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浅谈钻探技术在金属矿山地区地质勘探 中的应用

赖建钟

德化鑫阳矿业有限公司

摘要: 文章旨在探讨金属矿山地区地质勘探过程中钻探技术的应用,首先简单阐述地质勘察阶段钻探技术具备的优势,主要表现为钻探方法简单便捷、易于操作,可以有效帮助工作人员掌握地质基本情况,然后对钻探技术在地质勘探中的实际应用进行深究,包括液动潜孔锤钻探技术、定向钻探技术等,主要概括了技术工作原理及适用环境。希望相关论述能够为同行提供参考。
关键词: 钻探技术;金属矿山地区;地质勘探
DOI:10.12721/ccn.2023.157250
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地质勘察旨在通过现场勘测收集水文、土壤等资料,这些数据决定了后续工作方向。但地质勘察难度较高,具体勘察过程中难免遇到各种问题,正因如此勘探人员要结合实际情况引入科学有效的技术手段。钻探技术主要通过机械作用力采集深层土样,借此掌握地质基本信息,了解岩层结构及分布,明确地底作用力生成情况。

1钻探技术在地质工程勘察中的优势

1.1以简易钻探方法为主

地质勘探过程中为加快工作进程减少时间投入,一般情况下作业单位会选用钻探技术,多数情况下钻探深度控制在200m左右。故而,可采用结构较为简单且更轻便的钻探设备,即可有效完成勘探工作,采集相关数据资料,而且这一方式能够控制勘探成本支出,避免能耗过重。

1.2因地制宜选择合适的钻探技术

地质勘探过程中应结合环境现状引入最为合适的钻探技术,这一技术是以其它技术作为辅助条件达到破碎岩石的效果。同时,该技术也可用于收集地下信息,掌握地质结构分布及组成,对矿物质做出客观评价,预测地底矿物质存储。经过长期发展,我国钻探技术在人力、物力等条件辅助下衍生出多种技术,例如潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术等。因勘察技术类型不同,其各自的特点和优势也不同,工作人员需根据勘察要求选择适当类型,不同技术对材料和设备所提要求存在差异。

1.3对地质情况有全面的掌握

地质勘察初期,工作人员要掌握勘察目标基本情况,包括地质信息及周围自然环境,基于作业需求引入合适的勘探方式。结合资料设计勘探方案,确定具体勘探线路明确钻探点位,以方案为导向控制孔洞规模。

2工程地质勘察中钻探技术的应用

2.1液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤钻探技术是回转钻探技术优化改进之后生成的,主要利用冲洗液为潜孔锤提供动力,实现粉碎地底岩层结构的目的。较早期技术相比,改进之后技术冲击力更强,能加快钻头钻进速度,减少勘探阶段成本支出。这一技术具有较强的适应性,对应用环境也没有过于严格的要求,能有效提升钻孔水平及质量。多数情况下,该技术用于硬度较高的岩层钻探中,除此之外,液压泥浆过程中需根据实际情况加入适量沙子,还要考虑钻头运动过程中与周围地质结构产生的摩擦力。伴随勘探行业发展,该技术应用范围将更加广泛,需对其应用进行深入研究和分析。

2.2定向钻探技术

运用这一技术对金属矿山地区进行勘察时,工作人员要提前设计钻探线路,准备勘探所需各类工具,依照方案对勘探现场进行钻孔,技术人员需具备较高操作水平,控制孔洞各项参数满足勘探目标。如果勘测对象地层较深,操作过程中可能会遇到某些较为特殊的环境,这无疑会增加勘探难度,降低工作效率同时浪费时间与精力。如果仍旧使用常规钻探技术将无法实现工作目标。利用定向钻探技术可减轻工作人员承担压力,优化操作阶段成本支出,提高勘探质量缩短工作时长,从实际应用情况来看依旧无法有效满足高取芯要求。

2.3反循环钻探技术

这一技术应用方式可细分为两种,具体运用要结合地质条件。当水源较为充足的情况下,工作人员可选用水利反循环技术,以钻杆为通道将介质传输至孔洞深处,通过钻头收集柱状岩心,之后将其从孔洞中取出。这一方式优势在于能够获得较为完整的岩石结构,方便勘察工作深入收集精准数据资料,但会延长勘察时间,成本支出随之增加。如果勘察目标水源储备并不充足,工作人员可以空气为媒介,凭借机械作用力对空气进行压缩处理,之后将其导入孔洞深处,一旦空气膨胀之后会立即生成较大作用力,随即推动潜孔锤运动破坏地底岩石结构生成反向作用力,将空气与岩石碎片传至地表,分析碎片即可实现检测目的。上述内容是水利反循环技术具体应用,这一技术常用于水源储备较少环境,不需投入过多人力资源,操作简单只能获得岩石碎片,得到的勘探结果缺乏准确性。鉴于此,应用过程中操作人员要对勘察环境进行全面分析,以便确定勘探方法。

2.4绳索取心技术

此项技术的优势在于一般情况下不需要使用钻杆,也能够获取岩心,只要钻头不出现故障,就不需要使用钻杆。并且这项技术在操作上非常便捷,不需要设置较深的钻孔,能够获得岩心的质量,大大的提升的钻探的工作效率,并且能够有效的减少工作的频率和工作的强度。目前,在地质勘探系统中这项技术得到的了广泛的应用并且取得了非常好的效果。

2.5其他钻探技术

除上述内容之外,还有多种钻探技术用于地质勘探中。组合钻探正是其中之一,该技术可看做多种技术结合之后的产物,具备上述技术应用优势,能结合勘察现场环境及作业需求选择适当钻探方式,提高勘察效率同时减少工作人员承担的压力,优化控制勘察成本加快工作进程。上述所提技术在我国地质勘探方面应用广泛,伴随科学技术持续创新,某些厂商陆续推出新型钻探设备及材料,勘察地质更为复杂的环境。譬如,节水钻探技术主要用于勘察过于干旱的地质环境。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,选择金刚石作为主要材料,在提高钻头使用期限的同时,也提高了工程勘探效率。

3结束语

总而言之,由上述分析内容可以看出,钻探技术在地质勘察方面应用广泛,该技术较为复杂对工作人员个人能力有较为严格的要求。当前钻探技术应用形式呈现出多元化特征,故而工作人员根据工作现状引入最为合适的勘察技术,例如当岩层硬度较低的情况下可引入液动潜孔锤钻探技术,如果勘测目标处于深底层中可使用定向钻探技术。工作人员应更具实际情况,秉持实事求是的原则开展勘察工作,坚守职业底线努力完成本职工作,夯实后续勘察基础为钻探技术未来发展作出贡献。 

参考文献

[1]刘浩.地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用研究[J].中国金属通报,2022(1):181-183.

[2]张靖超.矿山深部地质钻探施工中钻孔结构设计思考[J].世界有色金属,2021,000(010):192-193.

[3]周东富,孙鑫,刘树华,等.地质探矿工程中地质勘探技术的运用及安全问题[J].2021(2019-20):136-137.