鉆探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查工程中的應(yīng)用研究

郭華斌

（江西省地質(zhì)局二六四大隊(duì)，江西 贛州 341000）

目前在礦山地質(zhì)勘查工作開(kāi)展的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于施工質(zhì)量要求在逐步提升，所以針對(duì)于勘測(cè)所得出數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度也有更多的要求和標(biāo)準(zhǔn)。因此，在搜集和計(jì)算勘測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，要求數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、可靠，為后續(xù)的工程施工提供一定的幫助。勘測(cè)員工在開(kāi)展工作的同時(shí)，要求使用的鉆探設(shè)備要操作準(zhǔn)確，使用靈活，熟練操作勘測(cè)設(shè)備，確保各種勘測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確有效，確保項(xiàng)目后續(xù)操作的質(zhì)量和效率。

1 開(kāi)展礦山工程地質(zhì)勘查工作的基本要求

礦山工程地質(zhì)勘查主要是使用一定的技術(shù)手段對(duì)要開(kāi)展施工的區(qū)域?qū)嵤┮欢ǖ目辈楹蛯?shí)驗(yàn)，對(duì)進(jìn)行施工的區(qū)域做一個(gè)詳細(xì)的調(diào)查，以此來(lái)有效的為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作打好基礎(chǔ)。實(shí)施礦山地質(zhì)勘查時(shí)，要對(duì)勘查區(qū)域的巖土情況做一個(gè)詳細(xì)的了解，與此同時(shí)還要勘測(cè)地下水的分布和實(shí)際巖土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對(duì)地質(zhì)勘查的信息做一個(gè)詳細(xì)的記錄，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行歸納和總結(jié)，選擇有效的措施來(lái)確保施工過(guò)程的安全性。

實(shí)施地質(zhì)勘查的時(shí)候，需要相關(guān)的技術(shù)人員具備較強(qiáng)的技術(shù)綜合能力，在面對(duì)不同的地質(zhì)類型的時(shí)候，能夠做出準(zhǔn)確的判斷和選擇。例如，在民用建筑工程和水利工程中，所使用的勘測(cè)方式就會(huì)不一致。特殊地形區(qū)勘查在進(jìn)行布孔的時(shí)候需要圍繞施工區(qū)域的輪廓進(jìn)行。除此之外，還要針對(duì)地質(zhì)和地層實(shí)施試驗(yàn)。

2 鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘探中的實(shí)際應(yīng)用

中國(guó)的地域遼闊，礦產(chǎn)資源非常豐富，如何高效的挖掘這些資源，讓資源充分被利用起來(lái)，是鉆探技術(shù)領(lǐng)域所要深入研究的課題。鉆探技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前是有效獲得重要勘探資源的主要方式和手段。以下將對(duì)幾種常見(jiàn)的鉆探技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用

繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用手段主要在于可以不用持續(xù)抬起鉆桿，可以不用取巖心，同時(shí)還不需要去收集充滿巖心的巖心管。這種技術(shù)的應(yīng)用主要在于對(duì)鉆頭進(jìn)行更換的時(shí)候才會(huì)用到。這種繩索取心的技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)是比較常見(jiàn)的一種技術(shù)手段，具有極強(qiáng)的便利性，同時(shí)還能夠進(jìn)一步卸下巖心的質(zhì)量。這種技術(shù)的使用可以不必鉆探很深的位置，就能夠達(dá)到較高的工作效率。當(dāng)前在鉆探領(lǐng)域當(dāng)中，使用這種繩索取心技術(shù)能夠有效的減少工具和巖心之間的摩擦，有效的保證了巖心的質(zhì)量，大大提升了鉆探的效率，提高了鉆頭的使用壽命。結(jié)合以上的諸多優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)手段被廣泛的應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探、隧道鉆探等領(lǐng)域。這種鉆探技術(shù)有效率高、成本低的諸多優(yōu)勢(shì)，不會(huì)存在鉆桿升降的問(wèn)題，在這個(gè)操作環(huán)節(jié)中大大降低了操作人員的工作強(qiáng)度，對(duì)鉆頭也起到了一定的保護(hù)作用。

2.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用種類主要有兩種，分別是水力反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)。從字面意義解釋，這兩種不同的技術(shù)種類的區(qū)別在于兩者之間存在不同的循環(huán)介質(zhì)，也就是水（泥漿）和空氣。水力反循環(huán)的技術(shù)操作主要是通過(guò)水和泥漿發(fā)生循環(huán)，通過(guò)這種循環(huán)將孔底的巖心逐步提升到地面，實(shí)施對(duì)樣品的采集。空氣反循環(huán)鉆井技術(shù)是指運(yùn)用了雙壁鉆桿的力量，憑借著在外管向內(nèi)部輸送空氣，通過(guò)空氣的沖擊力量使其達(dá)到一定的膨脹作用，進(jìn)一步通過(guò)潛孔錘的作用來(lái)沖擊碎屑巖，得到對(duì)地質(zhì)巖石的真實(shí)了解。

這兩種方式都有各自的長(zhǎng)處和劣勢(shì)。空氣反循環(huán)這種技術(shù)工作強(qiáng)度較低，操作的環(huán)境是比較適合干燥的環(huán)境，具有成本低的特點(diǎn)。其劣勢(shì)在于得到的碎屑巖石樣品不能代表全部樣品的特定，只能代表取樣的局部；水力反循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)處在于能夠取樣整塊巖石，獲取的采樣標(biāo)本較為全面，得到的資料也較為完整。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較低，缺點(diǎn)是在鉆探的操作中其工作效率也較低，容易對(duì)水資源造成大量的浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，這兩種操作方式都各自有優(yōu)缺點(diǎn)，但是無(wú)論針對(duì)于何種地質(zhì)情況，進(jìn)行鉆探技術(shù)都能夠得到良好的效果。

2.3 液動(dòng)潛孔錘技術(shù)的應(yīng)用

液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)前在國(guó)內(nèi)較為領(lǐng)先。該技術(shù)的主要操作原理是通過(guò)清潔液的壓力來(lái)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)錘子，當(dāng)設(shè)備上有外界施加的力時(shí)，能量就會(huì)逐步傳遞到該工作區(qū)域，在這種狀況下，就會(huì)將巖石進(jìn)行破壞，以此來(lái)達(dá)到有效的挖掘目的。

液動(dòng)潛孔錘的傳遞原理是通過(guò)沖洗液來(lái)傳輸動(dòng)力完成的，液動(dòng)錘會(huì)跟隨這鉆探的深度潛入到鉆孔，進(jìn)而通過(guò)鉆頭來(lái)施加壓力。這種技術(shù)在高頻的工作環(huán)境下，特別適合硬性和脆性的工程地質(zhì)條件。具體在施工操作的階段，需要特別注意的是設(shè)備的牢固性和液動(dòng)錘的實(shí)際磨損狀況，想要高效的降低磨損可以在泥漿材料上有效的進(jìn)行選擇，選擇的過(guò)程中要盡量選擇較低含沙量的材料。綜上所述，想要更好的突出液動(dòng)潛孔錘的技術(shù)，就要加強(qiáng)對(duì)其的研究，以此來(lái)延長(zhǎng)潛孔錘的工作效率和壽命。

2.4 組合鉆探技術(shù)的應(yīng)用

組合鉆探技術(shù)所指的就是反向循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取芯技術(shù)和液壓潛孔錘鉆探技術(shù)的綜合。綜合看待這三種鉆井技術(shù)，都是各有其優(yōu)缺點(diǎn)。組合的鉆探技術(shù)結(jié)合了這三種技術(shù)的全部?jī)?yōu)勢(shì)，利用鉆井技術(shù)的組合功能，有效的發(fā)揮這幾種鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。使用組合型的鉆井技術(shù)能夠更加的貼合實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)狀，按照要求開(kāi)展施工，可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省成本，提高工作效率，大大減少能源的消耗。

2.5 新型鉆探技術(shù)的應(yīng)用

新型鉆探技術(shù)是在近幾年新研發(fā)出來(lái)的鉆井技術(shù)，時(shí)代的發(fā)展研發(fā)出了多種新型的材料和方法。例如，通過(guò)新研究得出的節(jié)水鉆井技術(shù)可以應(yīng)用于干旱地區(qū)的鉆井施工。該技術(shù)使用的是超聲波技術(shù)特制的新型鉆頭，這種鉆頭能夠較高的提升工作效率，大大節(jié)省時(shí)間，高效的增加了鉆頭的使用壽命。這種新型鉆探技術(shù)和一般的鉆頭比較，鉆頭可以相對(duì)提升20%的鉆速。所采用的新型清洗液能夠高效并迅速的清理掉鉆桿內(nèi)留存的垃圾和污垢，對(duì)鉆桿設(shè)備起到很好的清潔和保護(hù)作用，延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命。

3 鉆探技術(shù)使用注意事項(xiàng)

在鉆探技術(shù)實(shí)施在礦山地質(zhì)勘查工作的過(guò)程中，需要全面了解和掌握當(dāng)?shù)赝寥劳临|(zhì)的基本情況，要對(duì)地質(zhì)的礦石類型做出全面的調(diào)查和分析，掌握地下土質(zhì)的結(jié)構(gòu)類型，只有調(diào)查全面才能制定較為科學(xué)和合理的工程施工建議。在運(yùn)用鉆探技術(shù)的工程中，同時(shí)還需要注意幾大問(wèn)題。

（1）在一般情況下，鉆探的深度不能大于10m；

（2）選擇開(kāi)挖點(diǎn)的時(shí)候，調(diào)查分析人員要在井眼中先取樣，然后實(shí)施分析和觀察，如果當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件十分復(fù)雜的話，需要科學(xué)的選取開(kāi)挖點(diǎn)；

（3）如果需要在建筑物周圍實(shí)施挖掘，需要在當(dāng)?shù)厍袑?shí)考慮建筑物的周圍輪廓。在鉆探位置的選擇上，需要進(jìn)一步繞開(kāi)建筑的外體輪廓，需要沿著外圍的大壩軸線開(kāi)展。

4 鉆探方法和設(shè)備的選擇

4.1 鉆探方法和設(shè)備的選擇

在鉆探技術(shù)的選擇上，需要根據(jù)不同的鉆探設(shè)備和方法來(lái)選擇所要使用的鉆探技術(shù)，在此可以劃分三種方法進(jìn)行應(yīng)用：第一，壓入法。這種方法的應(yīng)用是通過(guò)連續(xù)性和間歇性的壓入方式進(jìn)行軟巖層的分離；第二，擊入法。這種方法的應(yīng)用是針對(duì)于較為堅(jiān)硬的地質(zhì)地層中，采用較有重量的錘子來(lái)完成最終的采樣效果；第三，振動(dòng)法。這種應(yīng)用方法是比較常用的，也較為廣泛，這種方法是通過(guò)土壤振動(dòng)的方式將鉆頭置入土壤層當(dāng)中，對(duì)巖心進(jìn)行采樣。鉆探技術(shù)目前已經(jīng)被較為廣泛的適用于地質(zhì)勘探的工程操作中，未來(lái)的工程地質(zhì)能夠與實(shí)際的操作技術(shù)相結(jié)合，找出最恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)鉆探方法。在通常的地質(zhì)勘查工程中，能夠使用的鉆探方法非常多，涉及的范圍也很全面，但是為了能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)劃勘查的目的，需要結(jié)合實(shí)際的鉆探要求來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)你@探手段。

4.2 方法選擇的效果

在當(dāng)前的礦山地質(zhì)勘查工程當(dāng)中，鉆探技術(shù)是最有效的方法，為了確保勘查地質(zhì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，需要確保得到的鉆探信息是準(zhǔn)確的。在進(jìn)行鉆探施工的操作時(shí)，要依據(jù)實(shí)際的地質(zhì)勘查情況來(lái)確定所要選擇的鉆探方法。那么怎樣在對(duì)地質(zhì)調(diào)查的階段中采用合適的鉆探技術(shù)是目前調(diào)查單位和工程師們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)地質(zhì)實(shí)施勘查時(shí)，需要使用較為科學(xué)的鉆探技術(shù)手段來(lái)掌握地質(zhì)條件和環(huán)境，使其更具可靠的價(jià)值。目前在開(kāi)展的礦山地質(zhì)勘查工作中，上述的幾種鉆探技術(shù)被大范圍的使用。為了能夠更好的得到地質(zhì)工程勘探的結(jié)果，需要針對(duì)于不同的工程地質(zhì)和自然條件去選擇最科學(xué)和最恰當(dāng)?shù)你@探技術(shù)，確保地質(zhì)勘查鉆探技術(shù)實(shí)施的順利進(jìn)行，滿足計(jì)劃的施工周期和質(zhì)量要求。