新形勢下探礦工程中鉆探技術(shù)的應(yīng)用

張學(xué)偉

隨著我國社會發(fā)展過程之中對資源需求量的日益提升，探礦工程隨之在持續(xù)發(fā)展當(dāng)中，作業(yè)量的不斷提升以及施工難度的加大，都給鉆探技術(shù)帶來了更高的要求。

1 探礦工程分析

在探礦工程的具體實施過程中，主要包括兩方面的工作內(nèi)容：一方面是采樣工作；另一方面是勘察工作。自作業(yè)施工進(jìn)程當(dāng)中必須充分結(jié)合探礦區(qū)域的實際地質(zhì)條件以及探礦周邊的地形特點，進(jìn)行科學(xué)的分析與研究，從而制定出合理、詳盡的探礦工程施工方案。但是在現(xiàn)階段實際的探礦工作進(jìn)行當(dāng)中，由于作業(yè)區(qū)域內(nèi)地形非常復(fù)雜，從而給探礦工作人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)與困難，要求相關(guān)工作人員具備較高的專業(yè)技能以及職業(yè)素養(yǎng)。不僅提升了礦物開采作業(yè)施工的難度，還因為作業(yè)人員對作業(yè)區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)不能精準(zhǔn)的掌控，造成對作業(yè)區(qū)域地下存在的實際礦產(chǎn)資源總量難以進(jìn)行準(zhǔn)確、直觀的估計，從而不能科學(xué)的制定出合理的礦產(chǎn)開采路線。

在此背景下，就需要對實際地形結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜多變的礦產(chǎn)資源區(qū)域進(jìn)行深入、科學(xué)的勘察工作。對于勘察地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析與研究，充分利用先進(jìn)的鉆探技術(shù)開展一系列地質(zhì)勘探工作，從而有效促進(jìn)在復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)區(qū)域進(jìn)行勘探工作的進(jìn)程速度以及效率得以進(jìn)一步提升，進(jìn)而充分確保勘探工作的質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。除此之外，在探礦工程進(jìn)展過程中通過合理的運用先進(jìn)的鉆探技術(shù)可以有效采集相關(guān)水樣以及巖石樣本等資料，最大程度的提升相關(guān)技術(shù)人員的分析與研究效率，為制定科學(xué)、合理的礦產(chǎn)資源開采方案提供有效的保障。

在實際探礦工程技術(shù)實施過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合多方面、多角度的分析與研究結(jié)果，從而能夠精確的分析與勘察探礦工程作業(yè)區(qū)域當(dāng)中的礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以確保探測鉆孔結(jié)構(gòu)勘探深度的精確性，有效利用先進(jìn)的勘探技術(shù)，提升礦產(chǎn)勘探進(jìn)程中作業(yè)施工的高效性以及精準(zhǔn)性。但是工程地質(zhì)鉆探工作過程中對相關(guān)工作技術(shù)人員的技能素養(yǎng)以及專業(yè)水平都有著非常高的標(biāo)準(zhǔn)要求，要求相應(yīng)的施工技術(shù)工作人員準(zhǔn)確掌握與了解作業(yè)區(qū)域的地形地貌特點，從而可以精準(zhǔn)的掌握作業(yè)區(qū)域周邊的地質(zhì)環(huán)境以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，進(jìn)而可以精確的分析出作業(yè)區(qū)域內(nèi)包含的礦產(chǎn)資源總量，為勘探工作的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。與此同時，相關(guān)作業(yè)專業(yè)人員還應(yīng)當(dāng)能夠在相對惡劣的地理環(huán)境中采取有效的防護(hù)措施開展勘探作業(yè)工作，充分確保施工作業(yè)人員的生命安全。為了充面提升礦產(chǎn)資源的開采效率以及開采質(zhì)量，就必須嚴(yán)格落實相應(yīng)的勘探工作內(nèi)容，從而在有效降低施工作業(yè)成本的前提下，充分提升礦產(chǎn)資源的順利開采。

2 鉆探技術(shù)應(yīng)用在探礦工程施工勘探工作中所發(fā)揮的重要作用

2.1 礦產(chǎn)資源勘探

我國幅員遼闊，有著豐富的生態(tài)資源儲備，礦產(chǎn)資源以及各種有利能源儲備量都特別豐富。但是由于早期階段我國缺乏科學(xué)、先進(jìn)的礦產(chǎn)開采技術(shù)，導(dǎo)致在開采過程中造成了嚴(yán)重的能源消耗以及礦產(chǎn)資源浪費的現(xiàn)象，因此，在探礦工程施工過程中，鉆探技術(shù)是資源勘探工作中非常重要的一項內(nèi)容。不僅能夠充分提升礦產(chǎn)資源的有效利用率，還能充分的提升我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)效率以及開發(fā)工作質(zhì)量，進(jìn)一步有效確保地質(zhì)礦產(chǎn)資源開發(fā)工作高效率、高質(zhì)量的開展與進(jìn)行。隨著我國經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種先進(jìn)的礦產(chǎn)資源勘探技術(shù)應(yīng)運而生，從而在最大程度上有效拓展了地質(zhì)礦產(chǎn)勘探的深度。在此背景下，由于勘探技術(shù)能力以及水平的飛速提升，促使礦產(chǎn)資源的實際開發(fā)利用效率也隨著有了前所未有的發(fā)展與進(jìn)步，在一定程度上會造成我國地下礦產(chǎn)資源總量的大幅度降低，因此，地下礦產(chǎn)開發(fā)工程應(yīng)當(dāng)受到一定程度的合理管控與限制。除此之外，科技發(fā)達(dá)的國家現(xiàn)階段可以精確的完成地下八百米深度的礦產(chǎn)資源勘探工作，這在一定程度上也進(jìn)一步推動了其更加迅速的發(fā)展。現(xiàn)階段我國的地下資源勘探技術(shù)還難以比擬科學(xué)技術(shù)相對發(fā)達(dá)的一些國家，因此，應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合過去勘探工作中的實際工作經(jīng)驗，在充分確保生態(tài)環(huán)境健康、平穩(wěn)發(fā)展的前提下，增加資金投入量，進(jìn)行適度、科學(xué)的礦產(chǎn)資源開發(fā)工作，從而充分運用先進(jìn)的探礦工程技術(shù)高水平、高質(zhì)量的完成相關(guān)礦產(chǎn)資源的勘探以及開采工作。

2.2 鉆探取樣

為了有效落實探礦工程施工作業(yè)項目，就必須充分結(jié)合相關(guān)資源開發(fā)學(xué)科以及地球?qū)W科等各項專業(yè)學(xué)科的綜合研究成果，從而收集相關(guān)知識要點以及有利信息，將鉆探工程以及地球物理之間的關(guān)系進(jìn)行科學(xué)、合理的協(xié)調(diào)，最終有效確保探礦鉆探工程作業(yè)的順利開展。與此同時，利用科學(xué)、合理的鉆探施工技術(shù)還可以精確的對礦產(chǎn)資源地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察與檢測，為礦產(chǎn)開采工作的順利開展奠定良好的基礎(chǔ)。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展與提升，地質(zhì)資源開發(fā)技術(shù)也隨之有了大幅度的提升，因此，我國對地質(zhì)資源探索的腳步也在加速邁進(jìn)。但在探索地質(zhì)資源科學(xué)的過程當(dāng)中，必須充分掌握地質(zhì)空間外部資源結(jié)構(gòu)，在此前提下才可以為探究地質(zhì)資源提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)依據(jù)，與此同時還應(yīng)當(dāng)科學(xué)的分析與探索地球內(nèi)部資源，就需要應(yīng)用先進(jìn)的鉆探施工技術(shù)，為多樣化以及動態(tài)信息收集與管理提供有效的支撐，進(jìn)而為科學(xué)、詳細(xì)的分析資源所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件提供有效助力，最終達(dá)到能夠獲取更多價值含量的資源探索信息數(shù)據(jù)的目的，進(jìn)一步提升資源開采以及利用效率，為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

3 鉆探技術(shù)在探礦工程施工中的重要性

在地質(zhì)調(diào)查工作的實際開展過程中鉆探技術(shù)是關(guān)鍵的保障基礎(chǔ)。隨著改革開放以來，我國科學(xué)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，在各項技術(shù)上都有了很大程度的創(chuàng)新，而各項創(chuàng)新技術(shù)的有效應(yīng)用有不斷促使著我國各項事業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及各項產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不斷革新，需要消耗大量的能源與礦產(chǎn)資源，這也就不斷推動著我國地質(zhì)勘察工作創(chuàng)新與發(fā)展的腳步持續(xù)邁進(jìn)。根據(jù)我國現(xiàn)階段社會以及經(jīng)濟(jì)整體發(fā)展情況分析來看，充分做好地質(zhì)勘察工作，能夠在推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的影響作用。

在地質(zhì)勘察工作中鉆探技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)工種，在探礦工程施工作業(yè)過程中占有重要的影響地位。在實際礦產(chǎn)資源勘探工作進(jìn)行當(dāng)中，鉆探地下區(qū)域巖石巖心，可以收集地下巖礦心資料，從而能夠科學(xué)分析與研究地下礦產(chǎn)資源的實際分布情況，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)一步確定地下礦體的實際狀況，進(jìn)而能夠科學(xué)分析出應(yīng)用開采技術(shù)所耗費的經(jīng)濟(jì)價值以及地下礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價值。

4 新形勢下探礦工程中鉆探技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用分析

繩索取芯技術(shù)主要指的是利用合理的操作鉆桿自備的升降功能，將巖芯準(zhǔn)確的從地下提取出來，此種操作方法方便快捷，技術(shù)難度性相對較低。但是當(dāng)鉆頭功能在工作過程中發(fā)生故障問題，就會很難達(dá)到工作要求標(biāo)準(zhǔn)。在鉆探工作過程中，繩索取芯技術(shù)能夠充分確保工作的順利開展，發(fā)揮著關(guān)鍵的決定性作用。由于巖芯可以充分替代巖礦芯的缺口，可以有效的填滿巖礦芯，此種鉆探技術(shù)的有效應(yīng)用可以充分的節(jié)約鉆探工作的開展時間，提升鉆探工作效率。現(xiàn)階段，繩索取芯技術(shù)是鉆探技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用范圍非常廣泛的一項技術(shù)，而且是特別關(guān)鍵的鉆探技術(shù)。由于繩索取芯技術(shù)可以短時間內(nèi)有效處理鉆探過程中出現(xiàn)的堵塞問題，將巖芯以及相應(yīng)的堵塞物質(zhì)進(jìn)行及時的抽取，從而可以有效促進(jìn)提升鉆探技術(shù)的應(yīng)用效果，充分降低由于堵塞情況引起的各種故障問題，降低鉆桿磨損率，有效延長鉆桿的使用期限。與此同時，應(yīng)用繩索取芯技術(shù)，能夠最大程度上降低操作施工人員的實際工作量以及探礦工程難度，從而為探礦工程施工提供重要的技術(shù)支撐。

4.2 潛孔錘技術(shù)的應(yīng)用分析

潛孔錘技術(shù)是現(xiàn)階段我國鉆探技術(shù)當(dāng)中比較先進(jìn)的一項探礦技術(shù)，在實際的鉆研施工過程中可以有效達(dá)到降低能量消耗的效果，隨著該項技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，已經(jīng)在世界鉆探技術(shù)中處于比較領(lǐng)先的位置。潛孔錘技術(shù)的作用機理主要指的是在潛孔錘中添加相應(yīng)的沖洗液，利用添加過程中產(chǎn)生的能量驅(qū)動潛孔錘進(jìn)行作業(yè)。潛孔錘通過接收到相應(yīng)的能量之后將其全部傳輸給鉆頭，在最大限度上減少能量的消耗，有效提升潛孔錘在作業(yè)過程中對巖體的作用效率。與此同時，在潛孔錘中添加的沖洗液式礦物開采施工當(dāng)中操作泥漿泵獲取的相應(yīng)產(chǎn)物，在鉆頭升降過程中能夠帶來節(jié)奏比較強勁的沖擊力，從而有效借助這項作用力來驅(qū)動潛孔錘進(jìn)行能量的傳輸。潛孔錘技術(shù)的有效應(yīng)用是在回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了科學(xué)的完善與優(yōu)化，將相對高強度的沖擊力代替了傳統(tǒng)模式的回轉(zhuǎn)力，從而對鉆頭施加的更大程度的作用力，促使有效提升鉆頭的實際開采功能，對于硬度相對比較高的地質(zhì)區(qū)域中的巖石鉆探實際使用范圍更加廣泛，不僅能夠有效提升礦產(chǎn)資源鉆探效率，還可以有效降低礦產(chǎn)施工過程中的經(jīng)濟(jì)成本。潛孔錘技術(shù)在實際應(yīng)用過程中必須注意以下幾種情況：一是必須提前固定好潛孔錘，然后再啟動高頻震動模式；二是必須嚴(yán)格把控沖洗液的傳送速率，從而最大程度上降低潛孔錘在使用過程中發(fā)生的磨損現(xiàn)象，充分確保泥漿粘稠度控制在相對低的狀態(tài)；三是科學(xué)控制沖洗液中的砂質(zhì)物分布狀態(tài)，充分確保沖洗液時刻保持良好的潤滑性能。在一些小口徑的巖芯勘探過程中潛孔錘技術(shù)才能有效的發(fā)揮最大程度的鉆探作用，多數(shù)情況下潛孔錘技術(shù)都是應(yīng)用在水下爆破或是錨固施工作業(yè)當(dāng)中。現(xiàn)階段我國對潛孔錘技術(shù)的應(yīng)用還在不斷的完善當(dāng)中，從而有效確保此項技術(shù)能夠廣泛的適用我國新能源的開采進(jìn)程當(dāng)中。

4.3 反循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用分析

反循環(huán)技術(shù)主要指的是從充分利用相關(guān)介質(zhì)的循環(huán)過程產(chǎn)生一定程度的沖擊力，然后利用沖擊力來提供潛孔錘鉆探工作的驅(qū)動力，達(dá)到鉆探工作的目的。反循環(huán)技術(shù)通常情況下分為兩種作業(yè)形式：一是水力反循環(huán)作業(yè)形式，二是空氣反循環(huán)作業(yè)形式。水力反循環(huán)主要指的是利用作業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的泥漿或是附近的水資源這種低廉的流體作為介質(zhì)，從而進(jìn)行不斷循環(huán)重復(fù)的鉆探操作，通過這種操作能夠利用鉆桿將其傳輸?shù)姐@孔內(nèi)部，為鉆頭提供有效的驅(qū)動力，進(jìn)行巖芯采取作業(yè)。空氣反循環(huán)技術(shù)主要指的是充分利用空氣壓縮的方法進(jìn)行有效的動力循環(huán)，將壓縮后的空氣通過鉆桿外部的相應(yīng)管道輸送到鉆孔內(nèi)部，在輸送過程中產(chǎn)生強大的沖擊力，促使?jié)摽族N獲得相應(yīng)的工作能量來進(jìn)行鉆探工作。兩種方式的不同之處在于，利用水力反循環(huán)技術(shù)能夠提取出完整的巖芯，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員能夠根據(jù)完整的巖芯進(jìn)行精確的分析與研究，從而有效的提升礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)的精確度，在充分降低工作強度的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步確保鉆探工程的施工質(zhì)量。空氣反循環(huán)主要是通過壓縮空氣產(chǎn)生的動力將巖石進(jìn)行擊碎，然后將巖石碎塊通過鉆桿帶回到地面進(jìn)行樣品分析。在探礦工程施工作業(yè)過程中，勘探施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的作業(yè)區(qū)域情況進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)選擇。水力反循環(huán)技術(shù)在實際應(yīng)用過程中要比空氣反循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用效率更高，但與此同時對資源消耗也有著相應(yīng)的要求。根據(jù)整體反循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用效果來講，比較適用于地質(zhì)相對松軟或者容易塌陷的地質(zhì)條件的采樣勘探工作當(dāng)中。與此同時，在干旱、缺水的地理環(huán)境中比較適合應(yīng)用空氣反循環(huán)技術(shù)，從而達(dá)到有效降低采集巖石標(biāo)本過程中的施工成本。

4.4 定向鉆探技術(shù)應(yīng)用分析

定向鉆探技術(shù)在實際應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)配備專業(yè)的造斜鉆探設(shè)備以及鉆探工具。從整體鉆探工程施工過程來講，專業(yè)合格的鉆探工具以及鉆探設(shè)備可以有效促進(jìn)鉆探工程的施工進(jìn)度，與此同時利用先進(jìn)的鉆探儀器以及鉆探設(shè)備可以最大程度上防止人工作業(yè)出現(xiàn)的工作疏漏以及作業(yè)誤差現(xiàn)象，不僅有效提升了鉆探作業(yè)的施工效率，還充分降低了施工作業(yè)過程中相關(guān)工作人員的實際工作量。為了充分確保定向鉆探技術(shù)的應(yīng)用效果得以最大程度的發(fā)揮，就應(yīng)當(dāng)提前掌握鉆探工程整體情況，明確鉆探作業(yè)路線，從而制定科學(xué)、高效的實際鉆探方法，進(jìn)一步提升鉆探工程的工作質(zhì)量以及工作效率。在設(shè)置鉆孔方向的過程中需要施工作業(yè)人員進(jìn)行手動調(diào)整，與此同時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格檢測鉆機測量設(shè)備、方向確定設(shè)備以及造斜工具的質(zhì)量和相關(guān)功能等，充分確保各項功能在作業(yè)過程中能夠有效發(fā)揮自身的作用。除此之外，在鉆探深度相對較大的地質(zhì)區(qū)域，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定向鉆探作業(yè)，從而能夠針對性的完成相應(yīng)的鉆探工作任務(wù)，此種方式可以在最大程度上防止鉆探深度過大，限制鉆探工作的順利開展。因此在進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用定向鉆探技術(shù)的過程中，可以充分降低鉆探工程的經(jīng)濟(jì)成本以及施工作業(yè)人員的工作壓力，充分確保高質(zhì)量以及高效率的完成鉆探施工作業(yè)，進(jìn)一步推動礦產(chǎn)資源的開采效率穩(wěn)步提升。

4.5 其他鉆探技術(shù)應(yīng)用分析

本文上述分析的各種鉆探技術(shù)都是現(xiàn)階段我國在探礦工程作業(yè)施工過程中應(yīng)用比較廣泛的專業(yè)技術(shù)，但是除此之外，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，開發(fā)出來各種形式的先進(jìn)鉆探技術(shù)，在這當(dāng)中有一種鉆探技術(shù)相比之下具備多種優(yōu)勢，那就是組合鉆探技術(shù)。此項鉆探技術(shù)可以按照地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)環(huán)境的不同選取最佳的鉆探作業(yè)方式進(jìn)行合理、科學(xué)的鉆探工作。從而不僅可以有效的提升鉆探作業(yè)效率，還可以降低相關(guān)工作人員的實際工作量，促進(jìn)鉆探工作保質(zhì)保量的完成預(yù)定任務(wù)。除此之外，還可以充分節(jié)省勘察作業(yè)過程中的資金投入量。現(xiàn)階段，我國正在不斷的完善與改進(jìn)鉆探技術(shù)，從而不斷研發(fā)出了更多高質(zhì)量水平的相關(guān)設(shè)備以及鉆探技術(shù)。一方面有效拓展了我國現(xiàn)階段鉆探工作的途徑，另一方面還不斷滿足了我國大部分地質(zhì)條件下的鉆探需求。除此之外，現(xiàn)階段在鉆探技術(shù)的改革與創(chuàng)新過程中，技術(shù)人員還有效應(yīng)用了超聲波技術(shù)，通過超聲波鉆頭可以高效精確的完成相應(yīng)的鉆探作業(yè)過程。進(jìn)而有效促進(jìn)了我國鉆探工程領(lǐng)域的持續(xù)、健康發(fā)展，為低能耗資源開采奠定了良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，雖然我國幅員遼闊，在境內(nèi)包含豐富的各類礦產(chǎn)資源，但是受到各種因素的影響和制約，導(dǎo)致現(xiàn)階段我國的綜合鉆探技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。因此，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的逐漸提升，促使探礦工程鉆探技術(shù)也在進(jìn)行著創(chuàng)新與變革，從而為我國勘探事業(yè)的健康發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。