鉆探技術(shù)對地質(zhì)勘探工作的影響

周軍懷

鉆探是地質(zhì)勘查的一項(xiàng)重要手段。鉆探就是為了查明礦床、地層構(gòu)造、土壤性質(zhì)等，用機(jī)械向地下鉆孔，從鉆孔不同深度采取巖芯、礦樣進(jìn)行分析研究，鑒別查明礦體或劃分地層，判定地層地質(zhì)，為礦山開采和工程施工提供重要地質(zhì)依據(jù)的工程活動，鉆探技術(shù)水平是影響地質(zhì)勘查成果的重要因素。

一、鉆探技術(shù)方法和現(xiàn)狀

1.鉆探技術(shù)方法

鉆探技術(shù)方法按機(jī)械碎巖方式分為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊鉆進(jìn)和沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等；按碎巖工具或磨料分為鋼粒鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)、金剛石鉆進(jìn)、復(fù)合片鉆進(jìn)、牙輪鉆頭鉆進(jìn)等；按獲取巖心的方式分為提鉆取心、繩索取心、反循環(huán)連續(xù)取心等；按沖洗液類型分有清水鉆進(jìn)、泥漿鉆進(jìn)、空氣鉆進(jìn)等；按沖洗液循環(huán)方式分為正循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)鉆進(jìn)、孔底局部反循環(huán)鉆進(jìn)；按取芯方法又分為單管鉆進(jìn)和雙管鉆進(jìn)等，此外還有一些特殊的方法，如井底動力驅(qū)動鉆進(jìn)、定向鉆進(jìn)等等。在地質(zhì)勘探工作中，主要是采用取心回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。

2.鉆探技術(shù)現(xiàn)狀

鉆探技術(shù)和方法近20年來發(fā)展較快，地質(zhì)鉆探技術(shù)水平顯著提高。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法、繩索取芯沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法、不提鉆換鉆頭方法和深孔繩索取芯方法、定向鉆探技術(shù)及取芯定向鉆進(jìn)等技術(shù)水平不斷得到提高，巖心鉆機(jī)鉆進(jìn)深度不斷增大，全液壓動力頭鉆機(jī)和輕便、高效、多功能取樣鉆機(jī)及其配套的鉆進(jìn)工藝方法得到推廣。

3.鉆探程序

鉆探過程主要包括機(jī)場平整、設(shè)備搬遷和安裝、施工準(zhǔn)備、開孔、鉆探取芯和原位試驗(yàn)、量測初見水位、終孔驗(yàn)收、水文觀測、封孔等工序。

二、鉆探技術(shù)對勘探工作的影響

鉆探技術(shù)是地質(zhì)勘探的核心，也是地質(zhì)勘探相關(guān)工作的基礎(chǔ)和前提。鉆探是地質(zhì)勘探的重要手段，鉆探工藝的選擇，直接影響著勘探施工的費(fèi)用、工期、質(zhì)量等各方面。鉆探技術(shù)主要包括設(shè)備、工藝和人員三個(gè)因素，這三個(gè)因素對鉆探技術(shù)的應(yīng)用有著決定作用。

（一）鉆探設(shè)備的選用

鉆探設(shè)備是地質(zhì)鉆探工作的基礎(chǔ)，是鉆探工作的決定因素。地質(zhì)勘探進(jìn)行前首先要編寫勘探大綱，對鉆探工作提出技術(shù)要求。鉆探工作要根據(jù)勘探大綱和技術(shù)要求中的施工環(huán)境、地層條件、終孔深度、孔徑大小、取芯要求等因素綜合考慮鉆機(jī)的選用。先是根據(jù)終孔深度選用合適能力的鉆機(jī)。比如終孔深度要求240米的孔，鉆機(jī)就應(yīng)選用鉆進(jìn)能力300米的鉆機(jī)。如果選用能力200米的鉆機(jī)，就會小牛拉大車，造成遇到卡鉆等事故時(shí)無法處理的狀況；也不應(yīng)選用能力400米以上的鉆機(jī)，這樣就會增加設(shè)備搬遷和使用費(fèi)用。其次還要考慮施工環(huán)境，如果施工場地平整，交通條件便利，設(shè)備搬遷容易，則鉆機(jī)選用時(shí)可不考慮其大小和重量，否則就要選用相對重量輕，長寬高相對小的動力頭式鉆機(jī)、履帶式液壓鉆機(jī)或其它輕便鉆機(jī)。另外，鉆機(jī)的選用還應(yīng)考慮地層的復(fù)雜程度、要求的孔徑大小和取芯要求。如果地層復(fù)雜，孔徑要求大，鉆機(jī)能力就酌情增加；如果對取芯率要求高，采用繩索取芯工藝，則選用鉆機(jī)時(shí)還要考慮鉆機(jī)對繩索取芯的適用性?？傊?，鉆機(jī)的選用是鉆探工作是否成功的決定因素，選用合適，不但能提高鉆進(jìn)效率，還能節(jié)省設(shè)備費(fèi)用。

（二）鉆探工藝的選用

科學(xué)合理的鉆探工藝可以提高鉆進(jìn)效率，節(jié)省人、財(cái)、物，保證勘探質(zhì)量，按期或提前完成鉆探施工。工藝的選擇要考慮場地狀況、地質(zhì)條件、技術(shù)要求、取芯難易程度等因素。單管合金鉆進(jìn)工藝簡單、設(shè)備器具便宜易購，鉆探費(fèi)用低，操作容易，但這種工藝適用范圍小，鉆進(jìn)效率低；繩索取芯金剛石鉆進(jìn)工藝可以連續(xù)取芯，提高純鉆進(jìn)時(shí)間，從而提高鉆進(jìn)效率，但這種工藝對操作人員素質(zhì)要求高，材料消耗費(fèi)用大；如果要求是定向鉆進(jìn)，還應(yīng)該選用定向?qū)Ｓ勉@具?？傊?，不同的地層和要求，應(yīng)該選用不同的鉆探工藝，要綜合考慮，既要提高鉆進(jìn)效率，還要考慮鉆探成本。

（三）操作人員的選用

操作人員是設(shè)備的使用者，是鉆探工藝能否順利實(shí)施的決定者，其水平的高低是工藝能否發(fā)揮效率的關(guān)鍵。隨著勞動力待遇的提高，鉆探人員費(fèi)用逐年增加，因此選用操作人員時(shí)要考慮其素質(zhì)和數(shù)量，這樣對提高鉆進(jìn)效率，減少鉆探成本也有很大的促進(jìn)作用。

（四）新技術(shù)、新工藝的使用對鉆探技術(shù)的革新和進(jìn)步，對勘探效率和質(zhì)量也有著很大的促進(jìn)作用。

鉆探設(shè)備、鉆探工藝、操作人員等因素決定著鉆探技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，而鉆探技術(shù)又決定著地質(zhì)勘探的費(fèi)用、質(zhì)量等諸多方面，因此做好設(shè)備的選擇，采用科學(xué)合理的鉆探工藝，提高操作人員的技術(shù)水平，勘探工作才能節(jié)省成本，調(diào)高效率，順利達(dá)到我們的勘探目的。