鉆探技術在礦山地質勘查工程中的應用研究

丁 章

（山東省第五地質礦產勘查院，山東 泰安 271000）

鉆探技術在礦山的地質勘查工作中發揮著重要作用，并且技術優勢的發揮，對勘查工作的有序進行也有著重要影響，因為鉆探技術具有很強的分析能力，能夠在勘查過程中獲得相關數據信息，結合這些信息進行深入分析，進而為技術人員提供有效的勘探信息，這些信息對礦山資源的確定有著非常重要的作用，隨著鉆探技術的逐漸成熟，在勘查過程中也成為一項使用比較廣泛的技術，在當前的發展階段中成為了重要的地質勘查手段。鉆探技術的先進性對勘查工作的順利開展有著直接影響，但是與先進國家的技術相比，我國的鉆探技術依然需要進行不斷研究，結合我國的地質情況，創造出屬于適合我國地質勘查的技術，進而能夠實現在礦山地質勘查工程中能夠發揮良好的作用，這對于提升我國礦山地質勘查技術水平有著十分重要的作用，同時也能推動我國地質勘探行業的發展。

1 地質勘查工程的相關概述

1.1 地質勘查工程的定義

開展地質勘查工作的重要之處是借助各種技術的功能對地質信息進行獲取并且開展相關的調研分析的工程[1]。在這一工程的開展過程中獲得的主要信息包括水體信息、巖體信息，這些都是在勘查過程中需要進行分析的重要數據，再對這些信息進行收集之后，實施必要的檢測，對該區域的穩定性以及環境的演變性進行深入分析，進而能夠為礦山地質勘查工作的順利開展提供重要的意見。在這一過程中，常用的技術是鉆探技術，結合這一技術進行勘探，能夠保證在對復雜性地層進行勘查時，相關資料的精準性。同時使用這一技術在對巖土樣品進行采集時也發揮著重要的作用，所以在使用的過程中，要重視鉆探技術的合理使用，能夠發揮其優勢，進而使得地質勘查工程的相關工作能夠順利開展。同時在獲得相關的力學參數以后，能夠實現對這一區域地層結構的精準分析，是能夠有效避免出現勘查結果誤差較大的有利技術，并且這一技術的使用也能從本質上使得地質勘查工程的整體質量得以提升。因為地質勘查工程，對于我國社會的發展有著重要的作用，是能夠滿足當前能源實際需求的重要內容，所以結合鉆探技術在進行勘查的過程中，既要保證技術的合理使用，同時還要保證勘查工程的有序開展，不僅能夠從經濟性上考慮到整體情況對于我國發展的有利之處，同時也能從技術角度上提升當前我國地質勘查的實際水平，這對于我國以后的發展發揮著重要的意義，同時在礦山地質勘查工程中，對鉆探技術進行不斷的深入研究，進行創新使其逐漸能夠成為符合我國勘查工作的技術，這也是一項重要的研究內容。

1.2 地質勘查工程的主要特點

在礦山勘查工程在開展的過程中會受到地理環境的影響，并且因為這一工作具有特殊性質，所以在進行具體勘查過程中，還需要結合以下特點才能保證工程的有序開展，并且這也是能夠保證勘查結果精準性的重要內容。首先，在對鉆孔進行布置時，要求相關的人員必須要深入到勘查現場觀察地質條件，在詳細了解現場的地質條件之后，根據勘查工程的特點進行詳細的分析。同時，還要結合勘查過程中所需要遵循的原則進行布置，避免工程鉆孔布置不合理，對于后續工程的順利開展造成影響。其次要控制鉆孔的深度，在一般情況下，大部分在礦山勘查工程都需要根據實際情況將鉆孔深度控制在一定的范圍內，為了能夠保證數據的有效性和精準性。所以在控制鉆孔深度時也會結合實際的地質情況選擇適合的鉆探方法和設備，進而能夠確保鉆探工程的合理進行，同時也是能夠保證開展勘查工程時，相關規范能夠達到要求。最后，因為對鉆孔要合理設置，能夠通過鉆控獲得更多的地質信息，對勘查區域的水文地質條件以及地質結構有深入的了解，并且使用鉆探技術能夠實現對勘查區域進行有效的取樣和試驗活動。所以，這也是地質勘查工程在開展中所具有的特點以及要遵循的原則，能夠保證后續工作開展的有序性，同時還能保證結果的精準性，這對于我國礦山地質勘查工程水平的提升有著重要的作用。

2 鉆探技術的使用要求

在進行礦山地質勘查工程中，為了能夠保證施工的有效性，所以經常采用鉆探技術，主要是因為鉆探技術具有適用性強、應用范圍大以及靈活性的特點，在復雜的地質環境中也能發揮良好的功能優勢。所以這一技術的使用，因為其具有的特點，對于地質勘探而言，也是能夠獲取更多經濟效益的重要技術。但是在使用這一技術時必須要注意以下幾個內容，才能保證在進行鉆探過程中能夠順利進行。首先要合理確定施工位置，因為在進行勘查的過程中，要結合施工環境選擇適合的位置，避免在施工中，因為位置選取不當出現失敗的問題，這也是使用鉆探技術之前必須要遵循的原則。其次，因為鉆探技術的靈活性特點，在使用過程中必須要根據勘探項目規模大小以及環境的復雜性開展嚴格的施工前檢測，這也是為順利進行奠定基礎。最后，要求施工人員必須要結合實際情況進行實時檢測，這是為了能夠確保在每一時間段所獲得的信息數據的準確性，避免這些信息數據出現較大誤差，對后期的檢測結果造成影響，所以在這一過程中，為了能夠方便相關的技術人員順利的開展檢測工作，還需要在開始檢測之前對勘查區域的地質環境進行深入的了解。與此同時，因為鉆孔和檢測是同時進行的工作，能夠有效的避免對施工進度的影響，在這一過程中還需要進行合理的記錄。記錄的主要內容是在進行鉆探過程中遇到或者出現的各種問題，通過技術人員對這些問題進行收集和分析，能夠制定針對性的解決方式，對于提高整體的鉆探水平有著重要的作用。

3 鉆探技術的主要分析

鉆探技術主要是通過地下鉆孔實現對內部巖石擊碎的目的，所采用的重要工藝方法。這一技術主要是能夠對地下巖層的相關材料信息進行獲取和驗證，進而實現對礦石的品位進行評估，同時還能結合相關的方法對地下礦石的存儲量進行計算分析的重要技術手段。如果鉆探技術使用目的不同，所采取的工藝和裝備之間也會有著很明顯的差異，并且在當前的發展中，因為對于地質勘查工程的要求逐漸提升，所以鉆探技術的使用方式也更重要。因此，對于鉆探技術方面也投入了很大的研究力度，促進這一技術的良好發展，進而對提升我國整體地質勘查工程的勘查水平的提升做出貢獻。

3.1 反循環鉆探技術

根據一般情況而言，這種技術會因為使用環境的不同分為兩種，一種是空氣反循環技術，另一種是水力反循環技術，這兩種技術之間存在的最大區別就是因為循環介質之間有所不同，其中水力反循環鉆探技術在使用過程中，因為其中的主要循環介質是水或者是泥漿，能夠在循環過程中將這些介質通過一定的方式傳輸到孔底，所以取芯鉆探能夠借助這樣的優勢，直接獲取柱狀的巖心[2]。并且在執行完相關的鉆探工作之后，這些巖石會與鉆頭返回到地面。而空氣反循環鉆探技術，在使用的過程中，主要的循環介質是空氣。在使用這一技術時，會借助雙臂鉆桿外管的作用，將空氣輸送至孔底。在這一過程中，空氣會在劇烈的膨脹后產生比較強大的沖擊力，對孔底的潛孔錘實施力的作用，使其能夠對孔底巖石進行撞擊，然后碎屑會隨空氣在鉆桿的作用力下一起回到地面。對獲取到的巖屑進行分析和處理，能夠獲取需要的數據資料，進而為礦山地質勘查工作提供依據。

這兩種技術在使用時具有各自的缺點和優點，在水力反循環鉆探技術的使用中，因為能夠獲取比較完整的石塊，所以相對而言勞動強度較小，并且能夠根據這些完整的巖塊而對巖層進行判斷，也提升了判斷的準確性，但是在使用這一技術的過程中可能會消耗掉很多的水資源，并且工作效率和鉆進速度都存在著十分嚴重的問題；而空氣法循環鉆探技術的使用，雖然需要的成本比較低，并且不需要強度較大的勞動力，在干旱區域比較適用。但是因為這種技術下所獲取的巖屑樣本不具有典型性，或者說呈現的典型性不足，因此，對于底層結構中存在的缺陷，不能良好的反應，所以這也是這一技術優勢存在有限性的問題，但是這兩種技術在使用的過程中各有優缺點，在進行勘探的過程中，還需要結合實際的情況選取適合的技術，進而能夠實現鉆探技術優勢的發揮，為地質勘查工程提供有力的技術支撐。

3.2 液動潛孔錘技術

在當前的發展階段中，我國對于液動潛孔錘鉆探技術的研究取得了比較明顯的成績，并且在當前世界鉆探水平的研究中占據著領先的地位，這一技術的主要工作原理是借助沖洗液的動力能夠帶動液動潛孔錘進行工作，通過外力對液動潛孔錘的擊打，能將這些能量傳遞給鉆頭，進而對巖石進行擊破，在作業現場中使用，能夠實現對沖洗液的有效輸送，并且鉆頭在作業中進行反復的運動，也能產生具有規律性的沖擊負荷，并且回轉鉆探技術在受到沖擊力和回轉力的作用下，使得整體的鉆進效率得到提升。同時這一技術的合理使用，能夠控制成本有效降低。除此之外，在使用這一技術也能夠根據巖石自身所具有的脆性和抗剪強度低的特點，實現對鉆探復雜地位的有效處理，并且也能保證整體的鉆孔質量。

因為這一技術在使用的過程中作業的頻率較高，所以在巖石脆性較大的地質結構中有著很強的使用性，但是在進行實際的操作中，要重視對設備進行檢查和維護，確保這些設備是否存在緊固問題，進而也能夠保證在具體的作業過程中也將液壓輸送。泥漿質量能夠達到相關的質量要求也十分重要，在對液壓泥漿的種類進行選擇時，要重視選擇潤滑性能好，并且有著較低的含沙量的原料，這對于這一技術效果也有著直接的影響。因為這一技術的施工條件較高，工作強度較大，所以在使用過程中經常會受到地質環境以及勘探環境的影響，所以相關設備的使用壽命和工作狀態都不能得到有效控制和保障。所以在此基礎之上，為了能夠保證潛孔錘的使用壽命，還需要結合當前的發展需求以及在進行勘查過程中可能遇到的問題進行分析，盡量選擇適合的方式保障鉆頭能夠得到延長。并且，這對于提升整體的工作效率，也有著非常重要的作用。在當今時代的發展情況下，鉆探技術的有效使用，是能夠保證礦山地質勘查工作能夠順利進行的關鍵之處，同時也是能夠在勘查過程中，有效解決發生各種問題的有效途徑，技術優勢的良好發揮，對于工程的順利開展有著決定性的作用，并且其性能方面的優勢也決定了勘查的實際結果，這在當前對于礦山能源極度需求的幾天，鉆探技術發揮的作用十分明顯。

3.3 繩索取心技術

在獲取巖心的過程中，使用這一技術無需使用鉆桿，只有在鉆頭發生質量問題或者需要更換鉆頭時才會使用鉆桿。這一技術在使用的過程中具有很大的便捷性和使用性，并且有著較廣的應用范圍[3]。同時，在鉆探工作中保證這一環節的作業質量，并且對于鉆進深度的要求就比較低。所以這一技術在使用的過程中，也使設備鉆進的效率得到了有效的提升，如果在開展鉆探作業時出現了堵塞的問題，因為打撈工具的存在，能夠有效避免鉆桿工具與礦心之間產生摩擦，進而使取心的效率得到保證，采用繩索取心技術是因為對于鉆桿的需求度較低，并且機器的升降頻次也較低，所以相關人員在進行作業過程中勞動強度也較低。這些優勢的存在都使鉆頭的使用壽命得到了明顯的提升，并且在當前我國礦山地質勘查中，這一技術得到了廣泛的應用，并且取得了明顯的成績。

3.4 組合鉆探工藝

組合鉆探工藝是指將繩索取心技術與反循環取樣技術進行有效結合，所獲得的具有綜合性的鉆探工藝，這一方式能夠對各個鉆探技術的優點進行吸收，并且能在實際的勘查中發揮著重要的作用，因為其具有的優勢比較明顯，在進行礦山的地質勘探中，能夠結合鉆探的實際要求對地層進行相關數據信息的獲取，使得整體的鉆探效率得到提升，并且因為具有的優勢明顯，在一定程度上能減輕勞動力強度，同時也能降低一部分施工成本。

3.5 其他鉆探技術

除了以上幾種敘述的主要鉆探技術以外，還有其他的鉆探技術，比如新型節水鉆探技術，這一技術在干旱地區的使用性較強，并且有著更高的使用性。結合當前勘探行業中的實際情況，以及當前已經掌握的地質巖層的情況，研發出新的鉆探鉆頭，借助超聲波技術，制作金剛石鉆頭，使得整體生產效率提升。除此之外也能夠有效地使鉆頭使用壽命得到增加，并且這種鉆頭與普通鉆頭相比，鉆進速度有著明顯的提升。此外，對于新型沖洗液也進行了深入的研究和制造，能夠有效解除沖洗液會在鉆桿內部產生污垢的問題，同時還能對鉆具的整體起到良好的保護作用，能夠使鉆具整體的使用時間得到增加。并且在當前的發展趨勢下，對于新型泥漿體系以及泥漿材料也開始在鉆探工作中得到了廣泛的使用，所以在當前的發展中，對于這一方面的研究深度也在不斷的深入，結合當前的實際情況，促進鉆探技術能夠得到完善和優化，并且在對礦山勘探過程中，能夠更好的發揮這些鉆探技術的優勢，對于提升我國礦山地質勘查工程的實際作業水平有著重要的提升作用，同時對這些技術進行不斷的完善和優化，也符合當今時代的發展趨勢，是一種具有創新性的手段。

4 鉆探技術在礦山地質勘查中的使用

鉆探技術在礦山地質勘查中的運用比較廣泛，并且也取得了良好的效果。在對多種礦山地形進行勘查過程中都會使用到相應的鉆探技術，但是因為鉆探技術之間也有著明顯的優缺點，并且會受到自然條件的制約，在實際勘查作業中所取得的效果也有所不同。這些技術在使用的過程中，對于鉆探的深度和鉆孔位置的要求也具有明顯差異，每一種方法都有自身特點，所以還需要對勘探技術進行深入的研究結合當前礦山地質勘查中所制定的相關要求，在礦山的地質勘查中，要重視使用方式的合理性，結合礦山的特點，提升鉆探技術的適用性。

5 結語

總之，因為礦產資源對于我國經濟社會發展發揮著重要的作用，并且隨著發展速度的加快，對于礦產資源的需求也逐漸提升，為了能夠實現有效的礦產資源使用，提升當前社會發展效率，還需要重視在礦山的勘查工程中使用鉆探技術，將鉆探技術的性能良好發揮，能夠促進我國礦山地質勘查工程整體工作效率的提升。雖然在當前的發展階段中，我國所具備的鉆探技術水平與其他國家相比，還需要進行不斷的完善，但是這些技術在使用的過程中也取得了明顯的效果，在經過不斷的研究和努力之后，相信這些鉆探技術能夠得到不斷的優化和完善，更能滿足我國當前礦山地質勘查工程的具體需求，促使整體工程作業效率的提升。