矿井水文地质工程钻探及发展探寻梁凯峰

发表时间:2020/1/16   来源:《建筑实践》2019年38卷第20期   作者:梁凯峰
[导读] 水文地质钻探是分析地质特征,确保矿井工程顺利施工的重要基础保障

         摘要:水文地质钻探是分析地质特征,确保矿井工程顺利施工的重要基础保障,随着科技的发展,我国的地质钻探技术已经取得了较大的进步,有效了提高了矿井工程的施工质量和效率。
         关键词:矿井;水文地质工程;钻探
         引言
         地质勘探工作一直是我国矿井开发和生产过程中不可或缺的环节,而水文地质勘探工作是地质勘探工作中的主要构成部分。通过对其进行后续的抽水试验,可以进一步确定水文地质参数和水质状况参数,同时可以掌握流动地下水层的实时动态。研究矿井水文地质钻探技术可以有效促进水文地质钻探技术的不断升级,也是确保矿业开发工作长久高效的重要条件。
         1对于矿井工程全面开展水文地质钻探的重要意义
         从煤矿行业的角度来讲,矿井地质勘探占据重要的技术地位。具体针对地质勘探与水文勘探的技术措施而言,水文地质钻探的结论直接决定后续的矿井开采施工。通过开展水文地质钻探工作,可以得到科学性较强的矿井水文地质资料。
水文地质钻探剖面图具体在实践中,运用水文地质钻探的手段主要针对当地的含水层进行勘测与钻探,进而通过相应的取样操作来判定含水层的基本形态特征,提供矿井施工的科学根据。与此同时,关于水文地质钻探的各项工作如果能够保证顺利开展,那么还有利于详细分析当地地表水以及含水层的特征与联系。在目前看来,水文地质技术人员已经可以运用抽水试验的手段,进而推测出完整的地表水以及地下水形态。此外,对于测定水位变化的具体操作过程主要通过判断参数来进行,确保运用动态监测数据来获得当地的水位波动规律。进而体现了水文地质钻探在整个矿井工程中的重要价值。由此可见,全面开展水文地质钻探对于提升矿井质量以及避免采矿施工受到干扰具有重要的意义。   
         2矿井水文地质工程钻探现状
         现代矿井水文地质钻探工作因为必须面对复杂的地质条件、多样性的地下水源以及相关技术设备和施工人员等各类复杂因素的影响,根据其影响因素的不同,将水文地质工程勘探所面临的复杂问题主要可以归结为以下两个方面:一是水文地质钻探设备选择不当。现阶段,国内大多数水文地质钻探工程的施工工作大多实行分配包工制度,也就是将施工工作承包给第三方企业进行施工。这些施工单位为了做到利润最大化,只能不断地节约施工成本,甚至偷工减料。在钻探设备的选择上并不是根据实际开发矿井所在的水文地质状况进行钻探设备选择,而是千篇一律,选择最经济实惠的钻探设备一干到底,从而导致施工工作中出现许多问题。常见的有钻压机压过大、钻压速度和钻头旋转速度不匹配,地质环境承载力与施工设备不匹配等问题。这些第三方施工单位的施工设备大多型号老旧,维护工作也比较缺乏,这在现代水文地质钻探施工中非常普遍,所以施工中经常会出现因为设备问题从而严重影响了施工进度的情况。二是现场施工人员工作能力不足。目前我国许多矿井开发企业中的水文地质钻探施工人员和技术人员专业技术水平不足,职业道德水平较低。工作时自由散漫,法律规范意识淡薄。有些施工人员不遵守相关行业规范,自由随意施工,同时施工现场的技术人员也不能做到有效督促,导致后期的水文地质勘查报告时常数据失真,许多矿井勘测参数和相关水文数据并未进行实际测量就胡乱编造,一些勘测图仅凭主观臆测或目测随意绘制,从而使勘察报告根本不具备科学性和严谨性。
         3促进矿井水文地质钻探工作质量提升的措施
         3.1进行科学、合理的钻探设备选择
         钻探设备的选择对于钻探效率有着直接影响,在实际施工时必须依据当地岩层的钻探难度对钻机参数进行科学选型,尽量选用先进的符合当地参数要求的设备,以为施工提供保障,譬如选用新型的正方向一体化钻头;此外应注重对钻探设备的保养维护,一旦发现钻头过度磨损应及时更换,以确保钻机的最佳工作状态。
         3.2钻探模式优化改造
         水文地质的钻探过程伴随着多种因素的变化和施工安全风险,因此要注重提高整体钻探模式的高效率和安全化。首先是要在工程作业中严格监测钻探水文的状况,包括水位和水温等因素,以及钻探泥浆的变化。

同时也要对钻探设备进行实时观察,避免出现安全问题。其次是要对施工的质量进行及时质检,在此基础上对下一步的施工规划进行调整和优化,选择更为有效的方式完成任务。最后是要保证工程的连续性,在遇到较为复杂的地质条件时,钻探施工往往会受到地形和水文的影响被迫中止,此时应当及时地根据水文状况更换施工设备,避免复杂地质条件的破坏给工程带来影响。
         3.3提升地质勘查人员专业素质
         工程地质勘探工作即便有先进的机器和设备进行辅助,最终的分析和统计工作仍需要由工程技术人员来完成,因此要预防和治理水文地质问题,需要进一步加强地质勘查人员的专业素养,最终培养出一批具有创新精神、理论掌握、娴熟技术和责任意识的高素质人才队伍,为水文地质钻探的理论技术的完善和优化奠定坚实的人才支撑,争取早日解决水文地质问题,实现工程项目的稳定发展。
         3.4改良钻孔布置
         在进行水文地质钻探工作中,应该按照不同功能,使用不同的钻孔,在实验和开采过程中,要将钻孔分开使用。在具体施工过程中,应先收集当地的水文地质资料,然后在布孔的过程中要遵循相应原则,在设计钻孔参数过程中,应该充分考虑钻孔类型及涌水量,防止出现废孔,提高钻孔的利用效率。
         4水文地质钻探新技术发展
         近年来,科技的进步亦让水文地质钻探技术获得显著进步。各类新型技术不断涌现并在实践中成功应用,在此对当前几种新型技术加以介绍:1)液动冲击回转钻探。该技术一方面增强对洗井液的驱动,另一方面在液动回转上增强了潜孔锤的功效,实现了对其潜力的充分挖掘,进而极大的提升了钻机的钻探动力和钻探效率,可以说这一技术的应用是水文地质钻探技术新时代的显著标志,目前已在实际中取得良好的使用效果。2)空气钻探。这一技术以被充分压缩后的空气为介质对钻探出的孔洞进行二次冲洗,从而大幅提升了钻机的破岩能力,加快了钻探工作的整体进度,节约了生产成本。3)绳索取芯钻探。通过这一技术的运用可大幅提升水文地质钻探中的岩芯采取效率,避免了钻机的多次提降,显著降低了设备的磨损。此外绳索取芯钻探技术还有着极强的适应性,在各类地质条件下均可使用。
         目前在深入开展水文地质钻探的具体实践中,技术人员仍然需要逐步进行矿井钻探技术领域的全面研发,尤其是关于地层深部钻探而言。但从目前现状来看,深部钻探技术并未能真正达到健全与完善的程度,因此仍然需要对此进行优化与改进。对于不同的矿井地质特征来讲,应当能够做到灵活选择相应的水文地质勘探手段,通过运用更新水文地质钻探手段的方式来保证顺利完成矿井的深部勘探工作。
         结语
         我国水文地质钻探技术发展比较缓慢,而且起步比较晚,目前此类工程中使用的技术大多都是采用传统方案,一些先进的技术目前还没有投入使用。但是,随着中国经济迅速发展,科学技术不断进步,水文地质钻探技术的发展也逐渐完善。如今,我国水资源比较匮乏,尤其地下水资源出现了危机,因此对水文地质钻探技术的研究,与我国的水资源问题息息相关,受到了国家的重视。在进行水文地质钻探过程中,应该了解当地情况,分析当地环境,选择合适的设备,才能提高钻探的实效性。
         参考文献
         [1]杨伟.矿井水文地质工程钻探现状与发展方向[J].山西建筑,2019(1):93-94.
         [2]朱志刚.矿井水文地质工程钻探现状与发展方向探索[J].能源与节能,2017(03):24-25.
         [3]王燕.浅谈矿区的水文地质钻探技术[J].企业技术开发,2019(11):148-152.
        
        
        
        
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