鉆探技術對提高探礦效果的作用分析

高興宇

（銅陵有色金屬集團股份有限公司礦產資源中心，安徽 銅陵 244000）

1 鉆探技術概述

在地質勘察工作中，需要使用探礦技術和鉆探技術對礦產資源進行開發和鉆探。鉆探技術較常運用于地質資源的開發中。采用鉆探技術，實際上指對地面以及地下的礦產資源進行勘察和整合，并對其數據資料進行分析，得到礦產資源分布情況以及數量等方面的信息，這有利于勘探人員對該區域的礦產資源進行綜合評估。這是鉆探人員對地下礦產資源進行考察的重要基礎和前提。隨著我國對礦產資源需求的逐漸擴大，我國越來越多的使用礦產資源的鉆探技術，我國的礦產資源鉆探技術與西方發達國家相比，還存在一定不足，還有很長的一段路要走[1]。所以，近幾年來，國家越來越重視鉆探技術的發展，重視其投入，這在礦產資源的開發中取得了一定進步，得到了技術上的突破，創造出了一些有利于礦產資源開發的新技術，這些技術甚至在國外得到應用，這些新技術包括：反循環鉆探技術、繩索取芯技術和液動潛孔錘技術等，將這些技術綜合起來使用，將有利于探礦效果的提升。鉆探技術的采用也為我國的鉆探事業和資源勘察工作提供了依據，為我國的地質鉆探工作做出了一定貢獻。

2 工程地質勘察概述

在工程地質勘察工作中，地質勘察類型多樣，內容豐富。比如傳統的工程地質勘察種類就包括工程測量、工程鉆探技術等，通過一系列技術和手段得到相應的地質信息，工程人員對這些信息加以判斷和分析，依靠這些數據信息完成工程的評估和測量，為工程提供數據依據[2]。在鉆探過程中，有時會遇到各種各樣險峻的地形地勢，如果僅憑工作人員的肉眼觀察，是無法觀測到這些地質類型的，也無法估測到礦產資源的種類和數量，這就需要工作人員借助于專門的測量和鉆探工具，對這樣的地形進行勘察、采樣和測試等，幫助人員更好地分析。在地質鉆探工作中，鉆探技術發揮的作用十分巨大，尤其是對于一些特別復雜的地形環境，可以采用鉆探技術對地形采樣，并對地形合理分析，最終得到鉆探結果。鉆探技術提供的結果可以為礦產資源的開發和利用提供支持和依據，在工程地質勘察工作中應用較為廣泛。

3 鉆探技術對提高探礦效果的作用

隨著地質勘探工作的發展，國家開發出了一批先進的鉆探工藝和技術，這些技術之所以先進，是因為它們與現代的先進技術相結合，并經過一代又一代人員的運用和改良，最終得到的?，F階段，我們最為常用的先進鉆探技術包括以下幾種：反循環鉆探技術、液動潛孔錘技術和相結合的各種技術等。首先，我們來介紹液動潛孔錘技術對提高探礦效果的作用。

（1）液動潛孔錘技術及其對提高鉆探效果的作用。①液動潛孔錘技術概述。液動潛孔錘技術在我國地質鉆探工程中得到應用的時間相對較長，近幾年來，其技術發展也取得了一定進步，其技術質量不斷改進。液動潛孔錘技術其實是一種以傳統的鉆探技術為基礎的技術，在傳統工藝水平上，安裝液動孔錘的配套裝置，提升設備的運行效率。采用液動潛孔錘技術進行鉆探時，鉆頭運行的速度與傳統設備相比，有所加快，正是因為鉆頭速度有所提升，所以鉆頭插入地下時，巖層因為受到鉆頭的力量被快速松動，鉆孔工作的難度進一步降低，提升了鉆孔的質量。在整個礦產資源的勘察工作中，使用液動潛孔錘技術有著重要作用，因為它對于整個探礦工程是一大技術進步。尤其是對于一些特殊構造的巖層來說，這樣的巖層構造具有一定脆性，采用其他技術可能無法更好地進行鉆探，只有采用液動潛孔錘技術才能在一定程度上發揮其鉆探優勢，并且因為其配套設施較先進，所以其回轉效率較高，對于一些大直徑鉆探工程同樣適用。在應用該技術時，由于鉆頭鉆探速度較快，振動頻率和幅度較大，所以會導致其周圍的零部件設施發生松動，需要工作人員對這些方面提高重視度，關注零部件之間的緊密度。②液動潛孔錘技術對提高鉆探效果的作用。液動潛孔錘技術如上文所述，最大的優勢就是鉆頭處的功率較大，震動幅度較大，鉆探速度較快液，可以使地下的巖土層快速松動，達到鉆探的目的。特別是對于一些較硬和較脆的金屬進行探測時，就可以采用這一鉆探技術，采用該鉆探技術不僅操作較簡便，而且可以解決傳統鉆探技術具有的弊端，比如人力資源耗費較多，財力浪費等，采用傳統的鉆探技術效率較低，使得工期時間延長，采用液動潛孔錘技術可以在較快的時間中完成勘察任務，并幫助人員進行礦產資源的開采。③正確采用液動潛孔錘技術。對于液動潛孔錘技術的采用，需要注意其零部件的磨損問題，工作人員需要定期對液動裝置進行檢查，尤其注意相關零部件的松動、錯位和磨損問題。定期對其進行維護，一旦發現問題，需要及時解決和處理，使液動裝置始終處于積極、健康的狀態，發揮其重要作用。鉆頭的保養需要注意對其清洗，一般使用三次清洗一次，并注意清理雜質，在表面涂抹油質，發現有磨損的地方及時更換和修理[3]。

（2）反循環鉆探技術及其對提高鉆探效果的作用。①反循環鉆探技術概述。反循環鉆探技術作為一種鉆探技術，它主要包含兩種類型：一類是水力循環技術，另一類是空氣循環技術，水力循環技術主要指的是工作人員采用普通泥漿，采用反循環鉆探技術，將其作為一種雙臂杠桿，將泥漿運輸到目的地，再依靠其內壁裝置，將地下巖心、樣品運輸到地面上的位置；空氣反循環技術與水力反循環技術相類似，但是空氣反循環技術主要是通過對空氣進行改變來實現的，將空氣當作介質，將空氣不斷壓縮。水力反循環技術用量較小，同時效率較低；空氣反循環鉆探技術與水力反循環技術相比具有消耗較低的特點，同時工作效率較高。它所采用的一些巖石層碎屑能夠幫助人員快速判斷巖石層的特點和性質。在通常情況下，我們不能僅采用水力反循環技術或者空氣反循環技術，而應把兩種技術相結合采用，提高鉆探效率。由于反循環鉆探技術具有的特點，所以使用該技術時一般是用于水井的勘探和注漿施工等，對于這類特殊地形的固定等。②反循環鉆探技術對提高鉆探效果的作用。反循環鉆探技術對于提高鉆探效果具有明顯的作用，因為該項技術特別適用于野外勘查工作中，采用該項技術能夠使野外勘查技術得到較大的提高，在對地質類型中的軟土地基進行分析時，可以節省一定時間，并且幫助施工單位減少工程成本，提高企業的經濟效益。③反循環鉆探技術存在的問題及解決措施。反循環鉆探技術雖然具有較多優勢，但同時也存在一定不足和問題，因為反循環鉆探設備的運轉速度較低，當進入黏土層時，存在一定困難。對于該項問題的解決是，鉆頭深入黏土層中，被泥土層包裹起來時，需要快速將鉆頭提起，并且快速轉動鉆頭，用水沖洗，將鉆頭上的泥漿沖開。在深入鉆頭時，要保證鉆頭的壓力較小，采用泥漿處理劑處理，避免泥漿又一次包裹鉆頭。

（3）繩索取心鉆探技術及其對提高鉆探效果的作用。①繩索取心鉆探技術概述。繩索取心采用大直徑的鉆桿，在鉆具里面套裝一根取芯管，在鉆進過程中，巖芯緩慢地裝在取芯管內。當回次進尺終了，巖芯裝滿取芯管時，采用帶繩索的打撈器，從鉆桿中把取芯管提出，提取巖芯后，又從鉆桿中把取芯管放到孔底，繼續鉆進。繩索取芯與普通鉆進取芯相比，具有控制鉆孔偏斜度、提高鉆進效率、降低工程成本、提高巖芯采取率、減少孔內事故等優點；尤其在鉆穿復雜地層方面，有著其它施工技術無可比擬的優點，因而被廣泛應用，采用該項技術的特點是能夠用于天然氣勘測和冰層探測等。②繩索取芯鉆探技術對提高鉆探效果。采用繩索取芯鉆探技術對于鉆探效果的提升主要體現在幾個方面：一是在鉆探工作進行時，人員不用提鉆，直接撈取巖心樣品，可以提高鉆探的效率，減少鉆探的輔助時間。二是該項技術巖、礦心采取率高，該工藝鉆進中外管單動，內管相對靜止，鉆進過程中不僅避免了沖洗液直接沖刷巖芯，同時還避免了機械力對巖芯的破壞作用。巖芯裝在取芯管內不再磨損，并可隨時用打撈器將取芯管提出孔外，巖芯采取率可以達到95%以上。傳統的鉆探工作（普鉆）需要工作人員進行反復鉆探，并且不斷拆卸鉆頭，這是不利于鉆頭維護和保養的，并且還會對鉆頭產生損害。采用繩索取芯技術是對傳統的鉆探技術的革新，進行鉆探時，大大降低鉆頭的損傷率，提升鉆頭的工作效率。③完善繩索取芯鉆探技術。上文已對繩索取芯鉆探技術的特點進行了說明，并且由于它的優勢所在，該項技術在地質勘測行業中得到推廣和應用。目前在世界范圍內，繩索取芯技術是一項被世界工人的效率較高、鉆探效果好的技術，雖然在我國，繩索取芯鉆探技術的發展歷史也較長，但是因為這樣或那樣的原因，技術還未得到完全推廣，應用效果也不是很理想。筆者所在單位自2008年普及繩索鉆探工藝，單位年產量超10萬米，但據筆者了解，還有不少單位，特別是個體施工隊仍未普及繩索工藝。產生這一因素的原因較多，比如鉆桿質量不合格，設備質量不過關，又或者是人員的操作技術存在問題等。如果能在我國地質鉆探中全面推廣繩索取芯技術，那么將獲得較大的經濟效益。在此過程中，就需要解決鉆桿的質量問題，解決該問題的技術主要包括兩種：一種是提高鉆桿材料的質量，另一種是提高鉆頭連接處的結構性能，如果繩索取芯鉆探技術的性能與普通鉆桿性能類似，那么該項技術就會得到相應推廣。

（4）組合鉆探技術的使用。顧名思義，組合鉆探技術就是將以上所有技術，包括其他先進鉆探技術，根據實際情況相結合起來使用，將其結合可以克服某一項技術的缺點，將其優勢加以組合，互相促進其技術的發展。這樣不僅可以擴大鉆探技術的使用范圍，提高鉆頭效率，還能縮短工期，節省一定人力，具有顯著的鉆探效果，擁有十分廣闊的發展前景。

4 結語

中國的礦產資源含量相對較少，隨著對礦產資源的需求不斷增多，需要向更深處探明礦產存在情況，其鉆探技術也需要不斷提高和革新。目前，我國采用最多的鉆探技術是繩索取芯鉆探技術、液動潛孔錘技術和反循環鉆探技術等，為了保證鉆探工作的順利進行，還需要進一步提升鉆探技術的效率。