新形势下探矿工程的钻探技术研究 吴邦俊

发表时间:2021/7/19   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:吴邦俊
[导读] 科学技术的飞速发展有效的提高了我国探矿工程的质量和效率,在新形势的时代背景下,不断发展钻探技术并确保钻探新技术在不同探矿作业中能够真正为所用

       安徽省地矿局327地质队  安徽省合肥市  230011
       摘要:科学技术的飞速发展有效的提高了我国探矿工程的质量和效率,在新形势的时代背景下,不断发展钻探技术并确保钻探新技术在不同探矿作业中能够真正为所用,在提质增效的同时有效保障探矿工程的总体质量,显得尤为重要。大力推动钻探新技术的研发以及新技术在不同探矿作业工程中的适宜性和针对性,优化应用是有效促进地质勘探事业进一步发展的关键。
       关键词:新形势、探矿工程、钻探技术


       一.钻探技术概述
       钻探技术是一种对地下资源进行勘查、对地下信息资料进行考证、对地下资源进行评估的一种技术方法。在我国地质勘查工程中,钻探技术发挥着重要作用,利用钻探技术可以对地下资源情况进行全面的了解,进而为勘察、开发、利用等工作提供支持。近年来,随着科学技术的不断进步,我国钻探技术研发领域也有了飞速的发展,研发出了能与发达国家相媲美、提质增效的钻探新技术,为推动我国地质勘查事业的长足发展起到了重要的支撑作用。钻探技术具有精度高、不受地下水限制、钻探速度快、钻探时间短等优点,在地质勘查工程中,应用钻探技术可以有效提高钻探质量和效果,为优化工程施工提供有效的数据和信息,对提高工程质量和效率具有重要意义。目前在地质勘查工作中常用的钻探技术包括潜孔锤反循环钻进技术、空气泡沫钻进技术、绳索取心钻进技术等。另外新型的节水钻技术、对接井钻技术在工程中也有着广泛的应用,这些钻探技术的应用在很大程度上提高了探矿效果。
       二.钻探技术的应用价值
       我国在很长一段时间内,均借助大量开发矿产的方式,为经济发展助力,而对矿产资源的依赖性,导致我国需求量与日递增,由此可见,利用钻探技术开展探矿工程是大势所趋。虽然钻探技术投入使用的时间较长,受多方因素制约,我国相关行业仍有极大发展空间,针对上述情况,政府选择下达文件和增加资源投入力度的方式,期望能使现存问题得到有效解决。
       我国矿产行业所面临问题,主要是简易矿床均已完成开采,而剩余矿床的地势普遍较为复杂,开采难度极大。而持续发展观的提出,又使资源开采作业面临着全新要求,仅对基础知识进行研究,所能取得效果十分有限,只有加大研发新技术的力度,才能使相关行业具备长期发展的条件。因此,对探矿工程正由浅层开采过渡至深层开采的当下,根据地质环境所呈现出复杂程度,结合深层开采要求,对钻探技术进行科学构建很有必要,只有这样才能确保地下资源得到高效获取,与此同时,区域环境也不会受到严重破坏。
       三.探矿工程常用的钻探技术
       1.定向钻探技术
       定向钻探技术一般是通过专业的技术对地质层进行数据分析对比,确定地底目标岩石层的钻探具体方向,然后开展固定钻探施工。因为深层地质钻探找矿所处的地质条件复杂,预测难度大,定点钻探能够有效防止钻探施工时出现目标偏移或者钻探失效的现象发生。如果按照专业数据进行科学定点,确定了钻孔前进方向,钻探深入地质层,找到煤矿资源的几率更高。但是在实际钻探操作时,定向钻探技术并未得到有效利用,操作技术也未更新,很多采矿单位还是用传统的钻孔机械,受到地质层未知条件的干扰,还有操作施工技术的影响,钻探设备就会偏离设定的目标方向。这样的钻孔操作会导致勘测工作的失误,错过重点区域的煤矿资源开发,影响煤矿资源勘探分布的全局判断。目前定向钻探技术被广泛应用于我国的一些直径比较小的矿区中,通过对矿区半径的精准定位,确定地底煤矿资源的储存位置和储量。为了提高煤矿资源的开采率,煤矿开采单位要加强对定向钻探技术的应用与探析,充分利用先进的定向钻探技术,掌握钻探的准确方向,利用高科技更加灵活的控制钻探机械,加强对地质深层的矿产资源勘查。



       2.反循环钻探技术
       反循环钻探技术引领了钻探技术的革命,是一种全新的钻探技术工艺。按照循环介质不同, 分为水(或泥浆)循环和空气循环两种。这种技术的循环方式和正循环相反,泥浆或者空气通过钻具环空到达钻孔底部,经过钻头通过钻具内返到地表,进行地质钻探的时候,既可以单独使用某种钻探工艺技术,也可以根据地层结构结合使用两种或者以上钻探工艺和方法。 反循环钻探技术具有循环速度快,钻探效率高,有利于保护地层的特点。空气循环技术具有循环效率高、成本低等特点,适用于干旱地区钻探施工。
       3.金刚石绳索取芯找矿技术
       金刚石绳索取芯找矿技术主要是利用金刚石本身硬度高的特点,因此在找矿过程中可以利用金刚石在地层中进行钻探作业,利用金刚石在地层中进行钻探作业不仅能够应对各种地质状况而且可以达到更深的深度,非常适合进行深部地质的找矿工作。金刚石绳索取芯找矿技术在地质找矿作业中的应用非常广泛,综合地质钻探效果在各种找矿技术中最为出众。我国是在二十世纪七十年代对金刚石绳索取芯找矿技术进行引进的,由于该技术的引入时间较短, 我国在该技术的矿产开采深度与应用效果上与发达国家相比仍有很大距离。一般在深部地质中开展找矿工作主要是利用普通钻杆以及金刚石钻头穿过绳索取芯并钻具内管来完成找矿作业,该技术的使用可以明显增大作业量,但与此同时开采成本也会显著上升;除此之外,金刚石钻头有限的使用寿命也在一定程度上对该技术在我国国内的应用与推广造成了限制, 目前我国自主制造的金刚石钻头作业效率不高, 仅有四十米的使用寿命并且应用成本很高。 因此应当对金刚石钻头的制造技术加以钻研,提升金刚石钻头的质量与使用寿命,积极在我国推广金刚石绳索取芯找矿技术。
       4.潜孔锤技术
       潜孔锤技术在我国出现的时间较早,其应用效果也十分明显。该技术强调利用水资源为钻头、泥浆泵的运行提供动力,而钻头的作用,主要是将岩石彻底粉碎。目前,该技术的应用方向为金属矿,由于该技术可以避免钻头短时间内被损坏的情况出现,因此,对其加以应用,既能够使钻探效率得到显著提高,又可使施工成本得到控制,为工程效益的增加提供保证。在实际施工时,以下内容需要引起重视:金属等坚硬岩石极易给机器带来严重磨损,除特殊情况外,施工人员均应选择清水,作为主要动力源,在对机器可靠性与稳定性加以维持的基础上,确保其寿命能够得到有效延长,另外,这样做还可使自身安全获得保障。
       5.其他钻探技术
       除了上述几种钻探技术外,还包括其他各种形式的钻探技术。其中,组合钻探技术与其说是技术,不如说是一种工艺。组合钻探融合了上述几种技术,这种工艺不仅包含上述几种技术的使用优势,同时还能根据施工现场钻探需要及现场地质条件合理选择钻探方式,从而在提高工程建设效率的同时,减轻工作压力,降低勘察成本,降低勘察人员的劳动强度;上述几种都是我国目前应用较为广泛的钻探勘察技术。随着科技的发展,我国的部分生产厂商也逐渐研制出各种新型钻探技术和设备材料,扩大了勘探空间,能够对一些地质条件较为复杂的区域进行勘察。此外,为了进一步提高钻探工作效率, 我国还使用了超声波技术制作钻头,并选择金刚石作为主要材料,在提高钻头使用期限的同时,提高了工程勘探效率。
       结语:
       综上所述,在地质勘探工作中,其对于工程质量有着非常高的要求标准,随着工程量的增加,工作人员必须要采取更加高效的方式来提高开发效率,通过应用新兴钻探技术能够有效促进地质勘探事业的进一步发展。
       参考文献
       [1]冯建国 钻探工程施工技术工艺研究及注意事项[J] 世界有色金属2017(16):266-267
       [2]上官清阳 地质勘查中钻探技术的应用探讨[J] 世界有色金属2017(16):201-202
       [3]董泽训 基于固定矿产开采区的钻探深孔工程施工技术应用研究[J] 世界有色金属2020 (8):51-52

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