地質鉆探技術與應用研究

■李海芬，胡 凱 ■新余良山礦業有限責任公司，江西 新余 338000

地質鉆探技術是一門比較復雜的學科技術。地質鉆探技術具有悠久的發展歷程，早就在我國得到了廣泛應用。中國地大物博有著豐富的礦產資源，同時也有著十分巨大的儲量。中國的國土面積在世界上排名第三，資源也比較豐富，從中國改革開放以來，就進行過很多大規模的地質勘探工作，開發礦產，并且有效的推動了我國經濟的發展，進而為我國的發展作出了相應的貢獻。近年來隨著我國現代化發展不斷加快，工程地質鉆探技術也得到了大力的發展。當今社會經濟的發展需要礦產資源的大力支持，就目前而言，許多淺層容易開采的礦產多數都已經被開發了，剩下的大多都是地質比較復雜、深層難以開采的礦產資源以及開采難度系數非常大的礦產，在對這種礦產資源進行探測開采時，不僅需要結合相關理論知識，還需要對鉆探技術進行實地的研究以及實驗。這對地質鉆探技術工藝以及設施都提出了許多要求，對提升地質鉆探技術應用時得工作效率、保障鉆探技術使用時的安全以及對鉆探技術實施時的成本控制都提出了具體且合理的要求，這樣可以更加確保地質鉆探的質量。

1 簡述地質鉆探技術

人類生產工作中的很多方面都會涉及到地質鉆探技術，比如礦產資源的勘察和工程中地質狀況的信息收集等不同領域。地質鉆探工作是屬于巖土工程勘探重要組成部分之一。在對鉆探工作進行施工過程之中，受鉆探技術、工藝以及設施的影響比較大，可能會影響工程的質量以及工期。我們在鉆探作業開始之前，一定要根據當地的地質條件選擇正確的施工設備，并且選用先進科學的鉆探技術與工藝流程，這都可以有效地保障鉆探技術高質量的完成。在地質鉆探技術實施過程之中會遇到許多比較復雜的地質。例如:在取芯比較困難的地層、取芯鉆探之中孔壁不穩固、鉆孔滲水以及漏水，這些都反映出了鉆探技術在施工過程之中的一些問題。如若鉆進中孔壁的時候沒有較強的穩定性，將有可能會造成成孔非常困難、鉆進也不能正常運行;取芯也會很困難，巖芯的采用概率將無法到達地質需求。為此，為了確保巖土工程勘探的質量，地質勘探取芯率以及鉆孔成孔是決定巖土工程勘探質量作用。

2 鉆探技術對地質工程的重要性

中國國土面積廣闊，人口眾多，這也是造成中國現在礦產資源比較緊缺的重要原因之一，礦產資源的緊缺已經成為國家經濟建設以及國民經濟收入的重要難題，問題也得到了國家領導人以及政府的高度重視。所以在一些相關文件之中就地質工程工作做出了一系列明確規定，也提出了地質工程工作的主要任務，這其中以“加強非能源重要礦產勘查”以及“突出能源礦產勘查”為重要的任務。中國還為地質工程投入了龐大的資金，除去已經在實行之中的國土資源大調查專項基金以外，還開啟了危機礦山接替資源找礦專項基金以及地質勘查基金。在某一些地區還出現了地方以及個人都在尋找礦產資源，請對此表現出了極大的興趣和熱情，也對此進行了比較大規模的投資。隨著近些年以來，地質工程的工作在不斷的增強，地質鉆探作業的工作量也在逐漸的上升，在某一些省市地區平均每年的鉆探作業工作量甚至達到了數十萬米。而鉆探項目的資金一般來源于礦產資源補償費、市場項目、國土資源大調查、地方財政補貼、中央財政補貼以及省資源補償費等等。鉆探作業工作量的增加的同時多鉆探技術以及設備的需求量也在一并增加。怎樣讓地質鉆探技術適應我國當前的環境狀況，已經成為了我國當前需要重點考慮的問題。在現階段，地質鉆探技術怎樣才能夠適應新的要求，適應當前人類前行的步伐，是人類所面臨的新問題。

3 在工程地質鉆探技術的運用狀況

和世界上許多擁有非常先進的鉆探技術的一些國家相比，中國的工程地質鉆探技術相對而言還是比較落后。在采用鉆探技術施工過程之中，用的最廣的是立軸式的巖心鉆機，但是這二十世紀八十年代左右設計完成的。就現代而言，主要是依賴于進口的全液壓動力頭鉆機，現在我國也開始自主研發這類的產品，并且在市場上也開始流通了，但是卻還沒有開始進行大面積的應用推廣，現在在市場上只有極個別的具有鉆深能力(1000m 左右)的鉆機，而且還這個市場沒有成型。在鉆探工藝上，有很多比較先進的鉆進工藝方案還并未得到大規模應用推廣。

3.1 反循環式鉆探技術

在地質鉆探技術當中，有一種全新的鉆探技術，那就是反循環的鉆探技術。地質鉆探界把這個技術稱之為鉆探技術又一次革命。反循環鉆探技術主要分為空氣反循環和水利反循環，同時能夠利用這兩種方法在同一鉆孔中使用同一套鉆具進行鉆進的轉換?？諝夥囱h效率高，成本低，適合干旱地區。水利反循環取心質量好，判層及時，時間利用率高。按照地層的具體條件，可以把這兩種鉆探方法綜合使用，也可以進行單獨應用水力反循環鉆進和空氣反循環鉆進，在國土資源巨大調查過程中起著不可或缺的作用?？諝夥囱h取樣鉆進這個方法所需的成本比較低，其效率比較高，但是在目前還是沒有得到相關地質工作人員的認同，現在也沒有被推廣。就目前而言，在地質施工鉆探技術的運用之中，所采用的一些技術仍然還是處在二十世紀八十年代的水平。因為現在中國地質工程之中鉆探技術水平并不是很高，在地質工程中鉆探工作時效果以及效率到沒有達到預期的標準，這些都具體體現在臺月效率非常低、在一些復雜地層進行鉆進時問題比較多、對深孔進行鉆進時能力比較差、鉆進成本有非常高。因為這樣一些問題，造成鉆探技術在地質工作時的技術受到了很大的影響。

3.2 繩索取心鉆探技術

繩索取心是一種不提鉆取心的鉆探技術，其工作的基本原理是:在巖礦心里裝滿巖心管，又或者巖礦心出現堵塞的時候，并不需要將孔內的鉆桿柱上升到地表，反而借助專用繩索與打撈工具從鉆桿柱里面把巖礦心的容納管取上來。在實際的工作中，鉆頭只有在檢查磨損情況或者是鉆頭需要更換的時候，才會提升全部的鉆桿柱。繩索取心鉆探的技術可以減少升降鉆具輔助的時間，可以增加純鉆進的時間，并且可以提高鉆進的效率。同時，還減少了鉆探機械的升降系統磨損和動力消耗，也減少了由于升降鉆桿柱的沖洗液對于孔壁沖擊的作用，進而使得孔內更加的安全。金剛石繩索取心鉆進這個方法雖然已經得到了比較多的運用，但是目前還沒有廣泛的普及。雖說液動錘鉆進這個方案有著非常多的優點，大家對次也非常認可，但是，主要由于這個方案如果在比較惡劣泥漿環境下工作的時候，對鉆具壽命以及可靠性都存在著許多問題，將會使年鉆探現場勘測以及施工時的管理水平下降，只是這種方案在地質工程之中鉆探的運用比以前還有少。在鉆探時換鉆頭方法已經取得了成功，但是在一些實際操作時且很少運用。

4 結束語

綜上所述，中國現在經濟發展的速度越來越快，中國目前所擁有的鉆探技術已經不能再繼續滿足現在社會的需求，一些不足的地方也在慢慢的顯露出來。以目前的情況而言，中國現在在地質鉆探技術上的發展重點就是需要提升鉆探的效率?，F在金剛石繩索鉆探取芯法在世界各國的地質鉆探施工中都在普遍使用，中國也應該進行大力的推廣和普及，而對于那些以不同的使用條件以及不同的地層的勘測技術也要隨之而更新，中國也應該多向西方國家學習地質工程中鉆探技術的理念，這樣中國的地質工程鉆探技術才會發展得越來越好。

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