管窺礦山勘探中鉆孔的布置

李雙軍 萬小強

摘 要：當今社會，礦產資源是人類生存與發展過程中不可或缺的物質基礎，隨著經濟的高速發展，人們對于其需求量越來越大，因此礦產資源的勘探尤其重要。從當前國內發展來看，勘探還存在相當部分的技術問題，其中以鉆孔技術最為重要，鉆孔的布置關系到礦產項目的進展和質量，因此很有必要對礦山勘探中鉆探技術及鉆孔布置進行深入研究。

關鍵詞：礦產勘探；鉆孔技術；鉆孔類型；鉆孔深度；鉆孔布置；鉆孔質量

1 概述

礦產勘探中，鉆探技術是獲取礦產成果的主要途徑，鉆孔的布置直接影響到地質材料查找的準確性和可靠性，對礦產資源的預估起到非常重要的作用。鉆探過程中必然涉及到鉆探技術設計和鉆孔的布置問題，同時這些又將影響到礦山項目的勘探效果、查找進度及勘查費用等。文章以礦山勘探中鉆探技術為背景，對勘探中鉆孔的布置進行探究，探討如何提高找礦效果以及幫助探明資源儲量，對工程項目具有現實的指導意義。

2 勘探工程

了解礦產勘探前必須對勘探工程有初步地了解，通常在礦山勘探中， 勘探工程的布置形式對工程勘探效果以及勘探技術具有指導作用，其總體布置形式也是勘探線的形式，一般沿地表到地下方式按合理間距布置并垂直于礦體走向的勘探剖面內查探礦體。勘探工程布置形式的基本原則主要包括以下部分：

2.1 進行勘探工程的布置前，先要掌握以下幾點：首先，在勘探中需要依據間距系統進行有規律地現場布置，無需考慮外界環境，同時適當使各個關聯工程保持聯系溝通，以便于獲得勘探所需的礦山參數；其次，盡量使勘探工程與礦體的走向垂直，即垂直于礦山構造線的方向布置，這樣勘探工程能夠沿厚度方向順利穿過礦體構造帶；最后，在對礦山有所認知前提下，勘探工程應遵循從已知到未知、由地表至地下、由稀到密的工程布置規律。

大多數情況下，應保持礦山勘探線能相互平行，為勘探資料的整理、礦產儲量的計算作準備。

2.2 合理確定勘探工程的間距，即確定勘探所得的級別儲量符合此級別儲量要求條件下的最稀勘探網密度。一般按以下要求確定勘探工程的間距：（1）依照所采用的間距勘探時不遺漏每個具有工業價值的礦體；（2）對于相鄰工程間能夠保持聯系和對比；（3）對于具體工程情況，特別是主要礦體與次要礦體情況、礦體淺部與深部情況、勘探中重要地段與次要地段，應按照要求采用適當工程間距，需要依據情況的不同區別對待。

3 勘探鉆孔設計

完成勘探工程的整體布置后，還需適當考察礦山地形地質、勘探成果及施工資料等，為設計勘探鉆孔技術作準備。另外，勘探鉆孔技術還需結合探礦控制條件、礦體賦存規律來繪制礦體理想剖面圖。通常勘探鉆孔技術的設計需參考以下要點。

3.1 確定鉆孔截穿礦體的位置

根據勘探要求，在礦體理想剖面圖上，考慮以礦山地表有礦體出露位置或已施工工程中截穿礦體位置為起點，其方向布置考慮不同情況：（1）礦體較厚則按其中心線方向；（2）礦體較薄則按其底板邊界線方向；（3）當礦體小體成群分布時，則按其下盤邊界線方向；（4）當存在多礦體彼此平行且大小各不同時，則以主要礦體作為標準；（5）當存在多礦體彼此平行而大小接近時，則以最下面礦體作為標準。布置時自上而下并按照勘探距離依次標定截穿礦體的位置信息。

3.2 確定鉆孔的類型

進行戳穿礦體時，一般鉆孔會按礦體厚度方向進行。考慮到實際中各種復雜的外界因素，很難完全做到。為了防止鉆孔時鉆在礦體表面發生偏滑，鉆孔時必須保持鉆與礦體表面的夾角不小于25°。通常按鉆進方向將鉆孔類型分為兩種類型：一種是直孔，顧名思義是按鉛直方向鉆孔，適用于平緩的曠體勘探，礦體傾角應在30°～45°一下；另一種是斜孔，顧名思義是沿與鉛直方向有一定角度方向鉆孔，適用于較陡的礦體勘探，礦體傾角在45°～60°之間，并且鉆孔傾角不能小于65°～90°。

3.3 確定鉆孔的深度

鉆孔深度必須依據實際地質要求來確定。首先，需要對礦山地質進行深入研究，所有礦體情況均已掌握即不存在盲礦體，然后在戳穿位置的基礎鉆進1～2米（不超過5～10米）后停止并作為終孔。對于不確定是否有盲礦體，則應根據實際情況鉆進到一定的深度，考慮周邊相鄰工程的勘探資料來確定終孔位置。勘探鉆孔的設計需要根據施工的順序分批進行，結合已完工所提供的地質資料，全面準確地依照設計標準進行鉆孔設計。

4 確定鉆孔位置

初步了解勘探鉆孔設計中的要點后，依照設計確定鉆孔位置，參考礦山地質地形圖中標定的鉆孔位置，并實測到地質地形圖中對應的實際地點。礦山鉆孔位置的布置必須借助于地形地質圖， 結合地表地質、礦化資料、深度特征等，在深入分析論證的基礎上進行。鉆孔施工前應編制勘探設計剖面圖、鉆孔預想剖面圖，確定開孔戳穿礦體的位置、鉆孔類型、鉆孔深度等，確保分析工程間距、鉆孔數量等符合要求。一般具體操作流程如下：

首先，在選定鉆孔類型后，在礦體理想剖面圖上，確定實際鉆孔的地表位置。若鉆孔設計為直孔，找到設計的截穿礦體位置，其向上引鉛垂線與礦體剖面圖上地形線的交點即為剖面圖上鉆孔的地表位置。若鉆孔設計為斜孔，則需考慮滿足鉆孔時與礦體表面的夾角要求及開孔時鉆孔傾角要求，斜孔在鉆進過程中，鉆孔的傾角會根據不同的鉆進深度發生改變。通常根據具體情況和鉆控經驗找到鉆探時傾角的變化規律，再以此規律標出圖上鉆孔的地表位置。

其次，在剖面圖上確定鉆孔的地表位置后，由勘測人員依據剖面圖上座標位置轉繪到礦山地質地形圖上，為后續實地勘察和鉆孔施工作前提準備。

最后，參考礦山地質地形圖上標定的位置信息，實際測量人員采用相關設備實測到其實際地點，并且各相關部門人員要匯同到現場進行勘測調查，若存在地形障礙或施工困難，可根據實際情況適當移動鉆孔位置。確定移動范圍大小時可參考礦山地質復雜程度、礦產儲量級別等要求，移動沿剖面線兩邊方向同時移動距離不能過大。另外鉆進前要考察鉆探中巖礦石的硬度等級、裂隙情況、見礦深度及水文地質情況等，并以此編制鉆孔理想往狀圖。同時根據礦山內部地質情況制定鉆孔的技術要求，包括鉆孔方位角及傾角、開孔和終孔的直徑、鉆孔彎曲度、方位角范圍、測量深度等各項要求。為施工設計人員提供參考來制定施工過程中的技術措施及所需施工設備，并能作為工程完工后質量驗收的依據。

5 勘探鉆孔工程質量保證

礦產勘探中工程質量必須得到保證。勘探工程中，每個鉆孔都有其施工目的，因此施工前必須按照勘探設計要求和標準對每個鉆孔制定鉆孔設計。在鉆孔設計中，必須對鉆孔目的、工程質量指標、鉆孔布置及鉆孔目的、鉆探中的特殊要求等作出明確的規定。施工中則需嚴格按照設計執行鉆孔。鉆孔竣工后，按工程標準和鉆孔設計進行驗收。

5.1 鉆孔變曲度與測量間距要滿足工程質量指標

一般鉆孔不同孔深的測點頂角與開孔設計頂角之差不能超過表1所示范圍。定向鉆孔時，不同孔深測點處實測頂角與該設計頂角之差范圍可根據實際情況由地質部門和勘探部門共同確定。對于某些易斜地層，雖采取多種防斜、糾斜措施，上述指標仍達不到規定時，可根據設計需要，由勘探和地質部門另行確定。另外關于測量間距，應依據設計或實測鉆孔頂角小于等于5度，每鉆進100米實測一次頂角，大于5度情況下要適量縮短距離再測。復雜地質鉆孔時根據實際需求縮短測量間距。

表1 鉆孔變曲度與測量間距

5.2 孔深誤差的測量與校正

（1）通常以下情況必須進行孔深校正：每鉆進100米或進出礦層時（礦層厚度小于5米則測量一次）；經地質編錄人員確認的重要構造位置及劃分地質時代的層位；下套管前和終孔后。（2）當孔深誤差率小于千分之一時無需修正報表；當孔深誤差率大于千分之一時要修正報表。孔深誤差率的計算公式如下：

5.3 鉆孔質量驗收

鉆孔終孔后，項目負責人應會同各部門有關專業人員，到現場進行初步驗收。初步驗收的主要任務是檢查鉆孔設計規定完成情況，確定是否有遺留問題，填寫驗收報告書。出現問題時需查明原因，由項目負責人決定是否采取補救措施或重新驗收。當滿足鉆孔設計各項要求后，方準進行鉆孔施工。

以煤礦勘探鉆孔的工程質量標準為例進行說明，如表2所示。

6 結束語

我國礦產資源豐富、礦山繁多，礦山的勘探對于經濟和社會的可持續發展具有重要促進作用，鉆孔技術的設計以及鉆孔的布置關系到勘探工程的勘探效率、勘探成果及勘查成本等。只有充分了解鉆孔技術并掌握相關礦體資料，由表及里、分清主次，合理布置孔位， 才能使勘探工程達到預期的經濟和社會效益。在保證勘探工程安全高效進展的同時，讓資源勘探更好地為社會進步和國家繁榮添磚加瓦。

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