地質(zhì)鉆探技術(shù)及在深部礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用研究

摘 要：從目前情況看，我國(guó)已開(kāi)展許多地質(zhì)勘探業(yè)務(wù)，從不同的角度促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)整體發(fā)展，大量的開(kāi)采與實(shí)踐，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，為更好地推動(dòng)地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展提供了借鑒。本文主要通過(guò)對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的發(fā)展和運(yùn)用，系統(tǒng)地對(duì)地質(zhì)鉆探技術(shù)介紹，并提出可實(shí)踐的措施與辦法，以此，有效推動(dòng)地質(zhì)工作科學(xué)有效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探；技術(shù)應(yīng)用；研究

在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展中，大量的礦山被開(kāi)采出來(lái)，很多較淺礦產(chǎn)資源早已被開(kāi)發(fā)徹底、開(kāi)采干凈，在技術(shù)不足的情況下，一些深的資源還沒(méi)有得以發(fā)掘，礦山資源開(kāi)發(fā)上還存在一些問(wèn)題，影響到了深度開(kāi)采，不利于資源的有效利用，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)深礦區(qū)并且開(kāi)采較困難的礦產(chǎn)鉆探，需要先進(jìn)的技術(shù)做指導(dǎo)，對(duì)實(shí)際情況做好必要的分析，結(jié)合地質(zhì)理論知識(shí)做好實(shí)踐探索，通過(guò)試驗(yàn)開(kāi)采，保證資源的全部利用，以此提高生產(chǎn)效率，保證安全開(kāi)采，地質(zhì)鉆探技術(shù)創(chuàng)新與使用勢(shì)在必行。

一、鉆探技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)面積廣闊、地況復(fù)雜，這是我國(guó)的國(guó)情，也是我國(guó)地理的總體特征，復(fù)雜的地層中存有大量的礦產(chǎn)，種類繁多、品種豐富，為我國(guó)的自主發(fā)展起到了重要的作用，只有通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)科學(xué)開(kāi)采利用，才能更好地發(fā)揮出礦產(chǎn)資源的優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。只有提高技術(shù)能力，創(chuàng)新技術(shù)形式，才能有效促進(jìn)我國(guó)科技和社會(huì)進(jìn)步，這是基礎(chǔ)也是前提，研發(fā)先進(jìn)的鉆探技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展息息相關(guān)、相輔相成。

礦山資源、地質(zhì)礦藏都是有限的，要合理開(kāi)發(fā)與利用，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如果一直開(kāi)采，不合理保護(hù)就會(huì)出現(xiàn)枯竭。在長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)中，資源儲(chǔ)量變得越來(lái)越少，只有邊開(kāi)采邊保護(hù)，才能有利于人與自然和諧發(fā)展，隨著地質(zhì)礦產(chǎn)的減少，開(kāi)采難度和開(kāi)采要求也越來(lái)越大，要通過(guò)技術(shù)解決，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展。

地質(zhì)鉆探技術(shù)不僅僅是工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，更關(guān)系到人們的生活，在人們生產(chǎn)活動(dòng)中涉及較廣泛，在不同的領(lǐng)域都有所體現(xiàn)，礦產(chǎn)藏于地下，要想利用就需要精準(zhǔn)的信息與材料，這樣才能拿出科學(xué)的開(kāi)采方法，礦產(chǎn)資源位置探測(cè)、地質(zhì)地況信息檢測(cè)均需要使用大量的鉆探技術(shù)理論與實(shí)踐幫助。鉆探技術(shù)意義深遠(yuǎn)，從宏觀上看，地質(zhì)鉆探技術(shù)提升了生產(chǎn)效率，改善了工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。從微觀上看，這項(xiàng)技術(shù)與人們的生活分不開(kāi)，直接關(guān)系到人們對(duì)物質(zhì)的需求。科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用更能夠高效利用開(kāi)發(fā)資源，更能夠做到環(huán)境保護(hù)需要，保持人與自然的共生、維護(hù)生態(tài)平衡。

二、地質(zhì)鉆探的作用

（一）能夠全面明確位置

通常情況下，要想科學(xué)作業(yè)，需要有效的信息支撐，那么，工程地質(zhì)勘探前，就需要做好大量的排查摸底，應(yīng)對(duì)施工所在區(qū)域地質(zhì)地貌詳細(xì)了解，掌握精準(zhǔn)的信息數(shù)據(jù)，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，有效分析，確定工程的方法與技術(shù)應(yīng)用，主要是根據(jù)信息的顯示，結(jié)合工程施工特點(diǎn)要求，明確現(xiàn)場(chǎng)的鉆探施工孔位。建筑工程施工需要根據(jù)建筑物區(qū)域輪廓線布置鉆探施工孔位，水壩施工鉆孔位置按照壩軸線選擇布置，地質(zhì)鉆探也是需要根據(jù)礦產(chǎn)分布定位。

（二）能夠合理應(yīng)用技術(shù)

工程地質(zhì)勘探過(guò)程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況確定技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于沒(méi)有特殊要求的，鉆探施工可以用一般方法進(jìn)行，但是對(duì)于一些地質(zhì)情況復(fù)雜，地下水豐富的區(qū)域，就需要采用更加科學(xué)的方法，這就對(duì)技術(shù)有了更高的要求，通常要選擇深度較大的鉆孔才能完成鉆探任務(wù)。

（三）功能性較多

鉆探施工承擔(dān)較多的任務(wù)，包括勘測(cè)任務(wù)、施工區(qū)域巖石特性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文情況探測(cè)等，通過(guò)一次性鉆孔，掌握周邊的情況，這樣才能為后期的施工提供便利條件，保證安全與質(zhì)量，施工中需要保證進(jìn)度，根據(jù)不同的信息提取要求放緩進(jìn)程。

（四）保證了后期工作的精準(zhǔn)性

鉆探技術(shù)做地質(zhì)勘探時(shí)，整體看其適用性較強(qiáng)，鉆探本身不會(huì)受地質(zhì)條件影響，但是，會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)的不同而有所選擇，及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)的情況，才能保證工作精準(zhǔn)，做出正確的分析判斷，提高工作整體效率。

三、地質(zhì)鉆探技術(shù)分析

（一）繩索取心鉆探技術(shù)

該技術(shù)主要是取心過(guò)程中的要點(diǎn)把握，一般情況下不需將鉆桿提出，就能夠?qū)r心提取出來(lái)，施工時(shí)，巖礦心將巖心管裝滿后，或者有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)巖心管堵塞情況，那么就可以使用專業(yè)打撈工具做好提升，把鉆桿內(nèi)巖礦心取出來(lái)，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)能夠避免提升整個(gè)鉆桿柱，大大提高了整體工作效率與質(zhì)量，保證了進(jìn)程。

（二）液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

該技術(shù)主要是通過(guò)沖洗液對(duì)液動(dòng)潛孔錘帶動(dòng)鉆探作業(yè)，液動(dòng)潛孔錘經(jīng)受外力沖擊會(huì)使能量向鉆頭傳遞，這樣就能夠輕松地完成擊破作業(yè)，保證了取樣成功。作業(yè)時(shí)，沖洗液輸送要依靠泥漿泵實(shí)現(xiàn)，通過(guò)反復(fù)運(yùn)動(dòng)使鉆頭能發(fā)出更大的沖擊，實(shí)現(xiàn)有規(guī)律性的重復(fù)作業(yè)，保證了外殼作業(yè)的效果。這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中較多，利用堅(jiān)硬巖石脆性和抗剪強(qiáng)度低的特點(diǎn)，能夠提高鉆孔安全性，保證整體質(zhì)量，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，能夠有效避免鉆進(jìn)的問(wèn)題。

（三）反循環(huán)鉆探技術(shù)

該技術(shù)主要受到循環(huán)介質(zhì)的影響，不同的介質(zhì)會(huì)有不同的施工效果，二者存在一定的差異，介質(zhì)主要有水利及空氣兩種。水利技術(shù)主要是把水或泥漿等向孔底輸送，通過(guò)鉆頭提取獲得巖心，這項(xiàng)技術(shù)有較好的優(yōu)勢(shì)，能夠在實(shí)踐中將完整巖石提取出來(lái)，保證了更加精準(zhǔn)的分析與決策，為相關(guān)的地質(zhì)研究提供了有利條件。空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)受條件的限制，主要應(yīng)用到干旱、缺水地區(qū)，其發(fā)揮的作用更大。

（四）組合鉆探工藝

該技術(shù)主要是多種技術(shù)的組合使用，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各種技術(shù)缺陷，這樣通過(guò)重要的組合，提高了技術(shù)應(yīng)用效果，保證了鉆探質(zhì)量，揚(yáng)長(zhǎng)避短地發(fā)揮好技術(shù)功能。

四、鉆探技術(shù)具體應(yīng)用

（一）繩索取心技術(shù)

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，各項(xiàng)技術(shù)均有著不同的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)不同的技術(shù)應(yīng)用形態(tài)，其中，繩索取心技術(shù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，已經(jīng)完全脫離了傳統(tǒng)鉆探鉆桿的施工方式，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)r心進(jìn)行快速地獲取。應(yīng)用時(shí)，主要是在巖石巖礦心填滿巖心管的時(shí)候或鉆桿有了故障，此時(shí)就可以通過(guò)技術(shù)借助繩索取心解決好各類故障，保證設(shè)備能夠正常工作，不需要將鉆桿從鉆孔內(nèi)提高。這種方法極大地解決了鉆進(jìn)較深區(qū)域地質(zhì)層的問(wèn)題，能夠減少不必要的時(shí)間浪費(fèi)，提升了鉆具施工進(jìn)度，保證了施工時(shí)間。在使用中也減少了不必要的鉆桿和鉆心相互摩擦，使設(shè)備的壽命得到提升，這項(xiàng)技術(shù)在具體施工中有著廣泛的使用，極大地提高了生產(chǎn)施工效率。

（二）液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

隨著技術(shù)全面創(chuàng)新，各種新技術(shù)得到了應(yīng)用，當(dāng)前，液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)更新，通過(guò)不斷換代已經(jīng)成熟，在工程地質(zhì)勘探作業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。該技術(shù)主要就是借助轉(zhuǎn)盤(pán)、回轉(zhuǎn)器、動(dòng)力頭等，全面控制鉆桿，使鉆桿能夠在一定范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)，保證了鉆頭回轉(zhuǎn)快捷。施工時(shí)往往鉆頭會(huì)產(chǎn)生大的壓力，對(duì)周邊的地層產(chǎn)生破壞，如果巖石出現(xiàn)了較大破壞，則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)事故，不利于安全生產(chǎn)，要想對(duì)巖心快速取出，則需要采用液動(dòng)潛孔錘技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)完全改變了傳統(tǒng)意義上的鉆頭驅(qū)動(dòng)方式，可以借沖洗液的作用讓液動(dòng)潛孔錘增大沖擊能力，隨著沖擊力的加大，使鉆頭軸向壓力增加，以此產(chǎn)生更大的回轉(zhuǎn)力和沖擊力，不但節(jié)省了時(shí)間成本，也節(jié)省了材料消耗，極大地保證了工作效率，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)目標(biāo)。施工過(guò)程中，有一些地質(zhì)情況較為復(fù)雜，面對(duì)巖石層硬度較大的情況，其抗剪力較強(qiáng)，這樣的巖層區(qū)域使用此項(xiàng)技術(shù)能夠體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮出作用。

（三）組合鉆探技術(shù)

組合鉆探技術(shù)是多種技術(shù)的結(jié)合，通過(guò)繩索取心鉆探技術(shù)和反循環(huán)鉆探技術(shù)兩種技術(shù)的協(xié)調(diào)應(yīng)用，解決好鉆探復(fù)雜地質(zhì)，節(jié)省成本減少時(shí)間，有效提高了鉆探施工效率。

（四）新型鉆探技術(shù)

技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)了效率質(zhì)量，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，更加先進(jìn)的技術(shù)被應(yīng)用于鉆探技術(shù)中，新型材料應(yīng)用就是最重要的技術(shù)進(jìn)步。當(dāng)前，超聲波技術(shù)結(jié)合金剛石鉆頭的實(shí)踐應(yīng)用，極大地解決了鉆探頭質(zhì)量，保證了安全，特別是在一些復(fù)雜環(huán)境中，如干旱缺水區(qū)域的使用，其鉆進(jìn)效率得到大幅提升。另外，沖洗液革新技術(shù)也能夠降低施工沖洗液殘留。

五、深部礦產(chǎn)勘查常用鉆探技術(shù)分析

（一） 地震反射技術(shù)

地震反射技術(shù)已經(jīng)得到了大面積推廣應(yīng)用，在礦產(chǎn)勘查工作中發(fā)揮了重要的作用。地震反射技術(shù)原理主要是利用地震波模擬傳輸、接收，獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，再通過(guò)對(duì)地震波數(shù)據(jù)的分析，測(cè)算礦層深度范圍。這項(xiàng)技術(shù)操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、施工穩(wěn)定，適用于各種中等復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。缺點(diǎn)是測(cè)定精度低、抗干擾性弱、地震波傳遞路徑長(zhǎng)，面對(duì)復(fù)雜的干擾地層和地質(zhì)情況，測(cè)試的信號(hào)傳遞還不能夠保證連續(xù)性，不利于后臺(tái)數(shù)據(jù)的形成，只有多種技術(shù)相結(jié)合，如借助三維地震成像技術(shù)，就能夠大大提高對(duì)波段的反饋，提高技術(shù)能力。

（二） 遙感測(cè)繪技術(shù)

遙感測(cè)繪技術(shù)在當(dāng)前的應(yīng)用也越來(lái)越多，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，遙感測(cè)繪技術(shù)在對(duì)地質(zhì)測(cè)量時(shí)，能夠保證全區(qū)域的范圍，對(duì)于復(fù)雜地形能夠更加完整地勘察，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地形的整體信息提取。技術(shù)應(yīng)用時(shí)能夠更加方便地進(jìn)行建模，對(duì)于地形地貌能夠清晰標(biāo)出，形成不同層次的分析，最后根據(jù)所得到數(shù)據(jù)影像分析提取，對(duì)深部礦產(chǎn)做好數(shù)量預(yù)測(cè)。

六、深部礦產(chǎn)勘查鉆探技術(shù)應(yīng)用原則

（一）類比原則

礦山開(kāi)采是否科學(xué)合理，需要進(jìn)行樣本的檢測(cè)，作為深部礦產(chǎn)勘查基礎(chǔ)工作，礦石采樣是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，為了保證采樣的科學(xué)，就要應(yīng)用良好的技術(shù)進(jìn)行樣本制作。地質(zhì)技術(shù)人員對(duì)采樣礦石系統(tǒng)分析，得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，樣本是否具備代表性是關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)樣本的詳細(xì)測(cè)定，再?zèng)Q定下一步的深度開(kāi)發(fā)實(shí)施。實(shí)際采樣過(guò)程中，要制定科學(xué)的樣本標(biāo)準(zhǔn)，避免出現(xiàn)樣本的爭(zhēng)議，對(duì)于同質(zhì)地形的樣本要合并收集，做好樣本的編號(hào)編碼，避免出現(xiàn)礦石樣本混淆錯(cuò)誤問(wèn)題。要遵循類比原則，凡是成礦條件和控礦因素相似的都屬于同一成礦系列礦床，這種相似的樣本要做好分析，做好相似礦化標(biāo)志，這樣才能找到差異性，提升找礦工作和找礦技術(shù)使用的效果。

（二）求異原則

求異原則在技術(shù)應(yīng)用中是重要的原則，需要在實(shí)施深部礦產(chǎn)勘查工作中嚴(yán)格把握，此原則為優(yōu)化勘測(cè)精度的核心思想。技術(shù)人員在技術(shù)應(yīng)用中要嚴(yán)格堅(jiān)持求異原則，認(rèn)識(shí)到礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵性作用，需要是從已知到未知，層層分析、項(xiàng)項(xiàng)解碼，通過(guò)對(duì)已知礦床地質(zhì)條件進(jìn)行類比，能夠發(fā)現(xiàn)相似礦床。通過(guò)技術(shù)數(shù)據(jù)處理，合理分析、科學(xué)決斷，綜合判斷分析結(jié)果偏差糾偏。

（三）精度原則

礦產(chǎn)勘查對(duì)于精度要求非常高，如果沒(méi)有精度，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)勘查工作核心目標(biāo)。要想確保勘查精度，就要從源頭抓起，數(shù)據(jù)信息收集至關(guān)重要，技術(shù)人員要高度重視數(shù)據(jù)的來(lái)源與出處，確保源頭數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。要對(duì)得到的圖像分析，不斷進(jìn)行圖像優(yōu)化，使各方面的影響降到最低。嚴(yán)格按照原則標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，避免操作中出現(xiàn)誤差影響精度，要對(duì)重要的指標(biāo)復(fù)核，不能出現(xiàn)連續(xù)誤差，特別是在鉆孔時(shí)要保證垂直度和孔位坐標(biāo)符合要求，及時(shí)做好施工檢測(cè)，出現(xiàn)孔位偏差要立即糾偏。三維地層圖繪制要做好復(fù)核，確保精度。對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理要標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，只有這樣才會(huì)使各項(xiàng)工作銜接順利，數(shù)據(jù)實(shí)用性強(qiáng)。

七、我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）鉆探方法的發(fā)展趨勢(shì)

面對(duì)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)需要，鉆探工作已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)新形態(tài)發(fā)展需要，技術(shù)的缺點(diǎn)也暴露出來(lái)，隨著社會(huì)進(jìn)步，科技進(jìn)步越來(lái)越快，各種新技術(shù)、新方法得到了良好的創(chuàng)新，各種新方法在實(shí)踐得到了良好的檢驗(yàn)。在技術(shù)方法創(chuàng)新上，我國(guó)把握地質(zhì)鉆探技術(shù)新領(lǐng)域，在提高鉆探效率，減少工人施工強(qiáng)度，提升鉆探深廣度上呈現(xiàn)了多方位的發(fā)展趨勢(shì)，高效率鉆探手段在地質(zhì)鉆探工作中得以應(yīng)用，通過(guò)不斷探索開(kāi)發(fā)新的鉆探手段方法。

（二）地質(zhì)鉆探設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)地質(zhì)鉆探在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，支撐了經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要，但也要看到表層和淺層礦產(chǎn)資源已經(jīng)十分匱乏的現(xiàn)實(shí)，要想科學(xué)利用礦產(chǎn)資源，就需要對(duì)深層資源進(jìn)行鉆探。當(dāng)前，傳統(tǒng)鉆探設(shè)備已難以適應(yīng)新條件下的地質(zhì)勘探工作發(fā)展，只有不斷研究制造高強(qiáng)度鉆探設(shè)備，才能解決好深部鉆探問(wèn)題，研發(fā)整套配套設(shè)備是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

（三）地質(zhì)鉆探應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)

地質(zhì)鉆探技術(shù)目前看主要是在地下地質(zhì)情況檢測(cè)、礦藏埋藏深度厚度、巖芯樣品化驗(yàn)分析、目的層開(kāi)發(fā)開(kāi)采工作上應(yīng)用。隨著行業(yè)壁壘的破除，其技術(shù)也會(huì)在更加廣泛的領(lǐng)域得到轉(zhuǎn)化，如煤層天然氣開(kāi)發(fā)、水源地?zé)峋玫确矫妫浼夹g(shù)服務(wù)領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。

結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，要抓住良好的時(shí)機(jī)，推動(dòng)鉆探技術(shù)完善。抓住地質(zhì)鉆探技術(shù)突破點(diǎn)，把握最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加大技術(shù)研發(fā)力度，解決惡劣使用條件和復(fù)雜地層勘探，不斷推動(dòng)我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)更好更快發(fā)展。

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