論新形勢(shì)下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用

李先波，趙名名，蔡振東

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

1 新形勢(shì)下探礦工程的鉆探技術(shù)應(yīng)用的重要性

地質(zhì)鉆探技術(shù)在我國(guó)擁有著較為悠久的歷史，它表明著人類的生存和發(fā)展，是我們生活當(dāng)中非常重要的歷史科學(xué)。四川的鉆探技術(shù)可謂是鼻祖之始，它是從水資源的尋找到對(duì)鹽的考察，通過(guò)中間不斷地努力，對(duì)當(dāng)時(shí)人類的生活起到了重要的作用，方便了當(dāng)?shù)氐木用裆?。由于這種技術(shù)應(yīng)用到人類的生活，所以廣為流傳，很多領(lǐng)域不斷推崇，不斷擴(kuò)大。改革開(kāi)放后的中國(guó)對(duì)此技術(shù)更為重視，甚至流傳到世界，當(dāng)經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)襲來(lái)，它更是帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此時(shí)市場(chǎng)對(duì)礦產(chǎn)的需求就更大了。但存在一定的弊端，那就是很多礦業(yè)在當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下大部分已經(jīng)被無(wú)情開(kāi)采了，而現(xiàn)有的礦業(yè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不利于開(kāi)采和挖掘。若要對(duì)此特點(diǎn)的礦業(yè)入手研究，則需要相關(guān)理論的強(qiáng)大支撐，但其背后也存在了很大的實(shí)踐問(wèn)題。如何精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)新型礦業(yè)，提高鉆探效率保持穩(wěn)定，保證工程順利進(jìn)行，縮小鉆探技術(shù)成本費(fèi)用，性價(jià)比逐步提高，這也一直都是地質(zhì)工作者長(zhǎng)期思考的問(wèn)題，也將是今后的改革的一個(gè)切入點(diǎn)。我國(guó)各方面的技術(shù)水平都會(huì)隨著社會(huì)的進(jìn)步而提高，在裝備工藝等領(lǐng)域都會(huì)有所涉及，因此我國(guó)地質(zhì)勘探事業(yè)大家有目共睹。

2 新形勢(shì)下探礦工程的鉆探技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 目前技術(shù)無(wú)法滿足新形勢(shì)要求

我國(guó)現(xiàn)階段的礦業(yè)發(fā)展面臨著巨大的資源滯后危機(jī)，國(guó)家在此技術(shù)上投入了大量的人力物力。我國(guó)的地質(zhì)勘探工程影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以我國(guó)為這種技術(shù)提供了有力的思想，對(duì)于發(fā)展要求也是更加提高了，在新形勢(shì)科學(xué)發(fā)展兩方面影響下，探礦工程危機(jī)四伏，而解決這個(gè)難題最主要的就是對(duì)探礦工程的應(yīng)用與發(fā)展，將高標(biāo)準(zhǔn)，高手段，新技術(shù)結(jié)合為一體，全部用到應(yīng)用管理上，為此建立一套合適并能長(zhǎng)期存在的應(yīng)用體制。

2.2 巖芯鉆探技術(shù)水平過(guò)低

眾多地質(zhì)的開(kāi)采對(duì)礦業(yè)的需求是越來(lái)越大，這種找礦趨勢(shì)逐步增大，自然會(huì)對(duì)鉆探的工作量有更高的要求，有的工程開(kāi)采隊(duì)在原本的工程市場(chǎng)工作了多年，早已習(xí)慣了最初的探礦工程工作，如今又轉(zhuǎn)回到了固體礦業(yè)鉆探施工，經(jīng)歷多少磨礪，鉆探裝備也早已不完善，而且地質(zhì)巖心鉆探技術(shù)工作者對(duì)鉆探施工經(jīng)驗(yàn)早已匱乏，目前很多鉆探工人不會(huì)使用原始的鉆探技術(shù)，很多鉆探工作更是聞所未聞，也就是說(shuō)極度缺乏鉆探經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)取礦工作有很大的影響。

3 鉆探施工在礦山地質(zhì)資源勘探的作用

3.1 資源勘探

我國(guó)國(guó)土資源遼闊，礦產(chǎn)顯赫，但是開(kāi)發(fā)性不算很高，人類對(duì)此的浪費(fèi)十分嚴(yán)重，但仍有很大的應(yīng)用空間。經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，地質(zhì)勘探技術(shù)不斷增強(qiáng)，資源開(kāi)發(fā)受到限制是由于其變化不太明顯。世界上有些發(fā)達(dá)國(guó)家都可以完成地下八百米的資源勘探它們的資源利用率極高。我國(guó)相對(duì)于此并結(jié)合國(guó)情現(xiàn)狀存在較大差距。所以在依據(jù)國(guó)情基礎(chǔ)上，要加大經(jīng)濟(jì)的投入，對(duì)鉆探工程技術(shù)格外重視，除此之外也要保護(hù)環(huán)境，完善地球科學(xué)。通過(guò)一步步研發(fā)科技創(chuàng)新，探礦工程技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)資源開(kāi)采科學(xué)利用，發(fā)揮更有效的開(kāi)采價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

3.2 鉆探取樣

我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)為資源科學(xué)提供了有力的參考經(jīng)驗(yàn)，例如：鉆探技術(shù)中的勘測(cè)技能，對(duì)協(xié)調(diào)地球物理和探礦間的關(guān)系有協(xié)調(diào)作用，而且還支持提供資源開(kāi)發(fā)終檢技術(shù)支持用于探礦工程中。從地表層內(nèi)取樣可以利用鉆探施工技術(shù)，將取出來(lái)的樣本用于實(shí)物探究。除此之外，我國(guó)所應(yīng)用的海洋研究和航空研究與這種鉆探技術(shù)也有著緊密地聯(lián)系，地下勘探也一樣。

現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展十分迅速，地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)也不斷加深，使用頻率也在逐步擴(kuò)大，所以科學(xué)家們不但要對(duì)整個(gè)地球表面的外部資源進(jìn)行了解，也要重視內(nèi)部結(jié)構(gòu)的充分探究。這樣的方式運(yùn)用鉆探技術(shù)去考察錯(cuò)綜復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，豐富了信息強(qiáng)化，對(duì)其星體結(jié)構(gòu)也有充分的認(rèn)識(shí)，在這種過(guò)程中取樣，為科研活動(dòng)提供更有利的價(jià)值信息，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，資源利用率也相應(yīng)的提高了。

4 探礦工程的鉆探技術(shù)的應(yīng)用

4.1 金剛石繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用

地質(zhì)勘探中有一種新型的提取手法，利用右磨料來(lái)汲取鉆探工藝手法，每一種鉆探工藝都會(huì)有相對(duì)應(yīng)的鉆探設(shè)備。鉆探設(shè)備是整個(gè)探探礦工程的關(guān)鍵部分，它影響了整個(gè)技術(shù)的成本費(fèi)用的高低。金剛石在如今已經(jīng)作為了基本磨料添置在鉆機(jī)里面，這將會(huì)給勘探公司更為繁重的工作量來(lái)定制設(shè)備與它配套?，F(xiàn)如今很多勘探隊(duì)伍依然采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，采用的裝備也非常陳舊，有些工作根本就不能施展開(kāi)來(lái)，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要來(lái)源之一，單單這一條件就根本無(wú)法滿足要求，這自然而然也就成為國(guó)內(nèi)探礦產(chǎn)業(yè)的一大困難高發(fā)期。金剛石鉆頭直接影響了這一技術(shù)是否成功，它的質(zhì)量和性能與鉆取效果息息相關(guān)。而在眾多勘探學(xué)者的不斷努力下，中國(guó)已經(jīng)研制出不同造型而且技術(shù)參數(shù)很高使用壽命很長(zhǎng)的索取心金剛石鉆頭。這其中包含著很多種類型的鉆頭，有人造金剛石聚晶鉆頭，有金剛石孕鑲鉆頭，有天然表鑲金剛石鉆頭。除了這種多類型的鉆頭，他們的性能也日益滿足了繩索取心鉆入底層層級(jí)的需要，其中鉆頭的質(zhì)量也是毋庸置疑的，甚至是使用壽命在世界上也是名列前茅的。對(duì)薄壁繩索取心的系統(tǒng)研究也是復(fù)雜又充滿意義的，對(duì)薄壁利用高強(qiáng)度的鉆桿鉆探，是利用壓強(qiáng)的理論知識(shí)減少了碎石的面積，這樣就能提高鉆研的效率，這項(xiàng)工作自然而然地成為成為日后工作重點(diǎn)。

4.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)

對(duì)于其技術(shù)操作工藝流程，實(shí)際上是根據(jù)它所接觸的介質(zhì)不同來(lái)定義，這種技術(shù)分為兩種，即水力反循環(huán)和空氣反循環(huán)?？諝夥囱h(huán)，顧名思義是運(yùn)用空氣作為介質(zhì)，減少空氣分子的接觸空間，增大它的壓強(qiáng)密度，通過(guò)雙臂鉆桿的外管將其中的空氣擠壓到管底，這樣空氣之間分子運(yùn)動(dòng)比速度變大，造成空氣膨脹以至于推動(dòng)孔底作用于巖石上，而作用后的空氣返回地表，其中夾雜著巖屑，人們就是根據(jù)這些巖屑來(lái)用于鉆探取樣的分析化驗(yàn)。水力反循環(huán)，是以清水或者泥漿作為循環(huán)介質(zhì)，利用鉆桿將管中的液體通過(guò)膨脹氣體間隙送至管底，取心鉆頭得到的是柱狀巖芯，不同之處在于如果只用巖屑就作為推斷的主要理由是不太合理的，因?yàn)槟承┑刭|(zhì)的形狀和本身構(gòu)造都存在較大差異，在很多要求下不能滿足條件，水力反循環(huán)相比之下利用性更高，也降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，唯一的不足之處就是取樣效率略低，同時(shí)對(duì)能源消耗力度也加大。

4.3 空氣泡沫鉆取技術(shù)

對(duì)于那些獨(dú)特的土礦資源要利用更獨(dú)特的鉆取技術(shù)，針對(duì)干旱缺水的地質(zhì)，泡沫鉆取技術(shù)則是有沖擊性的，主要有震源孔和水文水井?？諝馀菽@進(jìn)技術(shù)在速度上要比其他技術(shù)快得多，有明顯優(yōu)勢(shì)，那樣如果想要連環(huán)取芯就要用到這種技術(shù)，自然而然工作效率也會(huì)大大提升。

4.4 液動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

這種技術(shù)采用了兩種不同的方式，回轉(zhuǎn)和聯(lián)合相互作用，然后產(chǎn)生一種巨大威力來(lái)?yè)羲閹r石，這是沖擊式鉆進(jìn)技術(shù)和回轉(zhuǎn)式技術(shù)的結(jié)合體，相互促進(jìn)。這也是它們最大的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上也大大提高了鉆探工作的工作效率。它們的工作原理是其中的液能通過(guò)擠壓泵采用驅(qū)動(dòng)力量對(duì)液動(dòng)潛孔錘中的沖錘沖撞產(chǎn)生動(dòng)能，促進(jìn)空氣的流動(dòng)。不斷對(duì)其施加壓力，產(chǎn)生動(dòng)能擊碎巖石。就現(xiàn)階段的發(fā)展，小口徑的液動(dòng)潛孔錘技術(shù)越來(lái)越純熟能夠在勘探行業(yè)試探進(jìn)行，因?yàn)樗谝恍┦偷責(zé)犷I(lǐng)域使用還不算太多。

4.5 定向鉆探技術(shù)

定向鉆探法若要被使用，是需要有一定附加條件的，它需要依賴專門的鉆探工具，而且還需要特定的路線來(lái)根據(jù)預(yù)測(cè)的路線方向通過(guò)人工控制方式探取鉆孔方向，來(lái)達(dá)到所需要的目的。在使用這種技術(shù)過(guò)程中，最關(guān)鍵的就是方向，只有確定了方向才能確定測(cè)量設(shè)備。對(duì)于特殊的地質(zhì)，在鉆探時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些障礙，延緩鉆探的速度，如果用常規(guī)的鉆探方式延緩速度肯定是達(dá)不到要求的，所以就可以通過(guò)這種技術(shù)節(jié)約成本減低工作量，從而提高工程質(zhì)量，一來(lái)節(jié)約了建筑成本，也對(duì)工程進(jìn)度有了大大的提升。但是有一點(diǎn)，對(duì)超高取芯的要求用這種技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。

4.6 高強(qiáng)度化學(xué)觸變堵漏技術(shù)

這種技術(shù)表現(xiàn)出來(lái)的應(yīng)用原理就是化學(xué)中的觸變劑成分復(fù)雜，必須對(duì)他有相應(yīng)配置，作為一種黏性很強(qiáng)的液體，它具備與水相排斥的能力，作用就是為了把相關(guān)水分從出現(xiàn)漏水的地層中驅(qū)走。這種物質(zhì)接觸變劑后，會(huì)產(chǎn)生一些復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從液體變成凝膠體，密度增大，完全形成了兩種物質(zhì)，因此不能相融在一起了，水也因?yàn)檫@不再流動(dòng)。水具備這樣的屬性，這樣在漏失水分中加入化學(xué)觸變劑混合無(wú)機(jī)觸變劑，讓他們二者發(fā)生反應(yīng)形成凝膠阻止水分的流失，最終的結(jié)果就是能夠迅速將缺口堵住。在此同時(shí)，化學(xué)觸變劑還能與其他物質(zhì)相結(jié)合，利用的就是化學(xué)反應(yīng)，作用于橋架，與堵漏技術(shù)結(jié)合在一起，讓堵漏技術(shù)范圍增大，使在堵漏后的地層應(yīng)有的承載力也漸漸變大。高強(qiáng)度化學(xué)觸變堵漏技術(shù)，用于漏失嚴(yán)重的地表結(jié)構(gòu)是再合適不過(guò)了。它的主要具有的堵漏技術(shù)方式表現(xiàn)為：化學(xué)觸變劑需要研磨材料的制作和在選擇應(yīng)用成分上是比較占優(yōu)勢(shì)的，無(wú)機(jī)觸變劑也屬于一種交聯(lián)劑，當(dāng)他接觸聚合物后，會(huì)引起交聯(lián)固化的反應(yīng)，無(wú)機(jī)材料的選擇是非常重要的，在其中加入相應(yīng)的化學(xué)劑催化兩者結(jié)合，再放入膨脹劑，能有效加強(qiáng)這幾種成分的凝結(jié)。堵漏工藝的分析探究明確了堵漏孔段的深淺長(zhǎng)度，對(duì)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)科學(xué)評(píng)估，因此此項(xiàng)技術(shù)的所運(yùn)用到的參數(shù)也可以明確表示。

4.7 其他鉆探技術(shù)

除了上面幾種鉆探技術(shù)，還存在一些別的鉆探技術(shù)。組合鉆探技術(shù)也算是一種工藝工程，它融合了上面幾種方式，其優(yōu)點(diǎn)就是采用了上述方法的各種優(yōu)勢(shì)來(lái)應(yīng)對(duì)較為復(fù)雜的勘探工程，如果根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及地質(zhì)需要合理選擇鉆探方法，這樣便在工程建設(shè)上提高了工作效率，對(duì)工作者的施工壓力也大大降低，對(duì)成本的消耗也是節(jié)省了一大部分，其優(yōu)勢(shì)也是雙向的，降低了工作人員的工作強(qiáng)度。這些便是我國(guó)現(xiàn)階段廣為應(yīng)用的廣泛的勘探技術(shù)。科技時(shí)代不斷創(chuàng)新，我國(guó)大部分生產(chǎn)廠家也在不斷地更新性價(jià)比更高的產(chǎn)品，對(duì)鉆探技術(shù)和設(shè)備材料有了更進(jìn)一步的創(chuàng)新。例如：節(jié)水鉆探技術(shù)就是針對(duì)我國(guó)國(guó)內(nèi)某些地區(qū)地質(zhì)干旱長(zhǎng)期缺水的地質(zhì)研制，除此之外，我國(guó)選擇金剛石作為勘探主要材料利用超聲波技術(shù)對(duì)工程勘探技術(shù)有了非常成功的幫助，不僅提高了鉆頭的使用期限還提高了工作效率。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的國(guó)土遼闊，深厚的土地中蘊(yùn)藏著更多豐富的礦產(chǎn)資源，但對(duì)礦產(chǎn)資源的適當(dāng)開(kāi)采也是很有必要的，他給人類供應(yīng)資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。地質(zhì)勘探技術(shù)的純熟依靠的是對(duì)地質(zhì)形態(tài)構(gòu)成的調(diào)查研究還有資源勘探技術(shù)的挖掘和創(chuàng)新，所有的努力都是為了能夠促成勘探鉆探工程順利進(jìn)行，更進(jìn)一步提高勘探水平，為了能夠在今后的發(fā)展中利用技術(shù)更加穩(wěn)健，更好地滿足礦業(yè)各種要求，所有探礦工作者更需要探求最新研發(fā)機(jī)構(gòu)來(lái)整合這些技術(shù)規(guī)模，在重點(diǎn)區(qū)域采用合理化建議，依照可持續(xù)發(fā)展的理念，讓探礦工程技術(shù)發(fā)展得更加強(qiáng)大。