深部找礦關(guān)鍵鉆探技術(shù)問題對策

摘 要：近年來，我國的經(jīng)濟(jì)水平和社會(huì)水平不斷提高，由于人民生產(chǎn)和生活需要，需要更多的礦產(chǎn)資源。并且近幾年，我國將地質(zhì)勘探作為工作重點(diǎn)，逐步開發(fā)深度在500米到2000米的深部找礦技術(shù)，這也是我國地質(zhì)找礦事業(yè)發(fā)展的必有之路。深孔鉆進(jìn)是深部找礦中必需的步驟，但是我國的鉆探技術(shù)仍然不夠成熟，相應(yīng)的會(huì)產(chǎn)生一定問題，對鉆探的過程和結(jié)果造成一定影響。文章將就深部找礦中的鉆探技術(shù)展開探討，分析問題并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：深部找礦；鉆探技術(shù)；問題分析

引言

我國是一個(gè)地大物博的國家，但是近年來，我國逐漸擴(kuò)大了礦產(chǎn)勘探范圍，對于礦產(chǎn)資源有迫切的需求，我國也加大了地質(zhì)找礦工作的資金投入和技術(shù)投入。隨著淺部礦產(chǎn)和露天礦產(chǎn)資源數(shù)量急劇減少，發(fā)展深部找礦技術(shù)成為迫在眉睫的問題。在深部找礦中的深孔鉆談施工中，會(huì)有若干困難和問題出現(xiàn)。如何解決這些問題，提高深部找礦工作水平，是需要研究的重要問題。

1 我國深部找礦技術(shù)現(xiàn)狀分析

雖然我國的礦產(chǎn)資源數(shù)量巨大，但是仍然有很多未探明資源，和發(fā)達(dá)國家相比，我國的已探明礦產(chǎn)資源有較大差距，勘探深度也遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家。雖然近年來我國大力發(fā)展深部找礦技術(shù)，但是實(shí)際上仍處于初步發(fā)展階段，還有很多技術(shù)問題亟待解決。鉆探是深部找礦工作的重要因素，運(yùn)用鉆探技術(shù)，能夠探明礦藏的質(zhì)量、儲(chǔ)存量和深度等，通過分析獲得礦產(chǎn)的開采可行性資料。

效率不高、裝備落后和機(jī)械化程度較低等，是我國深部找礦鉆探技術(shù)中存在的若干問題。由于這些問題的存在，造成我國深部找礦技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，深部找礦深度可達(dá)1500米，有的甚至達(dá)到2000米，這種深度都要求較高的成本、安全防護(hù)和較快鉆探速度等，對施工設(shè)備、技術(shù)也提出了較高要求。

2 鉆探施工影響因素分析

2.1 地質(zhì)因素

深部找礦過程中會(huì)遇到地質(zhì)因素造成的問題，例如鉆孔坍塌、跑斜以及掉塊等，下面將從幾個(gè)方面分析地質(zhì)因素對鉆探施工造成的影響。

2.1.1 硬巖層

如果在鉆探過程中，遇到研磨性較強(qiáng)、硬度較高的巖層，可能或造成鉆頭打滑，嚴(yán)重影響鉆進(jìn)速度。雖然可以使用胎體較軟的鉆頭緩解打滑問題，但是又會(huì)造成鉆頭消耗嚴(yán)重，頻繁的更換鉆頭會(huì)影響正常施工時(shí)間，造成施工進(jìn)度緩慢和地質(zhì)找礦速度降低的問題。

2.1.2 蝕變帶、破碎坍塌帶

首先是蝕變帶和破碎坍塌帶的取芯問題，上述兩種地質(zhì)難以滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)要求，必須改進(jìn)鉆進(jìn)工藝才能提高采取率。例如遼寧省某鉆探公司，在2001年進(jìn)行某礦區(qū)的鉆探施工，鉆頭到達(dá)將近200米深度處時(shí)，遇到了破碎帶，造成采取率太低，后改用質(zhì)量鉆具后，才成功取芯。質(zhì)量鉆具設(shè)計(jì)簡單，特點(diǎn)是鉆進(jìn)過程中，巖心不直接受到?jīng)_洗液沖刷，巖心的消耗有效的被降低，使采取率達(dá)到地質(zhì)設(shè)計(jì)需求。

其次是蝕變帶和破碎坍塌帶的鉆進(jìn)問題，在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題和事故，例如埋鉆和夾鉆等，這些都可能造成鉆孔報(bào)廢，影響施工進(jìn)度，同時(shí)造成施工成本增加。例如遼寧某施工單位在鉆孔施工達(dá)到230米時(shí)，發(fā)生夾鉆事故，造成鉆孔報(bào)廢，無法得到有用的地質(zhì)信息，影響接下來的施工進(jìn)度。

2.2 鉆探設(shè)備影響

深部找礦鉆探對鉆探設(shè)備的要求較高，鉆孔深度必須和設(shè)備的扭矩和提升能力等相符。這樣，如果鉆孔深度較大，發(fā)生情況才能及時(shí)將鉆具提升出鉆孔，防止發(fā)生事故。

對于深部找礦鉆孔的鉆桿，其材質(zhì)必須滿足一定的抗壓和抗拉強(qiáng)度，鉆桿連接必須易拆卸并且牢固，還應(yīng)有較好的密封性。如果密封性不好，就會(huì)出現(xiàn)跑水現(xiàn)象，造成鉆頭冷卻困難，發(fā)生糊鉆和燒鉆等問題，嚴(yán)重可能造成鉆孔報(bào)廢，給施工單位帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失；如果鉆桿的韌性太差，可能造成脫扣和折扣等現(xiàn)象，造成安全事故，影響施工進(jìn)度。對于施工所使用的水泵，主要作用是沖洗液的循環(huán)，在鉆探施工中，會(huì)有大量的巖粉產(chǎn)生，需要水泵有足夠的功率，才能及時(shí)將巖粉排出，減小糊鉆或者燒鉆現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，保證施工的順利進(jìn)行，同時(shí)也降低了施工成本。

3 提高深部找礦鉆探施工水平的對策

3.1 使用先進(jìn)鉆探設(shè)備和技術(shù)

提高深部找礦鉆探技術(shù)水平，可以采用全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，如果鉆孔深度較大，可以配備高鉆塔。桅桿式全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如操作簡單、適應(yīng)性較強(qiáng)等，但是桅桿有長度限制，解決這個(gè)缺點(diǎn)可以配備四角高鉆塔。經(jīng)研究，人工拆卸鉆桿的時(shí)間比液壓動(dòng)力鉗拆卸時(shí)間多出三分之一，另外，采用液壓動(dòng)力鉗能夠減少工人工作量，提高效率。所以，先進(jìn)的鉆探設(shè)備是提高鉆探施工水平的重要因素，但是應(yīng)注意鉆機(jī)功率達(dá)到施工要求，一般采用電力作為動(dòng)力源，采用懸吊式液壓鉗作為鉆桿擰卸裝置。

3.2 優(yōu)化鉆孔結(jié)構(gòu)

在施工前，必須做好深孔施工工程設(shè)計(jì)，首先應(yīng)優(yōu)化鉆孔結(jié)構(gòu)，確定合適的終孔口徑，需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)情況和施工實(shí)際考慮。上世紀(jì)七十年代，終孔口徑一般為直徑46毫米的小口徑，目前，按照國家的最新規(guī)定，終孔直徑應(yīng)控制在150毫米到60毫米。

3.3 使用先進(jìn)堵漏材料和護(hù)壁技術(shù)

首先是沖洗液的選擇，質(zhì)量較高的沖洗液應(yīng)具有潤滑性較好、粘度較低和切力較低的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)保持沖洗液的固相含量以保證清洗液的穩(wěn)定，為防止鉆桿結(jié)垢，可以使用離心機(jī)清除固相物質(zhì)。如掉塊、坍塌等復(fù)雜地層是深孔施工中經(jīng)常遇到的，為加強(qiáng)護(hù)壁能力，務(wù)必要加強(qiáng)沖洗液的性能。對于特殊地層，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)對，可以使用“提鉆取芯”的工藝來保證沖洗液性能。

其次是膨脹套管技術(shù)的運(yùn)用，這是近年來逐漸興起的新技術(shù)。通過膨脹管來隔離涌水、漏水或者掉塊、破碎和坍塌等復(fù)雜地層，然后將鉆頭下入膨脹管中，繼續(xù)進(jìn)行鉆孔施工，而不會(huì)對井眼直徑造成影響，相對于傳統(tǒng)的套管技術(shù)，膨脹管技術(shù)不需要預(yù)留一級(jí)套管，所以孔徑級(jí)數(shù)未收影響，膨脹管技術(shù)顯然更能符合地質(zhì)設(shè)計(jì)需求，能夠有效控制鉆孔施工成本。

4 結(jié)束語

綜上，對我國深部找礦鉆孔技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，總結(jié)鉆探施工中出現(xiàn)的問題，并針對這些問題，提出提高鉆探施工水平的策略，通過使用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，加強(qiáng)沖洗液性能，使用膨脹套管技術(shù)等策略，減少施工中的問題，提升工程質(zhì)量。

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