索取心技術的應用。 致力于地球科學的研究，加強對其鉆探工藝和鉆探設備的研究。 研究和發(fā)展超深孔鉆探技術，為我國的地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)尋找的發(fā)展努力。研究新型的成孔材料和成孔工藝流程，進一步推廣新材料、新技術的應用。針對不同功能和作用的鉆探井，需要按照先進、便利、實用、經(jīng)濟的原則，進行使用。

在勘查評價地質(zhì)資源、研究地球科學、治理災害與環(huán)境、開發(fā)系能源等方面的工作是現(xiàn)在勘探工作的重點，工程地質(zhì)勘探對于百姓的生命財產(chǎn)安全尤為重要。隨著社會的發(fā)展，工程數(shù)量的不斷增加，工程地質(zhì)勘探越來越受到人們的重視，有關部門也加大了對工程地質(zhì)勘探的管理，工程地質(zhì)的勘探手段也越來越先進。要想進一步取得地質(zhì)工程的發(fā)展和突破，必須改變固有思想，全面提高鉆探技術的重要性和地位，更好的服務于我國經(jīng)濟發(fā)展等多個領域。

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作者簡介：

曹艷舉，1988年7月15日出生，男，漢，籍貫：黑龍江省拜泉縣，學歷：本科。