淺析金屬礦的鉆探技術(shù)

摘要：由于金屬礦床成因復(fù)雜，以及后期地質(zhì)構(gòu)造對(duì)金屬礦床的影響，導(dǎo)致巖石的完整性以及力學(xué)性質(zhì)差異很大，鉆探工程中容易出現(xiàn)鉆孔坍塌等問(wèn)題。金屬礦對(duì)國(guó)家的安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有較大的影響力，鉆探技術(shù)對(duì)于找礦的重要性不言而喻，因此，本文對(duì)金屬礦的鉆探技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討與分析。

關(guān)鍵詞：金屬礦床；鉆探技術(shù)；組織管理

1.鉆探技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查的作用

礦產(chǎn)資源是維持人類生存的一種重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是國(guó)家安全的一種保證，并推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。在礦產(chǎn)資源的勘查項(xiàng)目中，以地質(zhì)工作為核心，地球物理、地球化學(xué)、遙感、測(cè)量等是勘查地質(zhì)工作不可缺少的方法和手段?？辈楣こ踢M(jìn)行到一定階段后，通過(guò)鉆探對(duì)礦體的規(guī)模及形態(tài)進(jìn)行控制與驗(yàn)證，同時(shí)測(cè)定礦石品位。當(dāng)前的物理、化學(xué)等探測(cè)技術(shù)對(duì)礦體的規(guī)模及位置的控制并不精確，鉆探工程是深部找礦必不可少的重要手段。由于金屬礦床形成原因復(fù)雜多樣，成礦作用及后期地質(zhì)構(gòu)造的影響，導(dǎo)致巖石的完整性及其力學(xué)性質(zhì)差異很大，鉆探工程中容易出現(xiàn)破碎帶、硬巖鉆進(jìn)以及鉆孔坍塌等問(wèn)題。

2.我國(guó)當(dāng)前的鉆探技術(shù)

鉆探技術(shù)對(duì)于找礦的重要性不言而喻，我國(guó)著名的河南省的鉬礦田、白云鄂博礦區(qū)以及其他大量的鋁土礦床的探明，都是通過(guò)鉆探技術(shù)確定了其高儲(chǔ)存級(jí)別的金屬開(kāi)采量。鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘查中一直發(fā)揮著巨大的作用，而現(xiàn)階段的鉆探技術(shù)是找礦不可缺少的手段。

2.1.反循環(huán)鉆探技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)通常包括水力反循環(huán)與空氣反循環(huán)兩種技術(shù)，二者的區(qū)別主要在于循環(huán)的介質(zhì)的不同。泥漿或者水充當(dāng)水力反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)，在循環(huán)過(guò)程中介質(zhì)被傳送到孔底部，取心鉆頭就能夠得到柱狀的巖心，隨后巖心與沖洗液同時(shí)回到地面；而空氣作為空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)，在雙壁鉆桿外管的作用下被傳送到孔底部，由于空氣的劇烈膨脹產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力，使得底部的潛孔錘劇烈的撞擊底部的巖石，空氣返回地面的同時(shí)巖屑也被帶到地面上，通過(guò)這些巖屑我們就可以探查出這個(gè)礦的一些基本信息。

空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)和水力反循環(huán)鉆探技術(shù)，它們的適用范圍很廣泛，無(wú)論是在復(fù)雜的地層錨固施工或注漿，或是在有松軟缺陷的地層中都可以采用這兩種鉆探技術(shù)。水力反循環(huán)鉆探技術(shù)與空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是低成本和低勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于缺水干旱的地區(qū)，空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)更為適合，不足之處在于空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)獲得的巖屑樣本，代表性不強(qiáng)，不能夠完整的反映出礦床結(jié)構(gòu)的缺陷；而通過(guò)水力反循環(huán)鉆探技術(shù)得到的巖塊相比于空氣反循環(huán)鉆探獲得的巖屑更加完整，所需的勞動(dòng)強(qiáng)度也比空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)更低，完整的巖塊充分的保證了對(duì)礦層結(jié)構(gòu)判斷的精確性，缺點(diǎn)是對(duì)水資源的耗費(fèi)比較大，鉆進(jìn)的速度較慢且工作效率低。

2.2 繩索取心技術(shù)

繩索取心技術(shù)具有十分廣泛的應(yīng)用范圍，在我國(guó)的很多領(lǐng)域中，如鉆探天然氣、鉆探固體礦產(chǎn)等領(lǐng)域，都應(yīng)用了繩索取心技術(shù)。這是由于在獲取巖心的過(guò)程中，繩索取心技術(shù)不需要提升鉆桿，只有在鉆頭出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，必須更換鉆頭的時(shí)候，才會(huì)用到鉆桿。正是因?yàn)槔K索取心技術(shù)的便捷性及適應(yīng)性，繩索取心技術(shù)才獲得廣泛的應(yīng)用。在提取巖心時(shí)，繩索取心技術(shù)并不需要提升鉆桿柱，其核心是在發(fā)生堵塞問(wèn)題的時(shí)候用打撈器及時(shí)打撈裝滿了巖礦心的巖心管。繩索取心技術(shù)鉆進(jìn)的深度深，在保證了鉆進(jìn)的效率的同時(shí)還能夠保證獲取巖心的質(zhì)量。打撈工具的存在使得即使作業(yè)中發(fā)生阻塞的現(xiàn)象，也可以及時(shí)打撈，減少礦心與鉆具之間的摩擦，進(jìn)一步保證了獲取巖心的采取率。由于不需要頻繁的拉升鉆桿，所以在保證鉆頭的使用壽命的同時(shí)也降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.3液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

我國(guó)在液動(dòng)潛孔錘這類鉆探技術(shù)的應(yīng)用方面及獲得的研究成果，領(lǐng)先于世界上的其他國(guó)家。目前，這一技術(shù)主要應(yīng)用于水電建材、金屬礦山以及石油化工等領(lǐng)域中。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)利用的是沖洗液帶動(dòng)液動(dòng)潛孔錘工作的原理，即沖洗液在施工現(xiàn)場(chǎng)的泥漿泵的輸送下，液體能量作用于液動(dòng)潛孔錘，鉆頭也受到這一能量的傳遞，而與鉆頭接觸的巖石則被破碎，鉆頭的頻繁的反復(fù)運(yùn)動(dòng)能夠產(chǎn)生有節(jié)奏的沖擊效果。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)是對(duì)回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的一種改進(jìn)，在沖擊力和回轉(zhuǎn)力的作用下，鉆進(jìn)效率大幅提升，同時(shí)也降低了鉆孔的成本。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)適用于巖石堅(jiān)硬的區(qū)域，能夠充分利用堅(jiān)硬巖石的特點(diǎn)，解決其他鉆探技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，同時(shí)還可以保證鉆孔的質(zhì)量。

液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)通常應(yīng)用于巖質(zhì)堅(jiān)硬以及脆性較大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，一直處于高頻的狀態(tài)下，因此施工中必須重視設(shè)備的緊固問(wèn)題。由于沖洗液質(zhì)量直接關(guān)系這液動(dòng)錘的磨損，所以最好選擇含沙量低、粘稠度也較低，潤(rùn)滑效果好的泥漿。在高強(qiáng)度的作業(yè)條件下，無(wú)法充分保證液動(dòng)潛孔錘的使用壽命以及良好的工作狀態(tài)。所以，今后的動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)研究重點(diǎn)應(yīng)放在在延長(zhǎng)潛孔錘的使用壽命的同時(shí)提升潛孔錘的工作效率。

2.4鉆探技術(shù)的組合

應(yīng)用于礦體的勘查工程中的鉆探技術(shù)是一項(xiàng)比較復(fù)雜、比較系統(tǒng)的工藝。由于不同的礦體層次與不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇相適應(yīng)的鉆探技術(shù)，反循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取心技術(shù)與液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)三種技術(shù)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此將這三種技術(shù)組合到一起，形成一個(gè)新的綜合性的鉆探技術(shù)，三種技術(shù)的結(jié)合能夠更為充分發(fā)揮每一種鉆探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在降低勞動(dòng)的強(qiáng)度和成本的同時(shí)，保證了鉆探的效率，同時(shí)也增加了經(jīng)濟(jì)效益。

3鉆探現(xiàn)場(chǎng)的組織與管理

3.1.鉆探施工的管理

鉆探工藝技術(shù)以及設(shè)備選型是影響著深孔鉆探成功與否的關(guān)鍵因素之一，而鉆探施工的管理質(zhì)量同樣影響著深孔鉆探是否能夠成功。高水平的技術(shù)管理人員對(duì)深孔鉆探施工的指導(dǎo)，鉆探技術(shù)人員對(duì)鉆探生產(chǎn)的管理與技術(shù)研究，以及施工操作工人熟練的技術(shù)，這都是保證深孔鉆探成功的重要因素。

3.2.人員與作業(yè)方式

為發(fā)揮鉆探技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查的作用，需要優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的組織與管理。首先對(duì)于鉆機(jī)的維修及使用，應(yīng)安排專門(mén)的技術(shù)人員與管理人員，并實(shí)行責(zé)任制。深孔施工過(guò)程中，施工技術(shù)人員配置充足，每組保證至少一名技術(shù)人員，施工采用4班6h的方式，保證施工人員最佳的體力狀態(tài)，在充分發(fā)揮設(shè)備與人力資源的潛力的情況下，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3.后勤保障體系

金屬礦的鉆探技術(shù)施工具有較長(zhǎng)的周期，深孔鉆探的施工也有較高的風(fēng)險(xiǎn)。為保障鉆探施工能夠安全有序的進(jìn)行，需要加強(qiáng)對(duì)鉆探技術(shù)后勤保障體系的建立，對(duì)施工中需要的材料做好充足的準(zhǔn)備，如：準(zhǔn)備好鉆探設(shè)備的主要零件、管材、泥漿材料以及鉆頭等等。

4.結(jié)語(yǔ)

礦產(chǎn)資源嚴(yán)重影響著人們的生活方式，是人類賴以生存重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是國(guó)家安全以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。在當(dāng)前資源嚴(yán)重短缺的環(huán)境條件下，研究人員應(yīng)加快對(duì)相關(guān)的鉆探技術(shù)的研究，更深入的了解鉆探技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，使得現(xiàn)場(chǎng)施工的工作人員掌握熟練的鉆探的技能，從而真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)鉆探技術(shù)的飛速進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

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