地質(zhì)綜合勘探中鉆探技術(shù)優(yōu)化研究

摘要：地質(zhì)勘探工作是對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘查與探測，將適宜的持力層確立下來，結(jié)合持力層地基承載力，對(duì)基礎(chǔ)類型加以明確，并將基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算出來的一項(xiàng)調(diào)查活動(dòng)，而且鉆探是地質(zhì)綜合勘探工作的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。基于此，對(duì)地質(zhì)綜合勘探工作的意義進(jìn)行概述，提出鉆探技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用策略，希望以此充分發(fā)揮鉆探技術(shù)的作用，提高地質(zhì)綜合勘探工作的效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)綜合勘探鉆探技術(shù)持力層調(diào)查活動(dòng)

中圖分類號(hào)：TD322

StudyonOptimizationofDrillingTechnologyinGeologicalComprehensiveProspecting

MAJunwei

HenanProvincialNO.1InstituteofResourcesandEnvironmentInvestigationCo.，Ltd.，Zhengzhou，HenanProvince，451150China

Abstract：Geologicalprospectingisakindofsurveyactivity，whichinvolvesexploringthegeology，establishingthesuitablebearinglayers，clarifyingthefoundationtypebasedonthebearingcapacityofthebearinglayerfoundation，andcalculatingthefoundationparameters，anddrillingisthekeylinkofgeologicalcomprehensiveprospecting.Basedonthis，thesignificanceofgeologicalcomprehensiveprospectingissummarized，andtheoptimizedapplicationstrategyofdrillingtechnologyisputforward.It’shopedtofullyutilizetheroleofdrillingtechnologyandimprovetheefficiencyandqualityofgeologicalcomprehensiveprospectingwork.

KeyWords：Comprehensivegeologicalprospecting;Drillingtechnology;Bearinglayer;Surveyactivity

地質(zhì)綜合勘探是一項(xiàng)系統(tǒng)化的工作，做好此項(xiàng)工作，可以了解一定區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，如巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)以及水文等情況，可以用于地球及其成因、演化發(fā)展的分析研究。在物探化探及地質(zhì)構(gòu)造勘查等技術(shù)方法的支撐下，能夠提高地質(zhì)綜合勘探工作的效率及質(zhì)量[1]。此外，在查明地下地質(zhì)情況方面，鉆探技術(shù)不可或缺。鑒于此，為發(fā)揮鉆探技術(shù)的優(yōu)勢作用，提高地質(zhì)綜合勘探工作質(zhì)量效益水平，本文圍繞“地質(zhì)綜合勘探中鉆探技術(shù)優(yōu)化”展開分析研究價(jià)值意義深遠(yuǎn)。

1地質(zhì)綜合勘探工作開展的意義概述

地質(zhì)綜合勘探工作內(nèi)容較多，復(fù)雜程度高，包括物探化勘查、地質(zhì)構(gòu)造勘查、鉆探勘查等相關(guān)工作。在地質(zhì)綜合勘探工作開展期間，使用的技術(shù)方法也較多，如地區(qū)物理勘探方法、鉆探方法、坑槽勘探方法等。結(jié)合實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)來看，開展地質(zhì)綜合勘探工作的意義顯著，主要體現(xiàn)在以下方面。

1.1提升勘探工作效率，保護(hù)生態(tài)環(huán)境

地質(zhì)勘探工作內(nèi)容較多，包括巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、水文、地貌等地質(zhì)情況的勘探，通過進(jìn)一步分析研究，可以了解地質(zhì)資源情況，提升資源利用效率，使勘探工作成本得到有效控制[2]。與此同時(shí)，通過對(duì)地質(zhì)環(huán)境的勘探，有助于地質(zhì)資源的保護(hù)，在對(duì)地質(zhì)資源合理利用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步有助于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，使環(huán)境破壞問題減少發(fā)生。

1.2防范地質(zhì)災(zāi)害

通過地質(zhì)綜合勘探，可以獲取完整、時(shí)效性高的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息，重點(diǎn)對(duì)地質(zhì)環(huán)境情況進(jìn)行監(jiān)測，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，常見的有泥石流、滑坡等，在準(zhǔn)確預(yù)測易發(fā)生的自然災(zāi)害情況下，通過有效應(yīng)對(duì)措施的實(shí)施，能夠使地質(zhì)災(zāi)害得到有效防范，使災(zāi)害損失得到有效減少。

1.3促進(jìn)地質(zhì)勘探事業(yè)發(fā)展

地質(zhì)綜合勘探工作的開展，還有助于工作人員加深對(duì)地球結(jié)構(gòu)與組成的了解，利用地球物化生等技術(shù)方法，可以針對(duì)地球地殼、地幔、地核進(jìn)行探測及分析研究，得到地球內(nèi)部各類信息，了解區(qū)域范圍內(nèi)地質(zhì)情況，完善地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，為地質(zhì)勘探事業(yè)發(fā)展起到有效促進(jìn)作用。

2地質(zhì)綜合勘探需遵循的基本原則分析

地質(zhì)綜合勘探工作開展的意義顯著，為做好此項(xiàng)工作，在實(shí)際工作開展期間需遵循一些基本工作原則。具體而言，主要原則如下。

2.1統(tǒng)籌規(guī)劃原則

在地質(zhì)綜合勘探工作開展期間，需遵循統(tǒng)籌規(guī)劃基本原則，將地質(zhì)勘探的目的明確下來。例如：為了做好找礦工作，實(shí)現(xiàn)找礦目標(biāo)，需提前統(tǒng)籌規(guī)劃，確保地質(zhì)勘探工作能夠順利、有序進(jìn)行。

2.2遵循規(guī)律原則

地質(zhì)勘探工作內(nèi)容較多，復(fù)雜程度高，需結(jié)合既往工作經(jīng)驗(yàn)，尋找規(guī)律，使勘探作業(yè)有序進(jìn)行[3]。所以，在地質(zhì)綜合勘探實(shí)踐工作開展期間，需遵循規(guī)律原則，提高勘探效率，減少安全風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生。

2.3滿足發(fā)展需要原則

基于地質(zhì)綜合勘探工作開展過程中，需滿足發(fā)展需要基本原則，了解分析地質(zhì)區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民生活環(huán)境情況，在避免經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到影響的基礎(chǔ)上，執(zhí)行相應(yīng)的勘探任務(wù)[4]。與此同時(shí)，為滿足勘探工作需求與發(fā)展需求，還需與時(shí)俱進(jìn)，科學(xué)、合理地使用現(xiàn)代化勘探技術(shù)，注重技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新，例如：優(yōu)化其中的鉆探技術(shù)，提升鉆探工作效率，進(jìn)而促進(jìn)地質(zhì)綜合勘探工作效率的提升。

3地質(zhì)綜合勘探中鉆探技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用策略分析

在地質(zhì)綜合勘探工作中，鉆探是非常重要的工作環(huán)節(jié)之一。為確保鉆探工作質(zhì)量及安全性的提升，需根據(jù)勘探工程實(shí)際需求，合理選用、優(yōu)化鉆探技術(shù)。具體而言，鉆探技術(shù)在其中的具體優(yōu)化應(yīng)用策略包括。

3.1鉆探技術(shù)應(yīng)用實(shí)況

鉆探技術(shù)是重要的地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘探技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)為精度高，且直觀性強(qiáng)，具有隨鉆測斜、實(shí)時(shí)糾偏功能。在地質(zhì)綜合勘探中，為確保勘探工作效率的提升，需科學(xué)、合理地應(yīng)用鉆探技術(shù)。值得注意的是，從鉆探技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況來看，基于地質(zhì)勘探中，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果較好，通常基于巖層或覆蓋層中選取適宜的位置，利用垂直鉆孔方式，得到樣土，在分析樣土的基礎(chǔ)上，得到地質(zhì)區(qū)域范圍內(nèi)的相關(guān)資料與數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，在鉆探技術(shù)投入使用期間，需合理應(yīng)用專業(yè)鉆探機(jī)械，使鉆探目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)。但需注意的是，鉆探是一項(xiàng)特殊的工作，因此實(shí)踐應(yīng)用期間，需針對(duì)鉆孔位置、孔壁進(jìn)行加固處理。若未能做好加固處理，易引發(fā)孔壁坍塌風(fēng)險(xiǎn)問題，使勘探結(jié)果準(zhǔn)確度受到影響，并使鉆孔周邊地質(zhì)環(huán)境受到一定程度的影響。

3.2鉆探技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用

鉆探技術(shù)作用顯著，但實(shí)踐應(yīng)用過程仍存在一些有待解決的問題，例如：為了預(yù)防發(fā)生上述提到的孔壁坍塌風(fēng)險(xiǎn)問題，還有孔底隆起風(fēng)險(xiǎn)問題，需在了解孔壁塌陷產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，如土層性質(zhì)原因、地下水情原因等，當(dāng)鉆探深度到水位以下情況，可以利用套管形式，使孔壁穩(wěn)定性增加。同時(shí)，還可以合理利用沖洗液、水泥漿，起到穩(wěn)固的作用，配合使用液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆探系統(tǒng)。在合理利用鉆探技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)物探作業(yè)環(huán)境起到良好的補(bǔ)充作用，特別是處于上覆土層較厚平原地區(qū)，或處于舊礦區(qū)深底部位置，在優(yōu)化使用鉆探技術(shù)條件下，可加深對(duì)該區(qū)域地質(zhì)情況的了解[5]。此外，一些區(qū)域表層含水比較多，導(dǎo)致勘探技術(shù)難以正常應(yīng)用，對(duì)此合理科學(xué)優(yōu)化使用鉆探技術(shù)，提高地質(zhì)勘探工作效率，預(yù)防控制勘探風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

3.3案例分析

1. 3.3.1基本情況分析
2. 國內(nèi)某地質(zhì)煤層勘探工程項(xiàng)目為例，經(jīng)調(diào)查分析，歸類為下侏羅系延安組。其中，可采煤層，煤層厚度均值為11 m，在賦存方面穩(wěn)定性較好。在可采煤層中的直接頂板中，主要為粉砂巖，部分地段相變涉及碳質(zhì)泥巖、泥巖；在底板部位，主要包括灰黑色碳質(zhì)泥巖、灰色碳質(zhì)泥巖。在厚度方面，南小北大，向斜位置厚，背斜位置變薄到尖滅無煤，橫跨厚度包括特厚煤、厚煤、中煤以及薄煤，其中占比大的為其前兩種，以可采區(qū)面積計(jì)算，特厚煤層、厚煤層占比總計(jì)高于80%。且該區(qū)域，煤炭變化規(guī)律比較突出。

3.3.2鉆探技術(shù)優(yōu)化的必要性

對(duì)于上述地質(zhì)煤層工程項(xiàng)目，結(jié)合物探勘探發(fā)現(xiàn)，工作面無煤區(qū)長度250m左右，處于工作面走向750～1000m之間。采取物探方法，難以精準(zhǔn)計(jì)算該區(qū)域邊界。考慮無煤區(qū)邊界能夠準(zhǔn)確確立下來，確保后續(xù)安全回采作業(yè)具備可靠的地質(zhì)材料參考支持，便需合理利用鉆探技術(shù)。在此區(qū)域前期階段，可實(shí)施上分層千米定向鉆孔技術(shù)，通過“以孔代巷”的方式，使瓦斯得到有效治理。此外，在局部區(qū)域鉆探方面，需配套使用液壓鉆機(jī)，對(duì)無煤區(qū)邊界加以確立。

3.3.3千米定向鉆機(jī)鉆探應(yīng)用與優(yōu)化

對(duì)于千米定向鉆機(jī)，主要在工作面回采中應(yīng)用，其目的是對(duì)上隅角瓦斯進(jìn)行有效治理。所以，需將工作面范圍內(nèi)的回風(fēng)巷區(qū)域當(dāng)作主要施工點(diǎn)。在鉆孔過程中，獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，可以應(yīng)用到地質(zhì)勘探過程當(dāng)中。以其中的1、2、3孔號(hào)為例，鉆孔直徑、層位（終孔距離煤層頂板）、水平距離（距回風(fēng)順槽巷幫距離）各項(xiàng)鉆孔參數(shù)如表1所示。選用2YL-15000D礦用履帶式全液壓定向鉆機(jī)，設(shè)備涵蓋了泥漿泵車與定向鉆機(jī)，基于鉆孔期間可對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行隨時(shí)測量，針對(duì)相關(guān)原因所致的鉆孔軌跡偏移問題，例如：受重力影響，或者受軟巖影響，在鉆孔軌跡發(fā)生偏移的情況下，則需及時(shí)進(jìn)行調(diào)整處理，保證鉆孔鉆進(jìn)的正確性及安全性。此外，基于鉆孔期間，利用水進(jìn)行排渣處理，結(jié)合實(shí)際排渣結(jié)果，對(duì)施工區(qū)域的性質(zhì)進(jìn)行分析。

1. 3.3.4液壓鉆機(jī)應(yīng)用與優(yōu)化
2. 在液壓鉆機(jī)方面，選擇ZYW2000型鉆機(jī)，同樣利用水進(jìn)行排渣處理。同時(shí)，使用一般的鉆桿，結(jié)合排渣結(jié)果，對(duì)鉆進(jìn)過程前方地質(zhì)情況加以明確。上述1、2、3孔號(hào)鉆孔施工實(shí)際情況如表2所示。因處于工作面當(dāng)中，無煤區(qū)范圍較大，基于后期回采期，需對(duì)采煤機(jī)的推進(jìn)速度合理調(diào)整。此外，基于備采面，巷道掘進(jìn)期間容易遭遇無煤區(qū)，在掘進(jìn)期間有必要結(jié)合鉆探結(jié)果，對(duì)掘進(jìn)工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以此確保地質(zhì)綜合勘探工作質(zhì)量成效的提升。

4結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)綜合勘探工作的開展意義顯著，有助于勘探工作效率的提升，防范地質(zhì)災(zāi)害等。在此項(xiàng)工作開展期間，需遵循一些基本原則，確保地質(zhì)綜合勘探工作能夠順利、有序進(jìn)行。此外，還需根據(jù)鉆探技術(shù)的應(yīng)用實(shí)況，對(duì)鉆探技術(shù)加以優(yōu)化，以此提升地質(zhì)勘探工作效率，預(yù)防控制孔壁坍塌等風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生，進(jìn)一步有效保證地質(zhì)綜合勘探工作的安全性。

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