淺談地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)的方法及其應(yīng)用

高建波

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源使用量越來越大，礦產(chǎn)資源的開發(fā)也成了我們首要關(guān)注的內(nèi)容。在工程地質(zhì)勘中利用鉆探工程，獲得樣品，通過對(duì)樣品進(jìn)行分析，以及在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)試，來得到基本的建筑地的資料，以此來選定最佳的地點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)。鉆探技術(shù)為做好建設(shè)基礎(chǔ)的處理工作，保證建筑物合理施工，做出了非常重要的參考作用。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工程勘查;鉆探技術(shù);方法;應(yīng)用

引言

如今鉆探技術(shù)在分析地質(zhì)工程項(xiàng)目中的利用率較高，地質(zhì)信息的研究主要是通過對(duì)波譜的分析來探索更多的信息，進(jìn)而為技術(shù)的進(jìn)步提供更多寶貴的意見和專業(yè)理論?？梢姽獠ǘ喂庾V特征簡(jiǎn)單來說就是地質(zhì)信息的變化，采用反射率光譜，就能夠很快地分析目前需要分析的地質(zhì)環(huán)境以及他們相應(yīng)的數(shù)據(jù)理論。短波紅外波段可以從地質(zhì)中探測(cè)出碳酸鹽巖、水合物和含羥基礦物。

1總概

鉆探技術(shù)，是指是在一定的地區(qū)內(nèi)，為了確定當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境的信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理得到相應(yīng)的結(jié)果而產(chǎn)生的一種現(xiàn)代技術(shù)。該技術(shù)是對(duì)地質(zhì)科學(xué)的基礎(chǔ)信息知識(shí)和實(shí)踐的相互結(jié)合利用，對(duì)地質(zhì)信息進(jìn)行深入的挖掘。鉆探技術(shù)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行初步地質(zhì)探索與檢查，再由工作人員對(duì)所需工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行專業(yè)深入的探討研究，再對(duì)其中出現(xiàn)的問題展開分析并加以解決。自二十一世紀(jì)科技發(fā)展以來，地質(zhì)信息研究是我國乃至全世界都在盡可能研究分析的一個(gè)項(xiàng)目。地質(zhì)信息對(duì)于生活、對(duì)于發(fā)展來說都是必不可少的。由地質(zhì)信息衍生出來的精細(xì)項(xiàng)目研究更是世界科技發(fā)展的重點(diǎn)。地質(zhì)一直以來在發(fā)展中都是被作為發(fā)展基石而存在的，地質(zhì)中包含的礦產(chǎn)、能源等維持社會(huì)工業(yè)的發(fā)展。因此，地質(zhì)信息的分析探索決定著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)發(fā)展決定著生產(chǎn)力的發(fā)展，從而就與國家與社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)。在科技發(fā)展的方面，對(duì)地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化就能夠直接提升整個(gè)系統(tǒng)流程的效率，提升科技的含金量。在優(yōu)化的過程中，科技的運(yùn)用可以達(dá)到最大化，這就有效地能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐結(jié)合在操作上。這就讓科技不斷地進(jìn)行理論驗(yàn)證，在實(shí)踐過程中可以逐漸地發(fā)現(xiàn)理論中的不足與問題，隨時(shí)可以進(jìn)行多方面的修補(bǔ)，這就能夠增強(qiáng)對(duì)地質(zhì)信息勘察的能力與效率，保障國家的基礎(chǔ)發(fā)展。

2數(shù)據(jù)與方法

2.1在數(shù)據(jù)層面

使用ETM+數(shù)據(jù)軌道號(hào)為142/31。初步處理傳遞圖像，基于目前發(fā)展?fàn)顩r能夠明確地質(zhì)信息數(shù)據(jù)通常會(huì)受到水體以及第四系的干擾，基于此，通過目視解釋初步處理后的信息、分析處理圖像內(nèi)的相應(yīng)部分，利用掩膜處理的方式對(duì)干擾信息進(jìn)行處理。

2.2在圖像處理方法方面

第一步需要解決巖體解譯和巖性增強(qiáng)工作。采取最小噪聲分離法對(duì)有效信息進(jìn)行處理，使其在低維度信息庫內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中，進(jìn)而使干擾信息有效消除。與此同時(shí)，在進(jìn)行巖性信息區(qū)分過程中也可以使用這種辦法。利用ETM+數(shù)據(jù)技術(shù)整理處理的不同波段填入紅綠藍(lán)通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)彩色圖像的合成，可以使圖像顏色最大程度貼合自然色接近。同時(shí)可以更為準(zhǔn)確的識(shí)別不同巖性，提升解譯效率。

2.3地質(zhì)資源信息提取

基礎(chǔ)的地質(zhì)資源信息提取在研究中有著不可忽視的重要地位。常用的信息提取方法有比值法、主成分分析法、Crosta法等，同時(shí)還有光譜法等;該技術(shù)相對(duì)于普通技術(shù)來說，更加準(zhǔn)確可靠，但在光譜角制圖方面則需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)作為參考，總體要求較高，為使用者帶來一定的困難程度。主成分分析法和Crosta法這兩種信息提取方法不需要光譜輔助進(jìn)行，其效果和比值法比較起來較為穩(wěn)定，因?yàn)閼?yīng)用范圍較廣。主成分分析的本質(zhì)在于使用一定的數(shù)學(xué)重組將光譜聯(lián)系起來并且得出相應(yīng)的新的成分或者變量，突出罕見地質(zhì)的數(shù)據(jù)與信息。通過對(duì)TM/ETM+的利用進(jìn)行資源獲取時(shí)，可以分析矩陣來選擇變量或主成分，再根據(jù)其不同的特征分析處理，進(jìn)而得到所需的主成分。

3工程地質(zhì)勘察中的鉆探技術(shù)相關(guān)應(yīng)用以及分析研究

由于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要大量的能源的支持，因此對(duì)于礦產(chǎn)的需求是巨大的，而且還在持續(xù)的增長，所以為適應(yīng)這種需求，我國的鉆探技術(shù)也在持續(xù)不斷的發(fā)展，到目前為止，鉆探技術(shù)的裝備和工藝技術(shù)也上升到了一個(gè)非常先進(jìn)的水平;并且隨著地質(zhì)勘查行業(yè)多采用鉆探技術(shù)，也使得鉆探技術(shù)不斷的向更高的水平進(jìn)發(fā)。地質(zhì)鉆探技術(shù)，其實(shí)指的是在地表鉆孔擊碎地里的巖石，以此來獲得地下巖層的地質(zhì)構(gòu)造信息，并根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算礦石儲(chǔ)量。不同的鉆探工藝其所起到的作用也是不同的。隨著我國逐漸加大對(duì)于鉆探技術(shù)的投入，為鉆探技術(shù)發(fā)展成一種完善的技術(shù)體系提供了條件，其中包括反循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取心技術(shù)、定向?qū)咏?jīng)鉆探技術(shù)、液動(dòng)潛孔錘鉆技術(shù)和新型的節(jié)水鉆探技術(shù)等等。反循環(huán)鉆探技術(shù)通過其利用的介質(zhì)來分可以分為兩種，一種是以水力作為介質(zhì);另一種是以空氣作為介質(zhì)?？諝夥囱h(huán)鉆探技術(shù)是將空氣壓縮利用雙壁鉆桿外管降壓縮的空氣送到鉆孔底，利用空氣的膨脹作用力將孔底的潛孔錘作用到巖石上，然后利用壓縮的空氣作用后的力可以將巖屑由鉆桿中心的通道送至地表，如此一來就可以得到巖屑的樣本，并對(duì)其進(jìn)行化驗(yàn);但水力反循環(huán)鉆探技術(shù)和空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的不同之處就在于，水力反循環(huán)鉆探技術(shù)是將泥漿或者是水作為介質(zhì)來抽取柱狀的巖心，實(shí)際其原理也是一樣的。而水力反循環(huán)就可以比較完善精確地測(cè)得地質(zhì)構(gòu)造的成分，并且它所用的時(shí)間和勞動(dòng)的強(qiáng)度也是比較低的，它的缺點(diǎn)是耗能比較多。但在地質(zhì)勘察取樣的工程和水文水井、松軟塌陷的表層、復(fù)雜錨固施工和注漿工程地質(zhì)等這兩者都可以采用。液動(dòng)潛孔錘鉆技術(shù)大多用在比較脆、巖石堅(jiān)硬、鉆孔質(zhì)量差和地形復(fù)雜的地質(zhì)進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)，它是利用沖洗液去驅(qū)動(dòng)液體潛孔錘并將其能量傳遞給鉆頭來擊破巖石，其沖洗液，是利用泥漿泵來配送的。在使用之前，要好好的檢查設(shè)備，并使設(shè)備處于緊固的狀態(tài)，其原因就在于這項(xiàng)技術(shù)在使用的時(shí)候會(huì)高頻的振動(dòng)，而且還要注意要確保潛孔錘的工作性能和使用壽命?，F(xiàn)在進(jìn)行工程勘察時(shí)使用最多的是繩索取心技術(shù)，其主要是由于它的鉆探深度是比較低的，而且更容易得到質(zhì)量又好又完整的巖心，鉆孔時(shí)的速率也是比較高的，降低了操作時(shí)間，也從側(cè)面增加了處理意外情況的時(shí)間。而且，使用這種方法設(shè)備的升降次數(shù)也會(huì)減少，這樣會(huì)使鉆頭的使用壽命延長;與此同時(shí)，也降低了施工人員的負(fù)擔(dān)。所以說，在石油天然氣、工程地質(zhì)、地?zé)岬瓤辈熘卸鄷?huì)采用這種技術(shù)來鉆探?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆探技術(shù)也不斷的更新和進(jìn)步，隨著社會(huì)的多元化又衍生出了由繩索取心技術(shù)和反循環(huán)取樣、取心技術(shù)這三種技術(shù)結(jié)合在了一起形成的組合鉆探工藝。通過這樣的方法就將這三種工藝的優(yōu)點(diǎn)都集中在了一種工藝上，取其精華，去其糟粕。還有一些新的材料也被用到了工程地質(zhì)勘查技術(shù)中，例如針對(duì)于干旱地區(qū)的新型節(jié)水鉆探技術(shù)，在研發(fā)鉆頭時(shí)，采用的超聲波技術(shù)制作金剛石鉆頭，由于金剛石的堅(jiān)硬度較高，所以他的鉆進(jìn)速度也是非常高。

結(jié)語：

根據(jù)目前的研發(fā)進(jìn)度來看，在這方面上必須要有專業(yè)的人才與設(shè)備進(jìn)行相結(jié)合，對(duì)于理論知識(shí)要熟練，對(duì)于設(shè)備技術(shù)要進(jìn)行更透徹的分析。在研究鉆探技術(shù)的整個(gè)系統(tǒng)中最為重要的就是數(shù)據(jù)采集與分析這兩個(gè)部分。后期的鉆探及建設(shè)都要依賴于前期的數(shù)據(jù)采集，不能忽視其重要性，在這個(gè)階段需要注意的是，可采取人力與設(shè)備共同分析的方式，爭(zhēng)取讓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性更強(qiáng)，并保證后期建設(shè)及分析不會(huì)出錯(cuò)，為地質(zhì)工作添磚加瓦。

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