地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究

1、    地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用研究    王延英摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷加快，當(dāng)前的鉆探技術(shù)難以適應(yīng)社會發(fā)展的需求，而其暴露的問題也越來越多。針對這種情況，建議重點工作應(yīng)當(dāng)提升鉆探的效率。為此，結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗，探究了地質(zhì)鉆探技術(shù)與應(yīng)用的相關(guān)課題。一方面可以與同行進(jìn)行有關(guān)的交流，另一方面也希望得到相關(guān)讀者對研究不足的批評和指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探技術(shù)；地質(zhì)工程；反循環(huán)式鉆探技術(shù)；繩索取心鉆探技術(shù)：tb：adoi：10.19311/ki.1672 3198.2016.22.101地質(zhì)鉆探技術(shù)屬于學(xué)科技術(shù)，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。在中國，地質(zhì)鉆探技術(shù)發(fā)展歷史很

2、久遠(yuǎn)，很早以前就開始大范圍的應(yīng)用。我國土地遼闊，礦產(chǎn)資源種類很多，儲量也是巨大的。我國的領(lǐng)土面積位居世界第三，擁有大量的資源，實行改革開放之后，更加注重地質(zhì)勘探工作，積極開發(fā)礦產(chǎn)，更好的促進(jìn)了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而也推動了社會的進(jìn)步。最近幾年，中國的現(xiàn)代化建設(shè)步伐越來越快，這也帶動了工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的深入發(fā)展。就如今來說，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是離不開礦產(chǎn)資源的支撐的，現(xiàn)階段，大部分處于淺層而且易開采的礦產(chǎn)都被開發(fā)了，余下的都是處于深層、地質(zhì)復(fù)雜、很難開采的礦產(chǎn)資源，或者是開采難度非常大的礦產(chǎn)，在探測開采這類礦產(chǎn)資源時，不但要根據(jù)有關(guān)的理論知識，還要實地研究和實驗鉆探技術(shù)。這就對地質(zhì)鉆探技術(shù)工藝和設(shè)施提出

3、了更高的要求，需要提高地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用效率，確保鉆探技術(shù)的安全使用，合理控制實施鉆探技術(shù)時的成本，只有這樣，才能最大程度的保證地質(zhì)鉆探的質(zhì)量。1 簡單概述地質(zhì)鉆探技術(shù)在人們的生產(chǎn)活動當(dāng)中，很多方面都會應(yīng)用到地質(zhì)鉆探技術(shù)，例如勘察礦產(chǎn)資源以及收集地質(zhì)狀況信息等等。對于巖土工程勘探來說，地質(zhì)鉆探工作是很關(guān)鍵的一部分。鉆探工作的施工過程，會受到鉆探技術(shù)、鉆探設(shè)施以及鉆探工藝的重要影響，從某種程度上來說，上述因素決定了工程的工期以及質(zhì)量。在鉆探作業(yè)的事前準(zhǔn)備階段，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，合理的選擇施工設(shè)備，同時還要應(yīng)用最新的鉆探技術(shù)以及工藝流程，這樣有利于高質(zhì)量的完成鉆探技術(shù)。在具體實施地質(zhì)鉆探技

4、術(shù)時，經(jīng)常會遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件。舉個例子，某些地層取芯很困難，取芯鉆探之中孔壁不是很穩(wěn)固，鉆孔漏水或者是滲水，這體現(xiàn)出鉆探技術(shù)在施工時常見的問題。如果鉆進(jìn)中孔壁時，穩(wěn)定性達(dá)不到要求，就會導(dǎo)致成孔十分困難，鉆進(jìn)不能很好的運(yùn)轉(zhuǎn)，取芯成為一個難題，巖芯的采用率不能滿足地質(zhì)的需要。所以，為了提高巖土工程勘探的質(zhì)量，必須要重視地質(zhì)勘探取芯率和鉆孔成孔這兩個方面。2 鉆探技術(shù)在地質(zhì)工程當(dāng)中的重要作用我國是世界上的領(lǐng)土大國，擁有眾多的人口數(shù)量，從某種意義上來說，會導(dǎo)致礦產(chǎn)資源的緊缺，這種情況會給國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)收入帶來嚴(yán)重的影響，因此也引起了國家領(lǐng)導(dǎo)人以及政府的更多關(guān)注。中國通過有關(guān)的文件，進(jìn)一步規(guī)

5、定了地質(zhì)工程工作，同時也明確了此項工作的主要任務(wù)，其中最為關(guān)鍵的任務(wù)是“突出能源礦產(chǎn)勘查”和“加強(qiáng)非能源重要礦產(chǎn)勘查”。在地質(zhì)工程領(lǐng)域，政府提供大量的資金支持，不但有正在實行的國土資源大調(diào)查專項基金，還有剛剛開啟的地質(zhì)勘查基金和危機(jī)礦山接替資源找礦專項基金。在部分地區(qū)，還存在地方和個人尋找礦產(chǎn)資源的現(xiàn)象，并且這種勢頭一直不減，愿意在這個方面投入大量的資金。最近幾年，地質(zhì)工程工作得到了快速的發(fā)展，地質(zhì)鉆探作業(yè)的工作量也持續(xù)上升，在個別省份地區(qū)，鉆探作業(yè)工作量年均超過了幾十萬米。通常來說，鉆探項目的資金主要來自于幾個方面，分別是中央財政補(bǔ)貼、地方財政補(bǔ)貼、省資源補(bǔ)償費、國土資源大調(diào)查、市場項目以及

6、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費等。隨著鉆探工作量的不斷上升，對于鉆探技術(shù)和鉆探設(shè)備有了更多的需求。對于我國目前來說，最需要解決的問題就是使地質(zhì)鉆探技術(shù)符合國內(nèi)現(xiàn)階段的實際環(huán)境。就現(xiàn)如今來說，人們所面臨的新情況，就是探索地質(zhì)鉆探技術(shù)如何才可以適應(yīng)新形勢的需要，跟上社會發(fā)展的腳步。3 目前工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的運(yùn)用情況世界上有很多發(fā)達(dá)國家擁有最新的鉆探技術(shù)，和他們比較起來，我國的工程地質(zhì)鉆探技術(shù)具有一定的滯后性。在利用鉆探技術(shù)進(jìn)行施工時，經(jīng)常會用到的巖心鉆機(jī)是立軸式的，這款機(jī)型設(shè)計完成于二十世紀(jì)八十年代左右。而就目前來說，主要是應(yīng)用從國外進(jìn)口的全液壓動力頭鉆機(jī)，現(xiàn)階段，中國也開始進(jìn)一步研究開發(fā)此類產(chǎn)品，并且投向了市場

7、，不過卻還沒有實現(xiàn)大范圍的推廣使用，目前的市場上僅有很少的鉆機(jī)具有鉆深的功能，相關(guān)的市場還有待成熟。從鉆探工藝的角度來說，有不少先進(jìn)的鉆進(jìn)工藝方案僅僅在小范圍內(nèi)適用，還需要進(jìn)一步的推廣。3.1 反循環(huán)式鉆探技術(shù)對于地質(zhì)鉆探技術(shù)來說，反循環(huán)的鉆探技術(shù)屬于目前比較新的鉆探技術(shù)。地質(zhì)鉆探界將反循環(huán)的鉆探技術(shù)看成是鉆探技術(shù)的重大變革。反循環(huán)鉆探技術(shù)包括水利反循環(huán)以及空氣反循環(huán)，這種技術(shù)可以通過上述兩種方法在一個鉆孔中應(yīng)用一套鉆具，進(jìn)行鉆進(jìn)的轉(zhuǎn)換。其中空氣反循環(huán)具有較高的效率且不需要較大的成本，主要適用于干旱的地區(qū)。而水利反循環(huán)在取芯方面比較好，及時的判層有利于節(jié)省時間。在實際操作當(dāng)中，可以結(jié)合地層的現(xiàn)

8、實條件，將兩種鉆探方法結(jié)合起來使用，也可以單獨的使用空氣反循環(huán)鉆進(jìn)或者是水利反循環(huán)鉆進(jìn)，其對于國土資源調(diào)查來說，發(fā)揮著巨大的作用。利用空氣反循環(huán)取樣鉆進(jìn)這個辦法效率是很高的，且不需要太多的成本，不過就目前來說，這種方法并沒有被有關(guān)的地質(zhì)工作人員所認(rèn)可，因此也不可能大范圍的推廣開來?，F(xiàn)階段，在運(yùn)用地質(zhì)施工鉆探技術(shù)時，所采用的某些技術(shù)還處于二十世紀(jì)八十年代的水平。由于我國目前地質(zhì)工程當(dāng)中，鉆探技術(shù)水平還是比較落后的，因此地質(zhì)工程鉆探工作的效率以及效果都沒有達(dá)到一定的要求，具體來說，主要表現(xiàn)為臺月效率不高，在某些復(fù)雜地層進(jìn)行鉆進(jìn)時，存在很多的問題，嚴(yán)重缺乏對深孔進(jìn)行鉆進(jìn)的能力，鉆進(jìn)的成本很高等。由于

9、存在上述這些問題，就導(dǎo)致鉆探技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)工作當(dāng)中時不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。3.2 繩索取心鉆探技術(shù)繩索取心這種鉆探技術(shù)不提鉆取心，它的工作原理是：用巖心管填滿巖礦心，或者是在巖礦心發(fā)生堵塞時，不必把孔內(nèi)的鉆桿柱提到地表，而只需要通過專用繩索和打撈工具將巖礦心的容納管從鉆桿柱里取上來。在具體的操作當(dāng)中，鉆頭僅僅是在需要更換或者是檢查磨損度的時候，才有必要將鉆桿柱全部提升。繩索取心鉆探技術(shù)可以縮短升降鉆具的時間，從而為純鉆進(jìn)爭取了更多的時間，從而使鉆進(jìn)更有效率。同時，還可以降低鉆探機(jī)械的升降系統(tǒng)磨損以及動力損耗，也可以減弱升降鉆桿柱沖洗液給孔壁帶來的沖擊，從而保證孔內(nèi)的安全性。金剛石繩索取心鉆進(jìn)這

10、個辦法應(yīng)用在很多方面，但是并沒有真正的普及開來。雖然液動錘鉆進(jìn)這種手段有很多優(yōu)勢，也得到了大多數(shù)人的認(rèn)可，不過這種手段如果在環(huán)境惡劣的情況下使用，鉆具的壽命和可靠性存在問題，從而會影響到鉆探現(xiàn)場勘測和施工管理水平，因此，在地質(zhì)工程鉆探當(dāng)中，很少應(yīng)用這種手段。在鉆探時，更換鉆頭有很好的效果，不過在實際當(dāng)中，運(yùn)用的也不多。4 結(jié)束語我國的經(jīng)濟(jì)一直保持著飛速發(fā)展的狀態(tài)，中國現(xiàn)階段所擁有的鉆探技術(shù)，越來越不能滿足新形勢下的需要，某些不完善的地方也逐漸的顯現(xiàn)出來。就目前的形勢來看，中國想要在地質(zhì)鉆探技術(shù)方面獲得突破，最關(guān)鍵的就是提高鉆探的效率。目前世界上多個國家在地質(zhì)鉆探施工當(dāng)中，通常都會使用金剛石繩索鉆探取心法，因此我國也需要加大推廣以及普及的力度，同時，針對那些不同的使用條件和不同的地層勘探技術(shù)，也要不斷的進(jìn)行完善，對于中國來說，需要積極吸收西方發(fā)達(dá)國家地質(zhì)工程鉆探技術(shù)的先進(jìn)理念，只有這樣，我國的地質(zhì)工程鉆探技術(shù)才能跟得上世界的發(fā)展潮流，進(jìn)一步的發(fā)展下去。參考文獻(xiàn)1高富麗，劉躍進(jìn)，張偉.我國地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析及發(fā)展建議j.探礦工程（