超前地质钻探

超前地质钻探（共8篇）

超前地质钻探 篇1

摘要：以齐岳山隧道进口施工为例,介绍了超前地质钻探技术在岩溶富水、高压突水、突泥的复杂地质条件下的施工工艺、成果分析、技术特点,从而为以后同类隧道施工奠定了基础。

关键词：隧道施工,岩溶富水,高压突水,超前地质钻探

1 工程概况及地质条件

宜(昌)万(州)铁路是我国铁路建设史上施工难度最大的一条铁路,也是我国第一条把地质超前预报工作纳入一道施工工序的铁路。齐岳山特长隧道为全线控制性和重难点工程,地处湖北省利川市城外西偏北23 km处,东起野茶乡乐园沟,向北西垂直穿越齐岳山及荆竹园等台地,在百丈沟下真咀出口,进口里程DK361+255,出口里程DK371+783,隧道全长10 528 m。进口段3 645 m,洞身最大埋深670 m,全隧单面反坡排水,为13‰,15.3‰的下坡。本标段隧道工程地质和水文地质极其复杂,主要地质构造为齐岳山背斜,穿越二、三叠系灰岩地层,全部位于可溶岩地段,发育有大、小鱼泉及得胜场三条暗河,穿越9条较大断层。预测日正常涌水量约为14.6万m3/d,日最大涌水量约为74.3万m3/d。施工难度极大,不可预见因素较多,被列为全线八大Ⅰ级风险隧道之一,主要工程地质问题有:岩溶及岩溶高压富水;突水、突泥等。

2 超前地质钻探施工工艺

2.1 超前地质钻探的分类及应用

根据单循环探测长度,将超前钻探大致分为三类:长距离超前钻探(一般为80 m～120 m)、中距离超前钻探(一般为30 m～60 m)、短距离超前钻探(一般为5 m)。长距离超前钻探用于深孔探测,根据探测情况宏观上初步判识前方大范围内有无明显较大地质异常,为下步掘进里程、细化探测方案实施及后续施工准备提供初始资料;中距离超前钻探用于中短范围内探测,根据多孔探测验证基本确定前方有无重大地质异常,可为施工方案制定提供直接依据;短距离超前钻探用于探测地质情况不稳定,地质变化频繁、不均质地层,通过周边全方位加密探孔以探明掌子面周边隐伏岩溶情况,常用作长距离、中距离钻探的补充验证措施。

2.2 超前地质钻探施工

2.2.1 施工准备

钻机在洞外检修完毕,置于运输车辆上进洞,钻探施工前,根据所选钻机作业场地或钻探平台要求搭设钻探工作平台,做好平台准备;现场钻探材料:孔口管、麻丝、快硬水泥、锚固剂、止水闸阀备齐,做好材料准备;钻机用电及高压风、水管线现场连接就位,做好动力准备;钻机及所有配套设备运行调试完毕,做好开孔准备。特别指出,当地质条件差,为预防钻探过程中出现大规模涌水、突泥突石致使掌子面失稳崩塌,掌子面需施工混凝土止浆墙进行封闭,必要时掌子面附近临时仰拱封闭,以充分确保钻探施工安全,避免地质灾害的发生。

2.2.2 开孔施工

1)测量标定孔位。钻机就位、设备运行调试完毕后,开钻前,测量技术人员测放出拱部、掌子面中线及标高控制点,现场技术人员根据预先设计的钻孔位置、角度(立角、偏角)采用钢尺、铅锤及地质罗盘仪配合定出孔位及角度,并使钻头段与主动杆保持同一方向对准孔位,然后将钻机定位,做好开孔准备。2)开孔。钻机定位后,视围岩情况选用合适钻头(常用ϕ108钻头开孔)开孔2 m～5 m。3)安装孔口管。孔口管根据所选钻机的配套钻头大小进行配套加工,常用钻头直径为76,91,因此常采用ϕ108无缝钢管作为孔口管,一般为2.0 m长,围岩较差地段可适度加长孔口管,以确保锚固止水效果。孔口管管身缠绕几道麻丝以进一步封堵孔口管与岩壁间空隙,孔口管底部采用锚固剂封堵约10 cm～15 cm。洗孔后,用高压水冲洗孔壁,然后拌合快硬水泥成糊状,塞入孔内,大约需用半包水泥,将孔口管对准孔口放入孔内,外置钢板保护好孔口法兰盘,然后用钻头冲击顶推孔口管至孔内预定深度,顶推过程中先装入孔内的快硬水泥由于受到挤压从孔内沿孔口管与岩壁间空隙返出,从而完全填塞周壁空隙,将孔口管周壁紧紧包裹,再加上几道麻丝的膨胀封堵,孔口管基本不会跑浆漏水。4)孔口管锚固与加固。用性能良好的锚固剂将孔口管与掌子面接触带锚固严实,进一步加强锚固效果,防止下一步钻探施工中出现高压涌水,导致侧壁漏水或后期注浆施工中跑浆。在掌子面打设锚杆并用连接钢筋将孔口管与锚杆焊接牢固,以进一步加固孔口管,防止高压涌水将其从孔中拔出发生意外。

2.2.3 钻探施工

1)钻孔。待锚固2 h后,在孔口管上安装ϕ100闸阀,并安设好垫片拧紧螺栓,目的是出水时可以及时关闭,做到可防可控。换ϕ76或ϕ91钻头开始钻进,钻机由具有丰富经验的专职钻机操作手操作。钻孔过程中技术人员旁站,时刻注意钻速、钻压、冲洗液情况及是否有卡钻等异常现象(特别是地质变化里程段、涌水或渗水处里程、岩体破碎带),并将每回次进尺同步做好记录,包括异常情况的声像资料及时拍摄收集,整个钻孔过程形成完整、全面的记录。2)换孔或结束钻探。待钻孔达到设计深度,经技术人员检查合格后,停止钻进,撤出钻杆,完成该孔钻探施工,换孔定位或结束钻探施工。

2.3 超前地质钻探成果分析

在原始数据整理的基础上,结合对比其他物探信息和本段围岩设计地质信息及实际施工中前期揭示的地质情况和地质征兆,分析评价前方围岩工程特性,为下步施工方案制定提供依据。有时为了进一步探明前方地质情况,往往需要增加探孔数目,进行多角度、全方位的探测。必要时,还需进行钻孔取芯验证。

3 超前地质钻探预报技术的特点及应用中的局限性

3.1 超前地质钻探预报技术的优点

1)超前地质钻探具有直接、准确的特点。超前地质钻探根据钻孔的钻进情况和冲洗液情况在直观上探测到前方围岩的某些特征,经过大量探测成果的分析和开挖后揭示的地质情况对比,超前地质钻探具有直接、准确的特点。

2)超前地质钻探为后续注浆施工做好了必要的准备工作。

3)超前地质钻探在溶腔探测方面具有其他预测预报手段无可比拟的优势。

3.2 超前地质钻探预报技术的局限性

超前地质钻探同物探方法一样,也是一种超前地质预测预报技术,由于目前所采用的各种地质预报手段都有一定的缺陷,同样超前地质钻探也存在“一孔之见”的缺陷,在地质异常复杂地段也存在探测偏差或误区,因此隧道施工期间的地质超前预报必须是“以地质方法为基础,集各种预报方法所长”的综合预报。

4 超前地质钻探预报技术在齐岳山隧道施工中的成功运用

齐岳山隧道平导施工至PDK364+005掌子面时,进行下循环超前钻探过程中,遇到宽度约10 m的富水粉细砂充填的溶腔。经过PDK364+005掌子面超前周边钻探及PDK363+997周边钻探和近一个月的洗孔注浆处理,基本上摸清了溶腔的发育规模与性质,掌子面前方5 m～10 m范围内为大型泥砂充填溶腔,横向影响范围大于25 m,主要靠近左边墙发育,对线路中线右侧影响范围较小,水压0.18 MPa～0.30 MPa,虽然甲方及设计单位多次组织专家会商,但对于直接处理该溶腔仍是没有制定出合理可行的方案,迫不得已掌子面停止掘进,而采取了施工横通道,另开工作面的暂时方案,溶腔处理工作暂停。后期在平导右边墙以30°角向正洞方向进行2孔超前钻探及7-2号横通道中部进行平行隧道中线反向超前水平钻探后,对探测情况分析表明,如果采取迂回导坑从平导和正洞中间通过,这样施工难度比直接处理溶腔降低许多,在实际施工中也是可行的,由于探测到位,掘进施工较快。迂回改线施工方案降低了施工难度,节约了处理时间,缩短了工期。可见,超前地质钻探为PDK364+005溶腔处理方案作了技术上的参考与指导,同时也论证了施工方案的可行性。

5 结语

在地质异常复杂的齐岳山隧道施工中,以超前地质钻探预报技术为主的预报手段,成功探测溶腔187处,有效的预测了前方地质情况,化解了施工风险,实现了突水、突泥、岩溶富水高风险隧道的安全顺利贯通。

参考文献

[1]宜万铁路建设指挥部.宜万线复杂隧道地质超前预报实施细则[Z].2005.

[2]陈晓广.综合地质超前预报在齐岳山隧道施工中的应用[J].地质灾害与环境保护,2010,21(1):97-100.

[3]骆文学.齐岳山隧道施工中物探与钻探的应用比较研究[J].现代隧道技术,2009,46(2):112-118.

[4]席继红,周永胜,闫小兵.快速钻探技术在岩溶隧道超前预报中的应用[J].工程地球物理学报,2008,5(1):89-95.

[5]田旭东.超前地质预报在长大隧道中的应用[J].山西建筑,2009,35(6):301-302.

超前地质钻探 篇2

一、掘探一体化工作执行情况

1、我矿4月份根据公司要求，成立了矿井“掘探”一体化安全体系领导机构，并以潞矿漳地测字[2008]38号文件下发了《关于成立漳村煤矿矿井“掘探”一体化安全体系领导机构的通知》。

2、制定了矿井“掘探”一体化运行管理办法、超前钻探工作措施落实制度、责任追究奖罚制度、资料整理分析制度、钻探设计编制及审批等制度。

3、建立了“掘探”一体化逐次钻探记录台帐。

4、依据我矿采掘计划，编制了月度超前钻探及年度超前钻探网络图。

5、根据公司要求，我矿利用物探、钻探探测的主要巷道是2103运巷、2103瓦斯巷、2103切眼、22皮带延伸巷南北段、22材料延伸巷南北段、2203运巷、1312下风巷、2304运巷等，探小煤矿采空区及地质构造的是北翼皮带延长巷、北翼材料延长巷、1312下运巷及1312下出煤巷等，1－10月份，总掘进进尺3261.8m，总计探测距离15061.44m，其中：物探探测28次，探测距离1900m，进行钻探探测98次，施工钻孔158个，累计钻进13161.44m，具体情况如下：⑴、2103运巷进行物探探测1次，累计探测距离50m；⑵、2103切眼进行物探探测2次，累计探测距离100m;⑶、2103瓦斯巷进行物探探测3次，累计探测距离150m;⑷、22皮带延伸巷南北段进行物探探测8次（其中单点探测5

次，炮测3次），累计探测距离490m；

⑸、22材料延伸巷南北段掘进进尺867.6m，进行物探探测10次（其中单点探测9次，炮测1次），累计探测距离530m；进行钻探9次，施工钻孔19个，累计钻进2183.2 m，钻进正前方1006.31m。

⑹、2203运巷掘进进尺1813.7m，进行物探探测4次(其中单点探测3次，炮测1次)，累计探测距离200m；进行钻探56次（其中探测断层有2次，探测陷落柱有1次），施工钻孔72个，累计钻探5926.1m，钻探正前方3121.8m。探测陷落柱1327.35m。

⑺、2304运巷掘进进尺158m，进行钻探5次，施工钻孔5个，累计钻探272.1m，钻探正前方272.1m。

⑻、1312下风巷掘进进尺52.5m，进行钻探4次，施工钻孔4个，累计钻探162.1m。

⑼、1312下运巷进行了地质构造探测，进行钻探1次，施工钻孔23个，累计钻进2954.65m。

⑽、1312下运巷及出煤巷进行了探小煤矿采空区，进行钻探9次，钻孔共有13个，累计钻进639.5m.（11）、北翼皮带延长巷进行了探小煤矿采空区，钻探23个，累计钻进1023.79m。

二、钻机设备情况

我矿钻机设备有三种：分别为KHYD40dIA钻机（4台）、TXU-150型钻机（5台）、ZYJ269/168架柱式液压回转钻机（2台）。

三、掘探一体化工作的亮点及具体实施方法

亮点：

绘制了超前钻探施工进度图，将每次钻探成果及时填绘到钻探施工进度图上，使超前钻探数据、资料更直观、明朗。

具体实施方法：

⑴、各队组执行有掘必探、先探后掘制度，各掘进、开拓队组及通风队为“掘探”一体化的实施主体，具体负责超前钻探，正常掘探工作由掘进、开拓队实施，地质异常钻探由通风队负责实施。

⑵、各掘进、开拓队设立队组“掘探”一体化领导组织机构，按照相关职责建立健全管理制度，做到责任明确到人。

⑶、各队组有一名技术员专门负责每次钻探过程中的技术指导和资料上报。

⑷、钻探时，做好记录，安全员现场监督，记录的各项数据必须如实填写，现场由跟班队干、安全员签字认可。

⑸、每次打钻结束，队组于次日上午将打钻情况报送地测科，以保证地测科能及时分析，排除异常，确保预报的准确性和打钻的连续性。

⑹、“掘探”工作面悬挂打钻记录牌板，并按要求填写清楚各项内容，记录牌板于每次探测结束后及时跟进。

四、掘探一体化运行过程中存在不同层面的问题

按矿井“掘探”一体化文件要求我矿还存在如下不足之处：一是由掘进队组进行钻探工作，经验不足，钻探操作需进一步提高，我矿由教育科组织培训班进行了资格培训；二是钻探的覆盖范围不足，不

能全面的掌控掌子面前方的地质情况，三是在设备方面正常掘进的巷道超前探测使用的是KHYD40dIA型钻机，这种钻机钻进深有限，钻探频率高。四是控水装置在煤层裂隙发育时不能及时有效的凝固达不到控水目的；五是由于钻机不能取芯，钻探出现异常情况时，难以判断构造性质。

五、对公司78号文件相关内容的意见和建议

针对公司各矿特殊区域及地质构造“掘探"一体化的工作经验由公司地质处进行汇总整理，并组织各矿每半年进行一次技术交流研讨会。

六、对今后掘探一体化工作的思路

一是要加强钻探人员培训，进一步掌握操作技能；二是进行钻探控水装置的改进，在遇到突水情况时能快速控制水势；三是购置新型取芯钻机，在钻探过程中遇到异常时可取芯进行构造性质的判断。

漳村煤矿

2008年度超前钻探工作总结

漳村煤矿地测科

超前地质钻探 篇3

关键词：千米钻机,成孔距离,轨迹,高效

1 前言

中煤能源鄂尔多斯分公司母杜柴登煤矿是中煤蒙陕亿吨级煤炭基地的主力矿井之一, 一期工程设计生产能力为6.0Mt/a, 二期设计生产能力为10.0 Mt/a, 现处于矿井建设阶段尚未正式投产, 井下主要掘进巷道为首采30201工作面的2条回风巷和2条运输巷, 30201工作面长度为3500m, 宽度为240m, 设计生产能力为4.2 Mt/a。威胁该工作面的主要含水层是3-1煤与2-2中煤之间的延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层, 现已施工的3-1煤顶板超前探水钻孔, 实测单孔最大涌水量达到220m3/h, 最大水压达到3.8MPa;因此巷道掘进阶段的超前探水工作在巷道快速掘进、安全施工方面显得尤为重要。母杜柴登矿是全机械化生产的现代化矿井, 并在超前探水中大胆引进了千米定向钻探技术, 已累计完成8个钻孔, 钻进进尺4056m, 取得了良好的效果。

2 ZDY6000LD钻机介绍及应用

2.1 钻机各部分介绍

ZDY6000LD钻机最大扭矩6000N·m, 最大驱动力180k N, 配套Φ73mm中心通缆钻杆, Φ96mm平底烧结胎体式PDC钻头和Φ153mm、Φ193mm扩孔钻头;同时配备YHD1-1000随钻测量系统, 该系统可随钻测量钻孔倾角、方位角及螺杆钻具面向角等主要参数, 可实现钻孔参数、钻孔轨迹的即时显示, 便于施钻人员随时了解钻孔施工情况。

2.2 钻探施工

(1) 钻孔设计和钻场布置

根据钻孔用途、钻具所允许的弯曲强度、钻孔类型以及实际的地质状况设计钻孔, 钻场均利用联络巷进行布置, 钻场尺寸设计为6.5m×5.5×2.5m。母杜柴登矿已先后分别在30201工作面1号和2号回风巷中间利用回风联络巷施工钻场4个, 成孔8个, 钻进深度单孔580~708m。

(2) 钻进

开孔:首先依据设计的钻孔倾角和方位角, 用Φ96mm钻头开孔至孔口管埋设深度;

扩孔:再用Φ153mm钻头第一次扩孔到孔底, 接着用Φ193mm钻头第二次扩孔到孔底;

固管:埋设孔口管并进行注浆固管, 待凝固后进行定向钻机;

钻进:使用Φ96mm定向钻头+Φ73mm螺杆马达+Φ76mm下无磁钻杆+Φ76mm测量探管+Φ76mm上无磁钻杆+Φ73mm通缆钻杆+Φ76mm水鞭, 利用泥浆泵产生的压力水进行定向钻进, 并根据实际情况每前进一段距离, 测量一次钻孔倾角、方位角和工具向角及时参照设计调整钻探轨迹。

(3) 取得效果

千米定向钻机从投入使用到现在, 在4个钻场共完成8个钻孔, ZDY6000LD钻机在岩层中钻进的最长距离708m, 包括钻机搬家、钻场硬化、孔口管埋设等共耗时11天, 保证安全掘进678m, 取得良好的实际效果, 并消除了探水时间和掘进的接续矛盾。

3 千米定向钻探技术应用效果分析

3.1 钻探作业可与掘进同步进行

常规钻探方式在探水作业期间, 要求将钻机稳固在掘进工作面, 掘进设备必须退后10m范围, 并且在探水作业期间, 掘进作业无法正常施工、只能停工, 这极大的束缚了高产高效掘进设备的生产能力。

千米定向钻探的钻场布置在掘进工作面侧后方, 由于钻探轨迹可控, 在掘进工作面后方开孔后, 可控制钻头绕行到掘进工作面前方探水区域, 再继续前行探水, 探水作业与掘进作业同步平行进行、互不影响, 保证了快速掘进, 释放了高产高效掘进设备的生产能力。

3.2 单孔成孔距离长

目前常用的常规钻探技术单孔成孔距离一般为130m, 超前距30m, 有效超前探距离仅为100m, 每掘进1000m则需要搬迁钻机10次, 频繁的搬迁增加了作业人员的劳动强度, 降低综合作业效率。

千米定向钻探单孔平均成孔距离为500m (最低钻进深度) , 平均每掘进1000m只需要搬家2次, 增加了综合作业效率。

3.3 提高功效降低成本

常规钻机和千米定向钻机每次钻探均要根据水头压力、岩性情况施工相同长度的孔口管, 消耗的管材、注浆固管材料、每次钻探后留设的超前距都是一样的, 这样常规钻机钻探距离短, 搬家、固管的次数多, 正常钻探前的准备时间多, 造成了施工成本高, 耗费时间长, 不利于快速高效掘进设备潜能发挥。

3.4 钻探轨迹可控性高

常规钻探技术因为没有准确的定向系统, 而无法准确控制钻孔轨迹, 实际轨迹与预想轨迹偏差较大, 产生了比较多的无效钻探距离, 甚至可能出现钻孔导通含水层的现象。

千米定向技术在进行探水钻孔施工时, 利用钻机的定向造斜纠偏功能, 通过测量系统精确测量, 利用电脑软件的分析处理, 可及时控制钻头及钻进轨迹。并且可对物探探测的异常区域进行精确靶区探测。

3.5 探测有效区域大

常规钻探技术由于轨迹不可控, 探测区域可能不都在影响巷道安全掘进的范围, 造成大量无效探测。

千米定向钻探技术由于钻探轨迹精确控制, 可对影响巷道安全掘进的所有范围进行准确探测, 不会超出目标探测范围, 所有探测区域均有效。

3.6 补充精确的地质资料

常规钻探技术也可以提前揭露地质构造, 补充地质资料, 但由于钻探轨迹位置不可知, 所以不能精确说明揭露的地质资料的准确位置。

千米定向钻探技术, 钻探轨迹的每一点坐标都可准确测得, 对于揭露的地质情况, 可以进行精确描述, 详细地补充了地质资料。

3.7 钻探作业安全性高

常规钻探技术若发生孔底压力, 则会造成突然退钻, 容易给作业人员和设备带来伤害。

千米定向钻探技术在钻进过程中, 始终保持夹持器夹紧状态, 当发生孔底压力时, 避免发生突然退钻事故, 提高了钻探作业的安全性。

4、总结

地质勘查与深部地质钻探找矿技术 篇4

1 地质找矿的关键意义

在地质矿产的勘查当中, 地质找矿方法是至关重要的, 它是其关键的主要组成部分, 只有有效地运用地质找矿方法, 地质矿产的勘查才可以获得非常好的的发展, 进而发现更多矿产资源, 更好的实施开发矿产资源的工作。地质矿产勘查就是各类工业发展的基础, 而地质矿产勘查工作的基础就是运用地质找矿方法, 进而有效运用地质找矿方法促进每一个行业发展, 只有综合科学化的对地质找矿方法实施运用才可以让满足现代社会的迅速发展, 达到预期的经济目标。

2 地质勘查工作的主要内容

地质勘查工作主要包括对矿山生产的勘查以及对危机矿山接替资源的勘查等多方面内容。

2.1 对矿山生产的勘查

第一, 要把前期准备工作做好, 清楚确定矿山服务的年限与有关的规划等, 从而完成有效的开发与应用。第二, 要掌握矿山生产勘查的区域, 经过一连串的方法来勘查矿产资源的数目, 使用有效的勘查技术, 来把勘查的效率提高, 同时, 对勘查工作实施具体的工作记录, 把信息的整理与备案做好。

2.2 对危机矿山接替资源的勘查

因为地下矿产并不是可再生资源, 所以在开发运用时一定要考虑到矿山开发的年限问题, 以让矿山服务年限尽可能的延长, 完成矿山的可持续发展。所以, 在某些拥有关键矿产资源矿山区域, 一定要实施一定的危机矿山接替资源勘查。特别是对于铜矿、锌矿、铅矿等矿山而言, 更是主要的危机矿山接替资源勘查对象。

2.3 综合评价与勘查共伴生矿与尾矿

为了增强矿山的开发, 要综合的运用重点技术, 评价与研究低品位和新种类的矿产的开发技术, 综合的开发与运用紧缺的矿山资源共伴生矿和尾矿。拟定有关的规范与政策来标准矿产资源的运用, 对尾矿资源进行调查, 综合运用矿山的尾矿资源, 让资源的综合运用效率持续的获得提高。

2.4 关闭阶段的地质勘查工作

在关闭矿山与复垦阶段的地质工作中, 要首先拟定详细的法律实施严格的规定, 矿山企业实施工作时也务必要依照法律规定来严格实施。要对闭坑前后矿山的地质环境实施认真的调查, 以把矿山区域的环境保护好。在完成矿山的开采活动以前, 要把闭坑的地质工作做好, 而且提交闭坑的地质报告。

3 深部地质钻探找矿技术

3.1 高精度受控定向 (取心) 钻探技术和岩心定向技术

能够让钻孔轨迹依照制定方向前进的特别钻探技术就是受控定向钻探技术, 这项钻探技术还能够在一个主孔内完成钻进几个分支孔的羽状钻孔。这技术在中国的盐卤矿、芒硝矿等开采水溶性矿产的范中已成功运用了。土耳其Beypazari天然碱矿项目工程是我国承接并完成的, 其在0.5m以内的控制精度, 标志着进入国际先进水平行列的中国高精度受控定向钻探施工。唯一不足的是这技术不能在定向造斜段持续取心。

3.2 液动冲击回转钻进技术

勘探技术于上世纪60年代开始进行这项技术的研究, 通过50几年的开发、完善, 已经产生不一样用途、几种规格类型的液动冲击器。特别是2006年完工的YZX127型液动潜孔锤在我国大陆科钻一井施工中创下了4038.88m的总进尺、平均小时1.13m的效率、平均回次6.31m长度的好成绩。一般的钻探条件下, 在钻探经过中泥浆的固相含量非常高, 并且泥浆固控体系还是岩粉在陈旧的泥浆池加循环槽中自然沉淀, 这样非常容易造成液动潜孔锤内的零件频繁卡死, 降低很多工作寿命, 从而常常提钻。在平时的应用中是相对少的, 其优势是大家有目共睹的。

3.3 深部钻探技术重点

在钻柱上和钻杆的应用深部钻探技术上, 要上下交替, 以均匀钻杆荷载力, 关注经常使用探伤检验, 适时给予润滑, 使摩擦力和阻力有效的减少;高于1500m的深度区域时, 取心钻杆能使用高强度的绳索, 相应加强钻杆的壁厚和直径;宣传应用深部钻探绳索取心钻杆。钻进技术上使用的形式是绳索取心金刚石钻探, 遇到相对疏松的岩石, 严重破碎的地层时, 为避免发生掉块和坍塌情况, 高性能的无固相冲洗液和高光谱钻头技术在这情况下适用。使用绳索取心技术进行深部钻研时, 冲洗液要配合应用, 冲洗液本质上要固相低、切力低和粘度低, 如果固相含量太多, 要应用离心机给予清除, 避免钻杆结垢。

3.4 控制深部钻探质量

孔斜与采取率是深部钻探相对关键的2个技术要点。对孔斜的斜差要加以控制, 钻进50m时, 要实施测定钻孔的方位角与定角。另外, 扩孔器能在钻头上安装, 维持钻孔口径, 在深孔钻探时, 稳定器能再安装在扩孔器上, 保证满眼钻进, 有效防止孔斜。能使用螺杆马达孔底驱动粗径钻具来有效降斜。完整岩层要大于80%的采取率, 破碎岩层也要高于65%的采取率, 能够综合使用沉淀卡、干钻卡、卡料卡和卡簧卡等形式, 针对岩性不一样, 使岩心采取率有效的提高。

4 提高地质矿产勘探与找矿技术的几点措施

4.1 对地质深部找矿提高认识

随着社会经济的快速发展, 人们对矿产资源的需求量也愈来愈大, 地表的矿产资源在通过几年开发后, 已经愈来愈少, 只有进一步发展地质深部找矿, 持续发展矿产开发才可以得到保证。要增强地质深部找矿的攻深找盲、摸底探边工作, 对地质深部找矿的了解切实的提高, 推动发展地质深部找矿工作。此外, 我们要分为两部分的深部找矿工作, 就是老矿区深边部与找矿远景区深边部。这2部分有所不一样的深部探矿详细工作, 但两者一样关键, 所以都要引起重视。

4.2 依照矿产分布规律, 促进成矿区带找矿作业

研究矿产分布规律是地质矿产勘探找矿作业的基础和依据, 找矿工作人员要重视加大矿产分布规律的研究和运用, 以为矿区的勘探供应理论指导。遵循矿产分布规律来实施找矿作业需要对地质构造加大研究, 特别要重视关注地质矿床断裂结构和控制范围内大角度断裂相交状况研究, 为找矿作业供应根据。

结束语

地质勘查与深部地质找矿技术的发展是一项利国利民的关键技术, 在将来很长一段时间内, 中国社会经济的发展对于矿产资源仍然还会有相当程度的依赖, 新技术是地质从业人员要不失时机地学习, 提升钻探及找矿水平, 地质勘查单位要在新设备加快的基础上, 重点加强人员素质, 从而推动地质勘查和深部地质钻探找矿技术的深化发展。

摘要：主要分析了有关地质勘查与深部地质钻探找矿技术的问题, 在阐述了地质找矿的意义以及内容的基础上, 对具体的找矿技术进行了详细的分析, 最后对找矿措施进行了总结, 目的在于为地质勘查工作提供参考, 从而使找矿效果能够达到最好。

关键词：地质勘查,深部找矿技术,要点

参考文献

[1]陈韦伶, 秦宇阳.地质找矿工作中的重点难点问题探讨[J].大科技, 2013, 9 (2) :78-79.

[2]王雅晶.地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析[J].黑龙江科技信息, 2014, (7) :123.

地质勘查与深部地质钻探找矿技术 篇5

关键词：地质勘查,深部找矿技术,要点

近年来, 我国的矿产开采行业发展迅速, 地质勘查和深部地质找矿工作也越来越重要, 在这样的情况下, 如何做好地质勘查与深部地质钻探找矿技术的应用也是目前我们需要重点研究的内容。地质勘查与地质钻探找矿技术是一项专业的技术工作, 这也需要从业人员要有相对高的专业素质, 才可以更好的把地质勘查和找矿能力提高。

1 地质找矿的关键意义

在地质矿产的勘查当中, 地质找矿方法是至关重要的, 它是其关键的主要组成部分, 只有有效地运用地质找矿方法, 地质矿产的勘查才可以获得非常好的的发展, 进而发现更多矿产资源, 更好的实施开发矿产资源的工作。地质矿产勘查就是各类工业发展的基础, 而地质矿产勘查工作的基础就是运用地质找矿方法, 进而有效运用地质找矿方法促进每一个行业发展, 只有综合科学化的对地质找矿方法实施运用才可以让满足现代社会的迅速发展, 达到预期的经济目标。

2 地质勘查工作的主要内容

2.1 对矿山生产的勘查

第一, 要把前期准备工作做好, 清楚确定矿山服务的年限与有关的规划等, 从而完成有效的开发与应用。第二, 要掌握矿山生产勘查的区域, 经过一连串的方法来勘查矿产资源的数目, 使用有效的勘查技术, 来把勘查的效率提高, 同时, 对勘查工作实施具体的工作记录, 把信息的整理与备案做好。

2.2 对危机矿山接替资源的勘查

因为地下矿产并不是可再生资源, 所以在开发运用时一定要考虑到矿山开发的年限问题, 以让矿山服务年限尽可能的延长, 完成矿山的可持续发展。所以, 在某些拥有关键矿产资源矿山区域, 一定要实施一定的危机矿山接替资源勘查。特别是对于铜矿、锌矿、铅矿等矿山而言, 更是主要的危机矿山接替资源勘查对象。

2.3 综合评价与勘查共伴生矿与尾矿

为了增强矿山的开发, 要综合的运用重点技术, 评价与研究低品位和新种类的矿产的开发技术, 综合的开发与运用紧缺的矿山资源共伴生矿和尾矿。拟定有关的规范与政策来标准矿产资源的运用, 对尾矿资源进行调查, 综合运用矿山的尾矿资源, 让资源的综合运用效率持续的获得提高。

2.4 关闭阶段的地质勘查工作

在关闭矿山与复垦阶段的地质工作中, 要首先拟定详细的法律实施严格的规定, 矿山企业实施工作时也务必要依照法律规定来严格实施。要对闭坑前后矿山的地质环境实施认真的调查, 以把矿山区域的环境保护好。在完成矿山的开采活动以前, 要把闭坑的地质工作做好, 而且提交闭坑的地质报告。

3 深部地质钻探找矿技术

3.1 高精度受控定向 (取心) 钻探技术和岩心定向技术

能够让钻孔轨迹依照制定方向前进的特别钻探技术就是受控定向钻探技术, 这项钻探技术还能够在一个主孔内完成钻进几个分支孔的羽状钻孔。这技术在中国的盐卤矿、芒硝矿等开采水溶性矿产的范中已成功运用了。土耳其Beypazari天然碱矿项目工程是我国承接并完成的, 其在0.5m以内的控制精度, 标志着进入国际先进水平行列的中国高精度受控定向钻探施工。唯一不足的是这技术不能在定向造斜段持续取心。

3.2 液动冲击回转钻进技术

勘探技术于20世纪60年代开始进行这项技术的研究, 通过50几年的开发、完善, 已经产生不一样用途、几种规格类型的液动冲击器。特别是2006年完工的YZX127型液动潜孔锤在我国大陆科钻一井施工中创下了4038.88m的总进尺、平均小时1.13m的效率、平均回次6.31m长度的好成绩。一般的钻探条件下, 在钻探经过中泥浆的固相含量非常高, 并且泥浆固控体系还是岩粉在陈旧的泥浆池加循环槽中自然沉淀, 这样非常容易造成液动潜孔锤内的零件频繁卡死, 降低很多工作寿命, 从而常常提钻。在平时的应用中是相对少的, 其优势是大家有目共睹的。

3.3 深部钻探技术重点

在钻柱上和钻杆的应用深部钻探技术上, 要上下交替, 以均匀钻杆荷载力, 关注经常使用探伤检验, 适时给予润滑, 使摩擦力和阻力有效的减少;高于1500m的深度区域时, 取心钻杆能使用高强度的绳索, 相应加强钻杆的壁厚和直径;宣传应用深部钻探绳索取心钻杆。钻进技术上使用的形式是绳索取心金刚石钻探, 遇到相对疏松的岩石, 严重破碎的地层时, 为避免发生掉块和坍塌情况, 高性能的无固相冲洗液和高光谱钻头技术在这情况下适用。使用绳索取心技术进行深部钻研时, 冲洗液要配合应用, 冲洗液本质上要固相低、切力低和粘度低, 如果固相含量太多, 要应用离心机给予清除, 避免钻杆结垢。

3.4 控制深部钻探质量

孔斜与采取率是深部钻探相对关键的2个技术要点。对孔斜的斜差要加以控制, 钻进50m时, 要实施测定钻孔的方位角与定角。另外, 扩孔器能在钻头上安装, 维持钻孔口径, 在深孔钻探时, 稳定器能再安装在扩孔器上, 保证满眼钻进, 有效防止孔斜。能使用螺杆马达孔底驱动粗径钻具来有效降斜。完整岩层要大于80%的采取率, 破碎岩层也要高于65%的采取率, 能够综合使用沉淀卡、干钻卡、卡料卡和卡簧卡等形式, 针对岩性不一样, 使岩心采取率有效的提高。

4 提高地质矿产勘探与找矿技术的几点措施

4.1 对地质深部找矿提高认识

随着社会经济的快速发展, 人们对矿产资源的需求量也愈来愈大, 地表的矿产资源在通过几年开发后, 已经愈来愈少, 只有进一步发展地质深部找矿, 持续发展矿产开发才可以得到保证。要增强地质深部找矿的攻深找盲、摸底探边工作, 对地质深部找矿的了解切实的提高, 推动发展地质深部找矿工作。此外, 我们要分为两部分的深部找矿工作, 就是老矿区深边部与找矿远景区深边部。这2部分有所不一样的深部探矿详细工作, 但两者一样关键, 所以都要引起重视。

4.2 依照矿产分布规律, 促进成矿区带找矿作业

研究矿产分布规律是地质矿产勘探找矿作业的基础和依据, 找矿工作人员要重视加大矿产分布规律的研究和运用, 以为矿区的勘探供应理论指导。遵循矿产分布规律来实施找矿作业需要对地质构造加大研究, 特别要重视关注地质矿床断裂结构和控制范围内大角度断裂相交状况研究, 为找矿作业供应根据。

结束语

地质勘查与深部地质找矿技术的发展是一项利国利民的关键技术, 在将来很长一段时间内, 中国社会经济的发展对于矿产资源仍然还会有相当程度的依赖, 新技术是地质从业人员要不失时机地学习, 提升钻探及找矿水平, 地质勘查单位要在新设备加快的基础上, 重点加强人员素质, 从而推动地质勘查和深部地质钻探找矿技术的深化发展。

参考文献

[1]陈韦伶, 秦宇阳.地质找矿工作中的重点难点问题探讨[J].大科技, 2013, 9 (2) :78-79.

[2]王雅晶.地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析[J].黑龙江科技信息, 2014, (7) :123.

超前地质钻探 篇6

一、地质勘查与深部地质钻探找矿技术的现状

深部地质钻探技术实质是在地质形式的基础上进行深部开采前做的地质环境的分析和勘查工作。通俗而言, 这一技术主要在开采矿产资源时使用。由于矿产资源分布在地表深处, 必须经过科学的勘查后才能大规模进行开采。这样既能节省胡滥开采的经济成本, 又能提高矿产资源开采率, 从而保护自然环境。

现阶段, 我国地质深部钻探深度在300m~500m之间。但国外地质深部钻探深度已经接近一千米左右, 钻探技术较为成熟。由此可以看出, 对我国地质勘查与深部地质钻探找矿技术进行优化有其必要性。另一方面, 我国深部地质钻探技术装备较为落后, 导致深部钻探的机械化推广与普及程度尚未达到理想水平, 难以满足现有的深部地质钻探的标准, 从而开采矿质资源的成果也不能满足采矿业的发展需求。此外, 结合我国钻探人员的综合能力而言, 其专业能力、钻探技术以及职业素养都不能满足我国钻探技术的发展要求。

二、我国现行的地质勘查与深部地质钻探找矿技术的基本方法

(一) 金刚石绳索取芯技术

金刚石绳索去新技术的含义是在采矿过程中, 利用金刚石进行钻探, 由于金刚石具有较高硬度的特点, 在钻探过程中能够钻到更深的深度。以此这种技术已经大范围应用到深部钻探找矿技术中。绳索取芯是利用特殊材质的绳索, 起到控制金刚石的作用。将金刚石与绳索取芯有机结合使用, 能够使钻探找矿技术达到理想水平。但是结合我国现行的技术应用而言, 还存在一些问题亟待解决。与国外相比, 我国的钻探材料与钻探技术都相对滞后。主要表现形式为:金刚石不受控制、绳索材料不够坚硬, 已发生断裂等。

(二) 反循环连续取样钻探技术

反循环连续取样钻探技术的含义是以压缩空气为循环载体, 借助双臂钻杆的作用用来碰撞全面碎岩以及连续的岩屑, 将其作为地质样品用来实施钻探施工。随着钻头的不断深入, 岩屑被高速旋转的钻头连续冲击陆续飘回地表, 按照落下的顺序收集起来作为实验研究样品。根据国内外大量实验证明, 这一取样钻探技术既能够满足开采矿资源的深度、矿源厚度、具体方位, 还能高于传统的立轴式取柱状岩心施工速度, 在工程造价上大大的节约了施工成本。结合国外成功的反循环连续取样钻探技术案例, 我国受其影响开展了该项技术的研讨会, 由于这一技术是用地表岩屑取代柱状岩心, 又是使用特殊材质的双臂钻杆。因此, 在一定程度上, 加大了推行应用难度。现阶段, 值得重视的是, 我国地质行业已经广泛认可了反循环连续取样钻探技术的概念, 并在一些区域中进行试用, 取得了有目共睹的钻探效果, 有效提高了钻探工作效率、节省了经济成本。

(三) 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术

高精度受控定向钻探技术的含义是使钻孔的工作轨道按照理想的设计方向行驶。这一特殊的钻探技术不仅能够达到一个主孔内能够钻进多个分孔, 这一分孔是羽状钻孔。在地质勘探过程中, 针对勘探部位和隧道内以及难度较大的斜坡陡壁时, 这些是普通钻孔难以实现的, 这时可以用到高精度受控定向钻探技术, 这一技术能够精确的钻探出合适的孔位, 还能减少钻探工作量、降低施工成本。但是由于地质中的岩心直径不大, 在地质钻探取芯中, 高精度受控定向钻探技术不被重视。这一技术应该成为地质行业深空施工中的重要施工方法, 是保障施工质量的有效途径, 能够有效防止孔内事故的发生。

三、地质勘查与深部地质钻探找矿的实施措施

(一) 岩心钻探设备

1尽快研制开发出新型的钻机设备, 主动引进先进的石油钻井技术与技术理念, 从而设计出普适性较高的岩心钻探深孔钻机。岩心钻探设备是以液压为运行动力, 是一项优先开发地质岩心顶部的驱动钻机, 从而使其形成系列化并与之配套的泥浆泵。

2提升坑道钻探设备的能力、功能。在进行危机矿山地质勘探中, 针对一些已经形成矿产资源的地表, 在勘探场地矿产资源的深处的地下坑道或者开采区域内, 借助坑道钻探设备能够实现深部岩心钻探工作, 以此最大限度的开采地质深处的矿产资源, 不仅节约的钻探施工成本, 也促进勘探效率的提高。

3积极推行先进的岩心钻探设备。地质行业要想实现岩心钻探设备产业化, 积极推广岩心钻探设备是最佳途径。深部钻探技术产业化不仅能够降低生产成本以及销售价格, 还能有效推动岩心钻探设备的发展。因此, 实现设备产业化就是就是大范围应用岩心钻探设备。

(二) 岩心钻探器具及工艺方法

1强化国际钻探设备信息情报收集工作, 积极开展地质行业信息交流大会, 有效推动学科之间互通有无的合作。纵观地质勘探与深部钻探找矿技术的发展历程, 近十几年来, 我国情报部门不仅提供了金刚石绳索取芯技术、反循环连续取样钻探技术、高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术以及冲击回转技术等一些科学技术的信息, 还对国内钻探技术研究工作起到重要的启发作用, 为国内的科技技术研制、开发、创新、制作或引入先进的技术等方面都奠定了基础。

2促进新型基础钻具的研制与施工工艺技术的改进。研制新型高寿命的金刚石钻头、高强度深孔绳索取芯钻杆是为了确保金刚石绳索取芯钻探技术的长远发展, 能够提高其技术的工作效率;研制新型深孔双壁钻杆有利于延长反循环连续取芯钻探技术的工作时间, 从而提高地质勘探企业的经济效益。研制新型钻探找矿模具都是为了保证各项钻探技术的安全性、可靠性、经济性以及高效性, 这在地质行业长足发展中起到重要作用。目前, 这些新型的钻探模具已经经专门的勘探机构进行专项研究, 技术较为成熟的已经申报立项。

3优化岩心钻探模具与工艺方法的系统化研究, 从而提高钻探模具的功能性以及工艺方法的普适性。借助现有的科学技术, 对生产技术进行有机整合、推陈出新, 生产出具有多功能、钻探一体化的钻探模具。这一生产目标也是现阶段国际化钻具发展的主要趋势, 我国岩心钻探模具也应借助先进的生产技术和施工工艺达到工艺方法系统化的目标。

(三) 钻探人员与管理工作

1重视钻探人才, 加强技术训练。首先, 要深度挖掘钻探人员的工作潜力, 充分发挥钻探人员的作用, 对年轻一代的钻探人员给予心理上的关怀。将钻探技术人员的经济待遇、生活待遇与其他技术人员的待遇实行“一碗水端平”政策。针对找矿过重有重大贡献的人员给予经济上的奖励或者颁发奖项。其次, 抓好长期在生产一线的老员工的技术培养工作, 建议地质企业实行钻探技师的考核制度。针对有着丰富钻探工作经验、工作成绩优秀的员工给予关心、补助, 这也是构建一支高专业、高素质的钻探队伍的有效措施。对于达到钻探技师考核标准的, 授予钻探技师的证书, 并给予相应的经济待遇、生活待遇, 最大限度的发挥他们的主力军作用。最后, 要加强对探矿技术人员、生产主力军以及一线钻探人员的专业培训工作, 定期开展培训课程, 经过技术培训、技术交流、技术实践等流程, 有效巩固施工人员的专业技术。另一方面, 有关地质勘探机构在招收钻探人员时, 应给予年轻的钻探技术人员更多的耐心, 提供一个就业平台。此外, 针对一直从事在一线生产施工的农民钻探人员, 他们有着丰富的施工经验, 如果他们工作表现优异, 工作态度端正, 也应给予相应的经济待遇以及生活待遇, 提高他们的生活水平, 使他们切身感受到企业对他们的关心与照顾, 从而全身心的为企业服务。

2强化钻探技术管理工作。在钻探施工过程中, 应该抓好施工纪律, 总结施工技术、整理技术资料, 严格落实地质岩心钻探章程, 构建规范化、标准化以及文明化钻探施工建设, 加强钻机施工现场管理工作。保障施工人员的生命安全, 提高工作效率, 发现问题时能够及时解决生产难题, 防止钻探环节中工程事故的发生, 实现钻探工程质与量的双赢局面。

结语

综上所述, 结合我国现行的采矿技术实际情况而言, 在地质勘查与深部地质钻探找矿技术两方面还需进一步加强, 需要借助科学技术的创新进行技术上的完善。在国家经济体制不断发展的今天, 矿工业生产已经发展为我国国民经济支柱产业之一。为了推动地质勘查与深部地质钻探找矿技术的发展, 从而促进地质行业的长足发展, 跟上社会经济现代化建设步伐。在地质勘查过程中, 既要结合勘查设备与实际勘察场地的地质地貌, 也要有先进的勘查技术做支撑。通过对地质场地的实际勘查, 从而奠定采矿事业的基础。优化地质勘查与深部地质钻探找矿技术, 不仅能够使地质行业得到进一步发展, 还能改进并完善现行勘查技术的不足, 通过优化勘查技术, 提高地质行业的经济效益。

参考文献

[1]梁志英.浅析地质勘查与深部地质钻探找矿技术工作[J].黑龙江科技信息, 2014 (36) :122.

煤田地质钻探的相关问题研究 篇7

1 煤田地质钻探技术

在上世纪60年代左右, 煤田地质钻探主要使用的技术有钢粒钻进技术、合金钻进技术以及铁砂钻进技术, 这些钻进技术的钻进效率低, 若是遇到硬质岩层, 其钻进速度会受到极大的限制。我国现今主要将金刚石钻进技术与绳索取芯钻进技术相结合, 有效的解决了取芯率低、钻进效率低等问题, 这对经济效益的提升起到了极大的促进作用。

2 煤田地质钻进工艺

在煤田地质钻探中, 常会遇到各种影响钻进效率的实际问题。为了解决各类实际问题, 必须要因地制宜发展各种钻进工艺。较常用的钻进工艺主要有以下几点。

2.1 空气泡沫钻进工艺

在干旱缺水地区进行煤田地质钻探施工中, 当遇到老窟窿、空巷、采空区等地层时, 常使用空气泡沫钻进工艺, 它能有效的解决其他工艺中出现的地层漏失以及护壁套管等难题, 对提高钻进效率有着极大的助推作用。

2.2 液动冲击回转钻进工艺

当在煤田地质深层钻探施工中遇到强研磨性坚硬岩石时, 可使用液动冲击回转钻进工艺。该工艺与钢粒钻进以及单纯的回转钻进工艺相比而言, 在钻进速度以及降低孔斜率方面更具优势。

2.3 潜孔锤反循环钻进工艺

潜孔反循环钻进工艺也是煤田地质钻探中较常用的钻进技术之一, 该工艺在高水柱大背压的情况下, 虽然设备性能会受到一定程度的影响, 且孔深超过0.3km以后钻井效率的提升并不大, 但是在浅孔钻探中的钻进效率却十分明显。

2.4 定向钻进技术

当煤田地质钻探处于地质构造极为复杂的地区时, 一般的钻进方法无法再满足钻进需求, 此时可使用定向钻进技术。该技术主常用的造斜机具主要包括连续造斜器以及螺杆定向。定向钻进技术的应用, 能够有效的解决在陡直地层找矿中遇到的各类技术难题, 且中靶率极高, 能够很好的满足地质钻探需求。

经过上文的分析可知, 在煤田地质钻探中, 确保中靶率是钻探工作的主要目标, 在保证中靶率的同时还要确保不能将煤层打丢。要实现这一目标, 定向钻进技术是最好的选择。在利用定向钻进技术时, 再结合绳索取芯和金刚石钻进技术, 还可以保证良好的岩芯采取率。

3 煤田钻探的定向钻进技术以及钻进问题

3.1 煤田地质钻孔的设计

1) 地层地质条件

(1) 一般来说, 要想明确了解矿井的地层构造、地质条件等情况, 必须在钻孔设计时, 对断层的参数和性质进行仔细的分析和研究, 并对在钻探过程中可能会遇到的问题以及问题的处理方法进行明确;

(2) 若是尚不明确煤层的地质条件, 断不可冒然钻进, 否则会对煤层造成损坏。此时, 只能先进行试钻, 在试钻的过程中总结出相应的钻进参数, 并对可能遇到的钻进问题进行预测, 并随时做好处理准备, 尽最大可能将钻探事故率降到最低。

2) 钻具级配条件

在煤田地质钻探中, 常用到的钻具主要有以下几种:

(1) 螺旋钻杆;

(2) 使用垫叉式钻杆, 并在前保直端外加专用钻铤或是扶正器等;

(3) 使用外平钻杆, 并在前保直端外加专用钻铤或扶正器。

在煤田地质钻探中, 使用钻具时必须要重视以下几个方面的问题:

(1) 在煤系地层极为复杂的情况下进行钻进工作, 要力求将钻具级配设计得更为简单, 如无必要, 尽量少在孔内放置附属器具;

(2) 若要在钻进过程中满足保直钻进的要求, 就要保证钻孔间隙应尽量使用最小值。

3.2 煤田地质钻进工艺的参数设计

钻进工艺参数主要有三个, 即转速 (n) 、泵量 (Q) 以及钻压 (P) 。这三者之间相互联系, 又相互影响。关于转速、泵量、钻压三者之间的配合原则有以下3种:

1) 若岩石的研磨性较小, 比较容易切入时, 要做好排粉工作, 以保证钻头的使用寿命。鉴于此种情况, 可采用低钻压、高转速、大泵量参数配合原则;

2) 若岩石的研磨性较大, 此时可采用中泵量、大钻压、较低转速的参数配合原则, 以防止切削机具过早被磨钝;

3) 若岩石的研磨性处于中等, 则转速、泵量、钻压的参数配合原则也宜采用上述两种情况的中间值。

3.3 钻进中遇到的问题

不同煤田, 其地质条件的复杂性也不完全相同, 因此在钻进过程中也会遇到各种不同问题。比如煤炭突出、卡钻、缩径、钻渣堵钻、埋钻等。对于不同的孔内事故, 要根据具体情况采取不同的处理措施。鉴于不同矿区地质条件的差异性极大, 在钻孔设计时, 必须要考虑事故出现的主要原因, 并采取相应的措施防止事故的出现, 在事故出现时要对其进行及时处理。

4 结论

通过本文的分析可知, 定向钻进技术的中靶率极高, 能够满足当前大部分煤田地质钻探的需求。再充分结合绳索取芯和金刚石钻进技术, 可以大大提高岩芯采取率。由此可见, 在煤田地质钻探中, 充分结合多种钻进工艺, 能够极大的提高煤田地质的钻探效率。因此, 我国必须要重视对多种钻进工艺的综合利用。

参考文献

[1]刘强.如何加强煤田地质钻探过程的质量控制[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012 (13) .

[2]柳强, 伏秀漠.煤田地质钻探深孔施工中黏附卡钻事故的处理技术[J].宁夏工程技术, 2013, 12 (2) :163-165.

[3]陈志芳.煤田地质钻探工程岩芯编录步骤及有关注意事项[J].能源与环境, 2011 (5) :20-21.

[4]王希甫, 严永祥, 汪校强, 等.浅谈某区煤田地质钻探孔内事故的预防和处理[J].西部探矿工程, 2006, 18 (6) :176-177.

地质钻探技术的发展与思考 篇8

地质钻探技术是指利用一定的机械设施和方法取得地表以下的岩心矿样, 并对岩心样进行分析化验, 从而为地质和矿产资源参数做出可靠评价的一项地质工程。我国拥有非常丰富的自然资源, 这些丰富的矿产资源一部分存在于地表, 但仍有很大一部分是位于地表以下, 甚至在地下几百、数千米的地层中。所以, 对矿产资源的利用经历了一个漫长的过程, 地质钻探技术也拥有一个长期的蜕变史。它对于人类认识自然、开发自然提供了巨大帮助[1]。

我国的地质钻探技术是一门历史较为悠久的专业, 它是人类生存和发展的过程中不可或缺的一门基础科学。我国的钻探技术起始于四川, 首先是为了寻找水资源, 后来用于寻找盐资源, 该技术的使用对当时社会和人民的生活带来了极大的便利。随着该技术的不断进步, 越来越多的领域也开始不断引入该技术。改革开放以后, 钻探技术逐步被重视, 更体现了其重要性。

随着经济全球化、科技全球化的推进, 经济的发展对矿产资源的需求趋于增大。但是在粗放经济战略的经济发展模式下, 许多易采矿床大部分已经被开采, 现存的矿床多具有地质构成复杂、不利于勘查和采掘的特点, 对于此类特殊矿产的钻探, 一方面需要有相关理论的支撑, 另一方面面临着许多复杂的工程实践问题。提高钻探效率, 保证工程安全顺利进行, 钻探成本最小化, 质量最大化, 一直都是地质工作者努力的方向, 也是今后钻探技术革新的一个准绳。

2 钻探工艺的发展

2.1 钻探工艺主要种类

地质钻探技术主要分为地下钻孔破碎岩石的方法和钻进工艺[2]。对不同地质条件的待勘区, 采用不同的钻孔设备和方法。不同的钻孔方法形成了不同体系的钻孔工艺。机械破碎岩石法是工程施工中较常用的钻探方法。根据作用外力的方式不同, 机械破碎岩石法又可细分为振动钻探、回转钻探、冲击回转钻探、冲击钻探等。根据钻孔的差异又分为岩心钻、地下钻、浅钻。依据钻探切削设备的区别分为金刚石材料钻探、硬质的合金钻探技术以及钢珠钻探技术。钻探时, 会用到冲洗液, 其有钻进工程“血液”的荣誉称号。冲洗液具有清洗孔底, 带走碎屑;冷却钻头, 保护钻头;润滑钻具及钻头减小钻具振动使钻头平稳工作;保护孔壁, 避免孔内异常现象发生等作用。钻探过程中, 冲洗液是循环使用的, 主要包括正循环、反循环、孔底反循环三种方式。根据冲洗介质的差异, 冲洗液主要有三类:第一类, 由水和脂类油为主体的液态冲洗介质, 主要包括乳状液、泥浆、盐类饱和溶液、清水或淡水等;第二类, 以空气为主体的气态冲洗介质, 包括雾化气和干燥的空气;第三类, 作用原理和功能不同于前两类的一种新型冲洗介质, 如充气泥浆和黏性泡沫等。其中后两类仍然在研究阶段。根据待勘测地质的差异, 钻探技术可分为水域钻探、陆地钻探等。随着地热资源的开发, 地热钻井的技术也应该得到长足的发展和变化, 主要应用的地热钻探技术有潜孔锤钻探、冲击钻探、反循环钻探、平衡缺失类钻探, 但目前使用较多的是正循环 (泥浆) 、气举反循环、高压喷射、泡沫增压等技术。

振动钻探适用于如砾石层、黏土层、卵石层等第四纪冲击层, 并且采用取岩心和岩屑法;回转钻探适合应用于硬度小于7级的岩层及坚硬岩层;冲击回转钻探适合于坚硬、强研性、破碎、软硬相交岩层, 它一般仅采用取岩心法;冲击钻探同样适用于第四纪冲击层, 它一般仅采用取岩屑法。浅钻:主要用于勘探埋藏较浅或者不需要使用深钻的矿床, 其优势在于低成本, 工艺简单快捷, 不足之处是不能用于硬体岩层或深层岩层的地质勘探工程。岩心钻:该钻孔工艺不受客观地质条件影响, 使用群体较丰富[3]。

正循环 (泥浆) 钻探工艺, 有很强适用性的特点, 受环境影响较小, 其缺点为一般会出现糊钻、缩径以及漏水的情况[4]。气举反循环钻探工艺, 可以防止含水层淤塞, 降低地层漏水发生率并有效降低对环境的污染程度, 但要解决好双壁钻杆的密封性问题[5]。高压喷射钻井是采用喷射式钻头的一种钻井工艺。它既有助于钻头对岩石破碎, 又能很好地清洗井底和钻头、钻具。泡沫增压钻探工艺, 主要是利用钻探过程中, 孔底形成较大负压产生抽吸作用的原理, 减少了含水层的淤塞现象发生。

反循环式钻探技术所用的循环介质一般为水力和空气两种, 又可细分为两类钻探工艺。但是反循环式 (空气) 钻探易受空压机、双臂式钻杆、潜孔锤等辅助设备性能的影响。绳索取芯法, 具有正常勘探时不需要提升钻杆即可取出岩心的优点。如果岩心充满了岩心管 (或发生管内阻塞时) , 无须将钻杆柱全部提出, 借助一些简单的工具就可以排除阻塞。液动锤钻探技术是工程项目中非常常用的技术, 该技术已经达到国际领先水平。该技术发展的瓶颈是受钻头、冲洗液、液动锤等性能的影响。组合形式钻探法主要是利用实际工作中, 借助不同钻探方法之间的优势互补的概念而形成的一种新方法。如将反循环式技术和绳索取心式技术的优势进行融合, 劣势互消, 强强联合而重新整合出来一种综合性的钻探方法。在实际地质工程实践中, 这种组合新技术能够因地制宜, 有针对性地提高钻探效率, 有效降低钻探成本。

2.2 钻探技术主要应用领域

随着社会的发展, 越来越多的领域引入了地质钻探技术。地质钻探技术由最初的地质矿产勘察领域扩展到了地下水资源利用、地质灾害防治、工程建设以及环保领域。矿产地质的勘探方面, 主要包括对多种矿产 (如铜、钴、钼、铅、锌等各类有色金属、黑色金属和稀贵金属) 地质构造的分析, 化学化工生产所需原材料、非金属矿 (如金刚石、石墨、云母等) 和建材原料的勘探等方面。地下水资源在勘察、开发、利用过程中, 同样离不开地质钻探技术。通过钻探对待勘区域进行初步勘测, 根据勘察数据进行初判该区域地下水储量、分布等情况, 形成水文参数供开发和评价该区域水资源使用。由于近些年地球地壳板块的活动加剧以及一系列人为因素的影响, 导致滑坡、泥石流、崩塌及火山、地裂缝等地质灾害时有发生。如, 汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流等, 这些灾害的发生给人民生命财产以及社会发展带来了严重的破坏。如何削弱地质灾害的负面影响, 科学家们进行了积极的探索。在灾害预防方面, 我们可以建设完善的监测设施、抗滑加固工程等;在灾后处理方面, 可以通过一系列措施来实现。而在工程施工过程中, 同样需要利用钻探技术。钻探技术能及时有效地提供防治灾害的方案和措施。在工程项目的运行中, 钻探技术能在工程设计方面提供部分设计参数, 以利于基础设计的有效进行。在工程基建中, 可以利用最佳的钻探工艺进行加固软地基、地基桩基、防渗和灌注等处理。除此以外, 钻探技术和工艺同样应用在考古、生物溶浸采矿等领域中。

2.3 钻探技术发展现状

矿产资源属于不可再生资源的一种, 我国生产生活的能源和工业原料的来源均依赖于矿产资源, 这就是矛盾的根源。新形势下, 矿产资源勘探领域的发展方向是资源与环境并重, 既要金山银山, 也要绿水青山。勘查工作者也开始将目光由陆地转向海洋 (深洋或大洋底部等) 。对海洋的勘探也逐渐成为钻探技术前进的一个方向, 大洋中蕴藏着丰富矿产资源 (如锰结核等) , 因此, 发展海洋钻探技术, 也将是十分有必要的。

对地质钻探技术影响较为明显的是近些年钻探设备的不断发展, 钻头的变化, 钻杆的变化等都对钻探技术的发展产生了巨大的影响[6]。我国钻探设备的发展经历了由立轴式钻机到转盘钻机, 再到动力头钻机的蜕变过程。我国还需要加强对中大型钻探设备的开发和研究, 自动化程度也有待于提高。

3 思考及建议

我国钻探技术虽然得到迅猛的发展, 但是在一些细节方面还依然存在诸多制约因素, 如我国的钻探设备依然落后于发达国家, 自动化程度还很低;我国的产、学、研体系没有能够有效的结合;我国的工程安全意识很薄弱, 相关的制度还不完善;我国对高素质专业技术人员需求依然很大;我国还未形成应用新技术, 提高生产率的意识;我国与世界其他领域的合作密度有待于进一步加强, 还未真正做到“他山之石, 可以攻玉”。

通过以下几个方面来促进我国钻探技术的发展。其一, 进一步加强我国钻探设备的研发和创新。吸取国外先进经验, 结合我国的实际形势, 将新的自动化技术、新的材料等应用到我国钻探设备的研发上。其二, 提高我国的安全生产管理水平。可以通过提高钻探技术水平实现安全管理, 钻探生产安排要合理均衡, 安全使用钻探设备, 参考国外先进经验制定完善的安全生产制度, 及时有效地进行安全检查, 提高工人的安全意识。其三, 加大对专业钻探人员的培养。技术人员是技术实施的主体和主动轮, 只有具备高技术的人才, 才能有效地全面普及、推广和促进相关技术的发展, 进而提高钻探质量, 提升钻探效率和经济效益。其四, 实时关注世界新技术发展进程, 积极运用新的科学成果, 加强各领域之间的技术合作。

摘要：地质钻探技术对社会各方面的发展及人类的进步影响很大。因此, 提高地质钻探技术的发展水平是十分紧要的。通过简要分析地质钻探技术的作用和意义, 介绍了钻探工艺的发展概况, 并在此基础上, 对新形势下的地质钻探技术提出了新的发展方向和建议, 以促进我国钻探技术的进一步发展。

关键词：地质钻探,钻探工艺,发展趋势,思考建议

参考文献

[1]吕忠恒.试论地质钻探技术应用现状及工作原理[J].科技与企业, 2013, (12) :188.

[2]梁耀雄.工程地质钻探中钻孔技术的探讨[J].低碳世界, 2013, (14) :106-107.

[3]王春莲.钻孔技术在钻探工程中的应用[J].化学工程与装备, 2012, 8 (02) :135-136.

[4]彭新明, 张勇, 赵立新.北京地区地热井钻探工艺发展[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2004, (08) :56-59.

[5]林圣明, 雷洁力, 卡宏伟.浅论地热井钻探工艺及方法[J].科技致富向导, 2013, (17) :81.