礦山地質(zhì)工程鉆探關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量研究

季成龍

摘 要：近年來，隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)的不斷深入，鉆探是實(shí)施各類礦山地質(zhì)工程的重要環(huán)節(jié)和重要過程。鉆探可以幫助現(xiàn)場(chǎng)操作員提供指導(dǎo)，因?yàn)槭褂孟冗M(jìn)的鉆探技術(shù)可以使現(xiàn)場(chǎng)操作員清楚地了解礦山的地質(zhì)和地形條件以及分布情況。隨著鉆探技術(shù)在礦山地質(zhì)工程中的重要作用，我國(guó)的鉆探技術(shù)取得了顯著的發(fā)展，技術(shù)更加先進(jìn)。礦山企業(yè)應(yīng)根據(jù)礦山地質(zhì)條件選擇最合適的鉆探技術(shù)，以獲得準(zhǔn)確的鉆探信息。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)工程;鉆探;關(guān)鍵技術(shù)

1開展礦山工程地質(zhì)勘查工作的基本要求

礦山工程地質(zhì)勘查主要是使用一定的技術(shù)手段對(duì)要開展施工的區(qū)域?qū)嵤┮欢ǖ目辈楹蛯?shí)驗(yàn)，對(duì)進(jìn)行施工的區(qū)域做一個(gè)詳細(xì)的調(diào)查，以此來有效的為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開采工作打好基礎(chǔ)。實(shí)施礦山地質(zhì)勘查時(shí)，要對(duì)勘查區(qū)域的巖土情況做一個(gè)詳細(xì)的了解，與此同時(shí)還要勘測(cè)地下水的分布和實(shí)際巖土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對(duì)地質(zhì)勘查的信息做一個(gè)詳細(xì)的記錄，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納和總結(jié)，選擇有效的措施來確保施工過程的安全性。實(shí)施地質(zhì)勘查的時(shí)候，需要相關(guān)的技術(shù)人員具備較強(qiáng)的技術(shù)綜合能力，在面對(duì)不同的地質(zhì)類型的時(shí)候，能夠做出準(zhǔn)確的判斷和選擇。例如，在民用建筑工程和水利工程中，所使用的勘測(cè)方式就會(huì)不一致。特殊地形區(qū)勘查在進(jìn)行布孔的時(shí)候需要圍繞施工區(qū)域的輪廓進(jìn)行。除此之外，還要針對(duì)地質(zhì)和地層實(shí)施試驗(yàn)。

2地質(zhì)鉆探技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查中的作用

鉆井技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘探中占有重要地位。在鉆井工程實(shí)施過程中，專業(yè)人員通過獲取巖心、巖屑、地層流體等地下物體，有效地獲取相應(yīng)的鉆井信息。首先，在巖心采集方面，通過使用專用鉆具和巖體中真實(shí)物體的提取，在專業(yè)分析的基礎(chǔ)上，利用巖心還可以獲得詳細(xì)的地下地質(zhì)信息。在巖屑采集中，由于采用了巖石破碎工藝和專用工具，如果巖石破碎方法和工具不同，則不同方法和工具獲得的巖屑尺寸存在差異。有些碎石太大，有些太小。通過對(duì)大型巖屑的分析，可以較詳細(xì)地了解巖石的微觀結(jié)構(gòu)和礦物組成，從而獲得巖石和礦物的地層變化和性質(zhì)信息。地層流體主要為氣體和流體。在地質(zhì)鉆探技術(shù)中，還可以詳細(xì)地獲得相應(yīng)流體形態(tài)等基本信息，從而有效地認(rèn)識(shí)地質(zhì)儲(chǔ)層，為礦產(chǎn)資源開發(fā)提供便利。

3鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘探中的實(shí)際應(yīng)用

3.1繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用

繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用手段主要在于可以不用持續(xù)抬起鉆桿，可以不用取巖心，同時(shí)還不需要去收集充滿巖心的巖心管。這種技術(shù)的應(yīng)用主要在于對(duì)鉆頭進(jìn)行更換的時(shí)候才會(huì)用到。這種繩索取心的技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)是比較常見的一種技術(shù)手段，具有極強(qiáng)的便利性，同時(shí)還能夠進(jìn)一步卸下巖心的質(zhì)量。這種技術(shù)的使用可以不必鉆探很深的位置，就能夠達(dá)到較高的工作效率。當(dāng)前在鉆探領(lǐng)域當(dāng)中，使用這種繩索取心技術(shù)能夠有效的減少工具和巖心之間的摩擦，有效的保證了巖心的質(zhì)量，大大提升了鉆探的效率，提高了鉆頭的使用壽命。結(jié)合以上的諸多優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)手段被廣泛的應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探、隧道鉆探等領(lǐng)域。這種鉆探技術(shù)有效率高、成本低的諸多優(yōu)勢(shì)，不會(huì)存在鉆桿升降的問題，在這個(gè)操作環(huán)節(jié)中大大降低了操作人員的工作強(qiáng)度，對(duì)鉆頭也起到了一定的保護(hù)作用。

3.2液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)

液壓潛孔錘鉆井技術(shù)也廣泛應(yīng)用于礦山地質(zhì)工程中。這項(xiàng)技術(shù)非常特殊，不僅可以達(dá)到旋轉(zhuǎn)鉆井的目的，而且可以達(dá)到?jīng)_擊鉆井的目的。兩種鉆井方法的相互應(yīng)用，可以有效地實(shí)現(xiàn)地層巖石的破裂處理，克服了傳統(tǒng)鉆井方法的局限性。具有許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在鉆井過程中，泥漿泵的使用對(duì)液壓鑿巖機(jī)中的水錘起到了有效的驅(qū)動(dòng)作用。在這種驅(qū)動(dòng)作用下，水錘繼續(xù)向前和向后移動(dòng)，使鉆頭沖擊載荷在此過程中不斷增大。在旋轉(zhuǎn)剪切的雙重作用下，巖石的破壞效率較高。

3.3反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用種類主要有兩種，分別是水力反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)。從字面意義解釋，這兩種不同的技術(shù)種類的區(qū)別在于兩者之間存在不同的循環(huán)介質(zhì)，也就是水（泥漿）和空氣。水力反循環(huán)的技術(shù)操作主要是通過水和泥漿發(fā)生循環(huán)，通過這種循環(huán)將孔底的巖心逐步提升到地面，實(shí)施對(duì)樣品的采集?？諝夥囱h(huán)鉆井技術(shù)是指運(yùn)用了雙壁鉆桿的力量，憑借著在外管向內(nèi)部輸送空氣，通過空氣的沖擊力量使其達(dá)到一定的膨脹作用，進(jìn)一步通過潛孔錘的作用來沖擊碎屑巖，得到對(duì)地質(zhì)巖石的真實(shí)了解。這兩種方式都有各自的長(zhǎng)處和劣勢(shì)?？諝夥囱h(huán)這種技術(shù)工作強(qiáng)度較低，操作的環(huán)境是比較適合干燥的環(huán)境，具有成本低的特點(diǎn)。其劣勢(shì)在于得到的碎屑巖石樣品不能代表全部樣品的特定，只能代表取樣的局部;水力反循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)處在于能夠取樣整塊巖石，獲取的采樣標(biāo)本較為全面，得到的資料也較為完整。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較低，缺點(diǎn)是在鉆探的操作中其工作效率也較低，容易對(duì)水資源造成大量的浪費(fèi)。由此可見，這兩種操作方式都各自有優(yōu)缺點(diǎn)，但是無論針對(duì)于何種地質(zhì)情況，進(jìn)行鉆探技術(shù)都能夠得到良好的效果。

3.4深部地質(zhì)鉆探技術(shù)

我國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富多樣，有的分布在淺表層，有的分布在深表層。相對(duì)而言，深部表層礦產(chǎn)資源的開采難度較大。傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)顯然不適用。一般情況下，為了保證礦產(chǎn)資源的有效開采，應(yīng)采用深部地下鉆探技術(shù)輔助礦山地質(zhì)開采。深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以使采礦作業(yè)高效有序，而且可以根據(jù)鉆探結(jié)果，最大限度地減少對(duì)周圍環(huán)境的不利影響。深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了開采工藝，有效地控制了綜合開采成本。鉆具和鉆桿的選擇和使用將對(duì)深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生很大影響。最終選用的鉆具和鉆桿應(yīng)具有足夠的承受動(dòng)扭矩和壓力的能力，并能承受作業(yè)過程中的各種振動(dòng)力。為了保證鉆進(jìn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須始終保持鉆具和鉆桿之間的平衡。

3.5組合鉆探技術(shù)的應(yīng)用

組合鉆探技術(shù)所指的就是反向循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取芯技術(shù)和液壓潛孔錘鉆探技術(shù)的綜合。綜合看待這三種鉆井技術(shù)，都是各有其優(yōu)缺點(diǎn)。組合的鉆探技術(shù)結(jié)合了這三種技術(shù)的全部?jī)?yōu)勢(shì)，利用鉆井技術(shù)的組合功能，有效的發(fā)揮這幾種鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。使用組合型的鉆井技術(shù)能夠更加的貼合實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)狀，按照要求開展施工，可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省成本，提高工作效率，大大減少能源的消耗。

3.6新型鉆探技術(shù)的應(yīng)用

新鉆井技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新的鉆井技術(shù)。例如，通過新的研究開發(fā)的節(jié)水鉆井技術(shù)可以應(yīng)用于干旱地區(qū)的鉆井施工。該技術(shù)采用專為超聲波技術(shù)設(shè)計(jì)的新型鉆頭，提高了工作效率，節(jié)省了大量時(shí)間，有效地延長(zhǎng)了鉆頭的使用壽命。這種新的鉆進(jìn)技術(shù)可以使鉆進(jìn)速度比普通鉆頭提高20%。新型清洗液能有效、快速地去除鉆桿內(nèi)的雜物和污垢，對(duì)鉆桿設(shè)備具有良好的清洗和保護(hù)作用，延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命。

4結(jié)論

綜上所述，在對(duì)地質(zhì)實(shí)施勘查時(shí)，需要使用較為科學(xué)的鉆探技術(shù)手段來掌握地質(zhì)條件和環(huán)境，使其更具可靠的價(jià)值。目前在開展的礦山地質(zhì)勘查工作中，上述的幾種鉆探技術(shù)被大范圍的使用。為了能夠更好的得到地質(zhì)工程勘探的結(jié)果，需要針對(duì)于不同的工程地質(zhì)和自然條件去選擇最科學(xué)和最恰當(dāng)?shù)你@探技術(shù)，確保地質(zhì)勘查鉆探技術(shù)實(shí)施的順利進(jìn)行，滿足計(jì)劃的施工周期和質(zhì)量要求。

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