論新形勢下探礦工程的鉆探技術應用

李先波，趙名名，蔡振東

（赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039）

1 新形勢下探礦工程的鉆探技術應用的重要性

地質鉆探技術在我國擁有著較為悠久的歷史，它表明著人類的生存和發展，是我們生活當中非常重要的歷史科學。四川的鉆探技術可謂是鼻祖之始，它是從水資源的尋找到對鹽的考察，通過中間不斷地努力，對當時人類的生活起到了重要的作用，方便了當地的居民生活。由于這種技術應用到人類的生活，所以廣為流傳，很多領域不斷推崇，不斷擴大。改革開放后的中國對此技術更為重視，甚至流傳到世界，當經濟全球化趨勢襲來，它更是帶動了經濟的發展，因此時市場對礦產的需求就更大了。但存在一定的弊端，那就是很多礦業在當時的經濟發展模式下大部分已經被無情開采了，而現有的礦業結構非常復雜，不利于開采和挖掘。若要對此特點的礦業入手研究，則需要相關理論的強大支撐，但其背后也存在了很大的實踐問題。如何精準開發新型礦業，提高鉆探效率保持穩定，保證工程順利進行，縮小鉆探技術成本費用，性價比逐步提高，這也一直都是地質工作者長期思考的問題，也將是今后的改革的一個切入點。我國各方面的技術水平都會隨著社會的進步而提高，在裝備工藝等領域都會有所涉及，因此我國地質勘探事業大家有目共睹。

2 新形勢下探礦工程的鉆探技術現狀

2.1 目前技術無法滿足新形勢要求

我國現階段的礦業發展面臨著巨大的資源滯后危機，國家在此技術上投入了大量的人力物力。我國的地質勘探工程影響著國家經濟的發展，所以我國為這種技術提供了有力的思想，對于發展要求也是更加提高了，在新形勢科學發展兩方面影響下，探礦工程危機四伏，而解決這個難題最主要的就是對探礦工程的應用與發展，將高標準，高手段，新技術結合為一體，全部用到應用管理上，為此建立一套合適并能長期存在的應用體制。

2.2 巖芯鉆探技術水平過低

眾多地質的開采對礦業的需求是越來越大，這種找礦趨勢逐步增大，自然會對鉆探的工作量有更高的要求，有的工程開采隊在原本的工程市場工作了多年，早已習慣了最初的探礦工程工作，如今又轉回到了固體礦業鉆探施工，經歷多少磨礪，鉆探裝備也早已不完善，而且地質巖心鉆探技術工作者對鉆探施工經驗早已匱乏，目前很多鉆探工人不會使用原始的鉆探技術，很多鉆探工作更是聞所未聞，也就是說極度缺乏鉆探經驗，這對取礦工作有很大的影響。

3 鉆探施工在礦山地質資源勘探的作用

3.1 資源勘探

我國國土資源遼闊，礦產顯赫，但是開發性不算很高，人類對此的浪費十分嚴重，但仍有很大的應用空間。經濟發展迅猛，地質勘探技術不斷增強，資源開發受到限制是由于其變化不太明顯。世界上有些發達國家都可以完成地下八百米的資源勘探它們的資源利用率極高。我國相對于此并結合國情現狀存在較大差距。所以在依據國情基礎上，要加大經濟的投入，對鉆探工程技術格外重視，除此之外也要保護環境，完善地球科學。通過一步步研發科技創新，探礦工程技術可以實現資源開采科學利用，發揮更有效的開采價值和應用價值。

3.2 鉆探取樣

我國現有技術為資源科學提供了有力的參考經驗，例如：鉆探技術中的勘測技能，對協調地球物理和探礦間的關系有協調作用，而且還支持提供資源開發終檢技術支持用于探礦工程中。從地表層內取樣可以利用鉆探施工技術，將取出來的樣本用于實物探究。除此之外，我國所應用的海洋研究和航空研究與這種鉆探技術也有著緊密地聯系，地下勘探也一樣。

現代科學發展十分迅速，地質資源開發也不斷加深，使用頻率也在逐步擴大，所以科學家們不但要對整個地球表面的外部資源進行了解，也要重視內部結構的充分探究。這樣的方式運用鉆探技術去考察錯綜復雜的地質結構，豐富了信息強化，對其星體結構也有充分的認識，在這種過程中取樣，為科研活動提供更有利的價值信息，對社會經濟的發展起到了促進作用，資源利用率也相應的提高了。

4 探礦工程的鉆探技術的應用

4.1 金剛石繩索取心鉆進技術及應用

地質勘探中有一種新型的提取手法，利用右磨料來汲取鉆探工藝手法，每一種鉆探工藝都會有相對應的鉆探設備。鉆探設備是整個探探礦工程的關鍵部分，它影響了整個技術的成本費用的高低。金剛石在如今已經作為了基本磨料添置在鉆機里面，這將會給勘探公司更為繁重的工作量來定制設備與它配套。現如今很多勘探隊伍依然采用傳統的生產方式，采用的裝備也非常陳舊，有些工作根本就不能施展開來，作為經濟發展的主要來源之一，單單這一條件就根本無法滿足要求，這自然而然也就成為國內探礦產業的一大困難高發期。金剛石鉆頭直接影響了這一技術是否成功，它的質量和性能與鉆取效果息息相關。而在眾多勘探學者的不斷努力下，中國已經研制出不同造型而且技術參數很高使用壽命很長的索取心金剛石鉆頭。這其中包含著很多種類型的鉆頭，有人造金剛石聚晶鉆頭，有金剛石孕鑲鉆頭，有天然表鑲金剛石鉆頭。除了這種多類型的鉆頭，他們的性能也日益滿足了繩索取心鉆入底層層級的需要，其中鉆頭的質量也是毋庸置疑的，甚至是使用壽命在世界上也是名列前茅的。對薄壁繩索取心的系統研究也是復雜又充滿意義的，對薄壁利用高強度的鉆桿鉆探，是利用壓強的理論知識減少了碎石的面積，這樣就能提高鉆研的效率，這項工作自然而然地成為成為日后工作重點。

4.2 反循環鉆探技術

對于其技術操作工藝流程，實際上是根據它所接觸的介質不同來定義，這種技術分為兩種，即水力反循環和空氣反循環。空氣反循環，顧名思義是運用空氣作為介質，減少空氣分子的接觸空間，增大它的壓強密度，通過雙臂鉆桿的外管將其中的空氣擠壓到管底，這樣空氣之間分子運動比速度變大，造成空氣膨脹以至于推動孔底作用于巖石上，而作用后的空氣返回地表，其中夾雜著巖屑，人們就是根據這些巖屑來用于鉆探取樣的分析化驗。水力反循環，是以清水或者泥漿作為循環介質，利用鉆桿將管中的液體通過膨脹氣體間隙送至管底，取心鉆頭得到的是柱狀巖芯，不同之處在于如果只用巖屑就作為推斷的主要理由是不太合理的，因為某些地質的形狀和本身構造都存在較大差異，在很多要求下不能滿足條件，水力反循環相比之下利用性更高，也降低了勞動強度，唯一的不足之處就是取樣效率略低，同時對能源消耗力度也加大。

4.3 空氣泡沫鉆取技術

對于那些獨特的土礦資源要利用更獨特的鉆取技術，針對干旱缺水的地質，泡沫鉆取技術則是有沖擊性的，主要有震源孔和水文水井。空氣泡沫鉆進技術在速度上要比其他技術快得多，有明顯優勢，那樣如果想要連環取芯就要用到這種技術，自然而然工作效率也會大大提升。

4.4 液動潛孔錘鉆進技術應用

這種技術采用了兩種不同的方式，回轉和聯合相互作用，然后產生一種巨大威力來擊碎巖石，這是沖擊式鉆進技術和回轉式技術的結合體，相互促進。這也是它們最大的優勢，在此基礎上也大大提高了鉆探工作的工作效率。它們的工作原理是其中的液能通過擠壓泵采用驅動力量對液動潛孔錘中的沖錘沖撞產生動能，促進空氣的流動。不斷對其施加壓力，產生動能擊碎巖石。就現階段的發展，小口徑的液動潛孔錘技術越來越純熟能夠在勘探行業試探進行，因為它在一些石油地熱領域使用還不算太多。

4.5 定向鉆探技術

定向鉆探法若要被使用，是需要有一定附加條件的，它需要依賴專門的鉆探工具，而且還需要特定的路線來根據預測的路線方向通過人工控制方式探取鉆孔方向，來達到所需要的目的。在使用這種技術過程中，最關鍵的就是方向，只有確定了方向才能確定測量設備。對于特殊的地質，在鉆探時會產生一些障礙，延緩鉆探的速度，如果用常規的鉆探方式延緩速度肯定是達不到要求的，所以就可以通過這種技術節約成本減低工作量，從而提高工程質量，一來節約了建筑成本，也對工程進度有了大大的提升。但是有一點，對超高取芯的要求用這種技術是遠遠達不到的。

4.6 高強度化學觸變堵漏技術

這種技術表現出來的應用原理就是化學中的觸變劑成分復雜，必須對他有相應配置，作為一種黏性很強的液體，它具備與水相排斥的能力，作用就是為了把相關水分從出現漏水的地層中驅走。這種物質接觸變劑后，會產生一些復雜的化學反應，從液體變成凝膠體，密度增大，完全形成了兩種物質，因此不能相融在一起了，水也因為這不再流動。水具備這樣的屬性，這樣在漏失水分中加入化學觸變劑混合無機觸變劑，讓他們二者發生反應形成凝膠阻止水分的流失，最終的結果就是能夠迅速將缺口堵住。在此同時，化學觸變劑還能與其他物質相結合，利用的就是化學反應，作用于橋架，與堵漏技術結合在一起，讓堵漏技術范圍增大，使在堵漏后的地層應有的承載力也漸漸變大。高強度化學觸變堵漏技術，用于漏失嚴重的地表結構是再合適不過了。它的主要具有的堵漏技術方式表現為：化學觸變劑需要研磨材料的制作和在選擇應用成分上是比較占優勢的，無機觸變劑也屬于一種交聯劑，當他接觸聚合物后，會引起交聯固化的反應，無機材料的選擇是非常重要的，在其中加入相應的化學劑催化兩者結合，再放入膨脹劑，能有效加強這幾種成分的凝結。堵漏工藝的分析探究明確了堵漏孔段的深淺長度，對實驗室有一個科學評估，因此此項技術的所運用到的參數也可以明確表示。

4.7 其他鉆探技術

除了上面幾種鉆探技術，還存在一些別的鉆探技術。組合鉆探技術也算是一種工藝工程，它融合了上面幾種方式，其優點就是采用了上述方法的各種優勢來應對較為復雜的勘探工程，如果根據現場勘測及地質需要合理選擇鉆探方法，這樣便在工程建設上提高了工作效率，對工作者的施工壓力也大大降低，對成本的消耗也是節省了一大部分，其優勢也是雙向的，降低了工作人員的工作強度。這些便是我國現階段廣為應用的廣泛的勘探技術。科技時代不斷創新，我國大部分生產廠家也在不斷地更新性價比更高的產品，對鉆探技術和設備材料有了更進一步的創新。例如：節水鉆探技術就是針對我國國內某些地區地質干旱長期缺水的地質研制，除此之外，我國選擇金剛石作為勘探主要材料利用超聲波技術對工程勘探技術有了非常成功的幫助，不僅提高了鉆頭的使用期限還提高了工作效率。

5 結語

我國的國土遼闊，深厚的土地中蘊藏著更多豐富的礦產資源，但對礦產資源的適當開采也是很有必要的，他給人類供應資源，促進經濟發展。地質勘探技術的純熟依靠的是對地質形態構成的調查研究還有資源勘探技術的挖掘和創新，所有的努力都是為了能夠促成勘探鉆探工程順利進行，更進一步提高勘探水平，為了能夠在今后的發展中利用技術更加穩健，更好地滿足礦業各種要求，所有探礦工作者更需要探求最新研發機構來整合這些技術規模，在重點區域采用合理化建議，依照可持續發展的理念，讓探礦工程技術發展得更加強大。