水文地质钻探

水文地质钻探（精选12篇）

水文地质钻探 篇1

现如今, 浅部可以被我们所利用的矿产资源已经所剩无几, 所以我们需要积极的开发深部地质钻探找矿技术, 只有这样才能保证我们日常生产生活的需要。目前我们的深部地质钻探技术还不成熟, 一些技术人员还没有深部钻探的经验, 所以这篇文章重点介绍了深部钻探找矿技术, 希望可以供矿业人员参考。

1地质勘查的内容种类

1.1勘查矿山接替资源。矿山面临危机或者矿山制约到区域经济发展时, 就需要进行接替资源的勘查, 以应对有可能出现的矿山危机。在矿山地质勘查实施中, 要优先考虑地质条件较好、市场资源需求量大的矿山类型, 对矿山及矿区加以深入研究, 勘查外围及矿区深部, 从而确定最佳的出矿点。

1.2勘查矿山生产环节。矿山生产环节的地质勘查, 一方面对矿山的储量及服务年限进行勘查, 以便于生产企业做好相应的矿山开采规划, 在科学合理的基础上, 合理利用及开发矿产资源;另一方面是指对矿山生产区周边范围的矿产勘查, 以便不断扩大矿储量。

2深部地质找矿及钻探技术要点

2.1找矿技术的要点。在找矿技术的使用上, 较为传统的做法是由表及里, 从地表逐步深入, 从效果上看, 这种方式效果一般, 因此要转变传统找矿思路, 综合采用找矿技术, 提高设备的精准度, 充分认识地质的表面及深部构造, 总结地质成矿的一般规律, 在基于岩石属性差异的基础上, 提高测量的精确性, 从而获知更为准确的矿藏信息。

2.2深部地质钻探找矿技术

2.2.1 X荧光技术。X荧光技术通过射线提供相应的分析结果, 具备了机动灵活、轻巧便捷的特点, 同时在元素品味及成分的获取上, 也有着得天独厚的优势。现阶段, X荧光技术与地质行业的联系越来越紧密, 在找矿环节作用显著。其找矿原理是, 矿物自身都具备一定的反射光线, 当矿物遭受到特定波长的刺激后, 能够发射出射线, 而这类射线具备了X元素特征, 从而能够被X荧光机有效识别[2]。X荧光技术一是能够标示出地质的隐伏构造, 二是可以探测到矿体具体赋存方位, 三是能够划分矿体边界, 确定矿体厚度大小。

2.2.2甚低频电磁法。伴随各种找矿实践, 找矿面积不断扩大, 地表浅露的矿产基本被开采殆尽, 因此, 需要进行深部地质找矿, 这就无疑增加了开采难度。甚低频电磁法是基于深部找矿而研制的新型找矿方法, 它具备了勘查快捷、高效便利、灵活多样的特点, 也称为了矿产开采的一种科学有效找矿手段。甚低频电磁法以超长波电台发射出的电磁波作为场源, 分析地表、地下及空中探测场在参数上的浮动变化, 从而完成找矿工作。甚低频电磁法的工作原理是, 首先将侧得的各类数据用Fraser滤波加以处理, 根据地质控矿规律及矿体赋存规律, 有效圈定掩盖地质体的展布方位及产状。其次预测矿体的赋存部位, 最后形成找矿额度依据。

2.2.3钻探技术

2.2.3.1受控定向及岩心定向钻探技术。前面两种主要涉及到深部地质找矿技术, 在深部地质的钻探技术上, 主要采用受控定向钻探技术。受控定向钻探技术, 可以使钻孔在轨迹运行上遵循既定方向, 也可以实现主孔与分支孔的交叉钻进[3]。受控定向钻孔技术在我国矿区勘查及盐卤矿等水溶类型矿产开采中得到了普遍应用, 该技术的钻孔精度可以控制在0.5m内, 因此, 坑道钻探也较常采用此项技术。

借助信息技术, 如采取微机配合, 可以使钻孔设计及相关数据处理上更加直观快捷, 实现边钻、边测、边调, 提高了钻探质量。随着找矿深度的不断增加, 前期的找矿技术最终都要落实到基本的钻孔工作中, 因而, 大力推广受控定向钻探技术, 有着极为重要的意义。

2.2.3.2深部钻探技术要点。深部钻探技术在钻柱上及钻杆的使用上, 要上下交替, 以平均钻杆荷载力, 注意时常采取探伤检查, 适时予以润滑, 有效减少摩擦力及阻力;深度范围高于1500m时, 可采用高强度的绳索取心钻杆, 在钻杆的壁厚及直径上相应增强;推广使用深部钻探绳索取心钻杆。

钻进方法上采用绳索取心金刚石钻探方式, 遇到岩石较为疏松, 地层破碎严重时, 为以防出现掉块及坍塌现象, 可以采用高性能的无固相冲洗液及高光谱钻头技术。

2.2.3.3深部钻探质量控制。深部钻探较为重要的两个技术要点是孔斜和采取率。要对孔斜的斜差加以控制, 钻进50m时, 要对钻孔的方位角和定角进行测定。此外, 可在钻头安装扩孔器, 保持钻孔口径, 在深孔钻探时, 可在扩孔器上再安装稳定器, 保障满眼钻进, 有效预防孔斜。可采用螺杆马达孔底驱动粗径钻具来有效降斜。

3地质勘查及深部地质钻探找矿技术现状及改善途径

3.1地质勘查及深部地质钻探找矿技术实施现状

3.1.1装备较落后。现阶段我国钻孔工艺过于单一, 矿产企业采用较多的仍是金刚绳索的取心工艺, 在机具装配上出现不相配套的现象。在钻研口径上也存在单一化, 级差变数较少, 在遇到较为复杂的地质结构时, 如掉块、缩径、破碎等, 钻探效率较低, 且易发钻孔事故。受限于单一的钻探口径, 也无法保持施工的连续性, 造成整体钻探质量不高。

3.1.2人才较缺乏。钻探技术工人较为短缺, 这也是制约钻探技术进步的另一因素。钻探工作的条件较为艰苦, 因此钻探人员的稳定程度不高, 再加上职称评定及岗位晋升较困难, 都成为我国找矿钻探工作稳定发展的影响要素。

3.2促进地质勘查及深部地质钻探找矿技术发展的途径

3.2.1引进新工艺, 新方法, 丰富钻探施工手段。一方面, 在充分利用发挥现有钻探设备的基础上, 着力引进新工艺及新方法, 如受控定向钻探技术及设备, 改善复杂地层钻孔难及钻孔顶角问题, 提高钻孔效率;另一方面要强化与科研院所的交流, 开展相关的技术探讨, 不断改善钻探技艺。

3.2.2引进人才, 强化人员培训。首先, 要激励钻探人员积极性, 采取适当的奖励措施, 如提高待遇, 对攻克技术难题的钻探人员进行重奖等。其次, 要着重培养一线钻探人员, 树立技术骨干, 为促进技术人员更好的发挥自身技能, 可以进行钻探技师考核评定工作。第三, 强化钻探工人之间的技术交流及培训工作, 对表现优异的员工进行提拔, 免除基层钻探工人的后顾之忧。

4结论

现阶段地质钻探及找矿工作逐步向更深化方向发展, 并形成了相应的钻探及找矿新型技术。地质从业人员, 要不失时机地学习新技术, 提高钻探及找矿水平, 地质勘查单位要在加快新设备的基础上, 着力强化人员素质, 从而促进地质勘查及深部地质钻探找矿技术的深化发展。

摘要：随着我国矿产资源的需求量不断增大, 矿产资源被大量开采, 传统的矿山基地面已经无法提供大量的资源, 因为我们长期的开采地表资源, 地表矿藏资源已经逐渐枯竭, 所以我们迫切的需要向地质深部勘探, 本文分析了深部地质找矿技术以及钻探的技术要点, 促进了深部地质钻探的发展。

关键词：地质勘查,深部地质,钻探找矿技术,途径

参考文献

[1]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.

[2]邹俭华.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, 2013 (32) :131.

[3]苏厚禄.地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].科技传播, 2014, (9) :125, 124.

水文地质钻探 篇2

号孔钻探设计任务书及技术要求

1、钻孔类型 本孔为孔。

2、钻探目的

（1）基本查明水文地质条件，取得地下水资源计算评价所需的各种水文地质参数；（2）揭露含水构造带（岩溶发育带、断裂破碎带、裂隙密集发育带）及具有供水意义的主要含水层（组），并对主要含水层以下的含水层作一般了解。

3、设计孔深

本孔初步设计孔深m，终孔与否由项目组技术人员根据钻探情况综合确定。

4、孔径要求

（1）松散地层抽水孔（井）钻孔直径满足预计出水量选用的过滤管直径及其填砾需要的间隙要求；

（2）基岩地层钻孔直径依据预计出水量所需抽水设备的口径或过滤管直径确定。（3）一般松散层地区抽水孔孔径应保证下入200-300mm口径的滤水管及滤水管外有150-200mm的填砾厚度，观测孔滤水管口径不小于89mm，基岩裸孔孔径不小于100mm。

5、观测设施安装

本孔初步设计安装，具体数量、设备类型及安装方式由项目组技术人员根据钻探情况综合确定。

6、钻进工艺要求

钻进工艺要求：第四纪覆盖层要求跟管钻进或泥浆钻进，以防发生孔内坍塌；应注意回水颜色变化，岩溶发育带回次钻进要求不得超过1.0m；基岩允许灌水钻进；基岩灌水钻进时，非岩溶发育带钻进一次进尺应≤2m，设计岩溶发育带钻进一次进尺应≤1.0m。

7、取芯要求

必须全孔连续取芯钻进，原则上保留全部岩芯，并注意：（1）不准超岩芯管钻进。

（2）在设计的岩溶发育带孔段及遇空洞层时，应尽量采用干钻，并防止掉钻现象。（3）岩芯采取率要求：必须全孔连续取芯钻进，岩芯采取率要求粘性土和完整岩体不低于80％，砂类土不低于60％，卵砾类土不低于50％，风化带和破碎带不低于50％，冲击钻以四分法留取样品，其数量应满足试验鉴定的需要。

8、取样要求

（1）钻孔内土体每分一层时需要取样，样品数1-3个不等，视具体情况而定；遇软弱层（泥岩、膨胀土）必须取一次样。

（2）样品需采用铁质样皮密封包装，保存于干燥、阴凉处，以防水分蒸发。（3）岩土样规格一般20cm-100cm不等，至少20cm长。（4）样品需采用铁质样皮或pvc套管密封包装。

9、孔深误差要求

每钻进50m及终孔时，都进行孔深校正，终孔孔深误差不得大于千分之一。

10、孔斜误差要求

深度小于50m的钻孔，孔斜误差不大于1°；孔深100m，孔斜误差不大于2°；孔深小于30m的钻孔不进行孔斜测量。对孔斜有特殊要求的钻孔另定。

11、钻孔简易水文地质观测

所有钻孔在钻进过程中必须做好简易水文地质观测，主要观测孔内水位、水温变化；记录冲洗液漏失量；记录钻孔涌水的深度，测量自流水头和涌水量；记录钻进中出现的异常现象。

12、止水

分层或分段抽水试验钻孔，均应按设计书和技术要求进行止水，并应进行止水效果检查。

13、洗井与试抽

水文地质试验孔均应进行洗孔与试抽对比。用活塞洗孔时，活塞的提拉，一般自下而上进行，每段提拉时间根据含水层岩性与水文地质条件而定，一般不小于0.5h。洗孔试抽对比，即洗孔试抽两次，每次试抽时间应不少于2h，在同一降深时，前后两次单位出水量变化不超过10％；且在试抽结束时，用含砂量计测定泥浆沉淀物≤0.1‰，即可认为洗孔合格，否则，应重新洗孔和捞砂。在水文地质条件清楚的地区，当进行洗孔试抽之后出水量达到预计出水量要求或与附近水井出水量相一致时，可不进行洗孔试抽之对比。

14、班报记录要求

必须清楚记录进尺回次，取芯、取样情况，回水颜色等常规项目，另外，每天开钻前及终钻后应记录钻孔地下水位。

15、岩芯记录卡片要求

卡片必须记录项目名称、钻孔编号、进尺回次、深度、岩芯编号、岩芯长、残余岩芯长。样品取走后，应保留取样记录卡片在样品位置，并注明取样长度。

16、其它注意事项

遇紧急情况或特殊情况时及时向项目组反映。

丹水库区取水口段环境地质调查项目组

签发人：年月日

水文地质钻探 篇3

关键词：地质勘查；深部找矿；钻探技术

一、深部地质钻探现状

我国的矿产资源分布的比较广泛，从目前矿产资源勘查开发利用情况来看，我国矿产资源探明程度仅为1/3左右，在地质找矿方面还有相当大的潜力。我国地质找矿勘查工作平均深度在300～500m之间，而西方发达国家勘查深度平均在800m。我国深部找矿勘查技术尚处于起步阶段，随着找矿深度的不断增加，在钻探技术上还有很多问题有待解决。岩芯钻探是地质找矿工作中的重要环节，要探明地下深部矿藏，除利用先进的地质理论和物化探、遥感等探测技术外，最终需要通过岩芯钻探技术取出地下岩芯，通过试验分析才能确定矿产资源的埋藏深度、品位和储量，并最终提交有效的地质找矿成果。

二、深部地质钻探找矿技术

2.1X荧光技术

X荧光技术通过射线提供相应的分析结果，具备了机动灵活、轻巧便捷的特点，同时在元素品味及成分的获取上，也有着得天独厚的优势。现阶段，X荧光技术与地质行业的联系越来越紧密，在找矿环节作用显著。其找矿原理是，矿物自身都具备一定的反射光线，当矿物遭受到特定波长的刺激后，能够发射出射线，而这类射线具备了X元素特征，从而能够被X荧光机有效识别。X荧光技术一是能够标示出地质的隐伏构造，二是可以探测到矿体具体赋存方位，三是能够划分矿体边界，确定矿体厚度大小。

2.2甚低频电磁法

伴随各种找矿实践，找矿面积不断扩大，地表浅露的矿产基本被开采殆尽，因此，需要进行深部地质找矿，这就无疑增加了开采难度。甚低频电磁法是基于深部找矿而研制的新型找矿方法，它具备了勘查快捷、高效便利、灵活多样的特点，也称为了矿产开采的一种科学有效找矿手段。甚低频电磁法以超长波电台发射出的电磁波作为场源，分析地表、地下及空中探测场在参数上的浮动变化，从而完成找矿工作。甚低频电磁法的工作原理是，首先将侧得的各类数据用Fraser滤波加以处理，根据地质控矿规律及礦体赋存规律，有效圈定掩盖地质体的展布方位及产状。其次预测矿体的赋存部位，最后形成找矿额度依据。

2.3受控定向及岩心定向钻探技术

前面两种主要涉及到深部地质找矿技术，在深部地质的钻探技术上，主要采用受控定向钻探技术。受控定向钻探技术，可以使钻孔在轨迹运行上遵循既定方向，也可以实现主孔与分支孔的交叉钻进。受控定向钻孔技术在我国矿区勘查及盐卤矿等水溶类型矿产开采中得到了普遍应用，该技术的钻孔精度可以控制在0.5m内，因此，坑道钻探也较常采用此项技术。

借助信息技术，如采取微机配合，可以使钻孔设计及相关数据处理上更加直观快捷，实现边钻、边测、边调，提高了钻探质量。随着找矿深度的不断增加，前期的找矿技术最终都要落实到基本的钻孔工作中，因而，大力推广受控定向钻探技术，有着极为重要的意义。

三、地质勘查与深部地质钻探找矿的措施

3.1积极引进新技术，新方法，新工艺，完善施工手段

钻探工程技术是一个动态复杂系统，主要由地层、钻具（钻头、钻柱及井下器具）、流体（泥浆钻井液等）及地面装备（动力和设备）四个子系统组成，除所钻遇的地层外，其余三个子系统都需要新技术支撑。例如，在钻进过程中如何使钻头沿预置轨迹并保持井眼稳定性（防止井斜、减少或避免漏、涌、塌、垮、卡等孔内复杂情况和事故）如何优选钻头和钻井参数以提高钻进速度，如何实现钻进智能化与自动化以提高纯钻时间及钻孔质量和效率等等，都是岩心钻探工程中的关键技术。

关键技术的作用发挥好与坏就取决于撑握应用新技术，新方法，新工艺的水平。目前在我们技术工艺水平较落后的情况下，要坚持走出去，引进来的方针，加强与地质院校、科研机构的联系和合作，虚心学习，虚心求教，虚心拜师，围绕钻探工程与施工，组织开展技术研究，开展专题研讨。在充分发挥现有设备、器具、绳索取心钻进技术最大效应的同时，通过新技术、新方法、新工艺的引进，能较好的把握和解决深孔复杂地层钻进的护壁和冲洗液问题，深孔钻进的方法和顶角（防斜纠斜技术）问题，深孔钻进的取心和钻进效率问题。

3.2重视人才，加强技术培训

首先，要充分发挥探矿技术人员的作用，关心年轻一代探矿技术人员的成长，把探矿技术人员的政治待遇、经济待遇、生活待遇与其他技术人员同等对待，特别是找矿实现重大突破，获得成果奖项时，探矿技术人员也应该榜上有名。

3.3强化钻探技术管理工作

抓好施工组织设计，施工技术总结及技术资料的整理归档，执行地质岩心钻探规程，推行岩心钻探机台施工现场标准化建设，强化机台的现场管理，做到文明生产，安全施工，提高效率，及时解决生产中的薄弱环节，防止和减少钻探工程施工三大事故的发生，确保工程质量，确保经济效益，确保钻探生产顺利进行。

四、结语

随着我国工业化程度的不断提高，必然对矿产资源的需求越来越高，我国矿产业需要统筹规划地质勘查工作，加大勘查力度，并利用现代化技术进行地质勘查，除了利用上述技术之外还需要不断创新勘查技术，提高勘查效率，使我国矿产资源的开发得到稳定性增长，实现“科技兴地”战略目标。

参考文献：

[1]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.

[2]蔡田荣.地质勘查技术原则与找矿技术探析[J].建材与装饰，2010，8（10）：275-277.

[3]邹俭华.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，2013，（32）：131.

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.

煤矿井下水文孔钻探设计 篇5

双庙24采区24-1水文孔

钻 探 设 计

编

制：

审

核：

总

工：

葛店煤矿

2011年11月22日 双庙24采区24-1水文孔设计

1、概述

1.1 钻探设计原因

按照双庙区域带压开采措施要求，针对双庙24采区范围内二煤底部承压灰岩水，通过施工放水孔对二煤底部灰岩水进行疏放降压，并针对前期探明的富水异常区对异常区进行验证，利用长期观测孔对该区域进行水文观测，从而保证带压开采安全。

根据2011年防治水工作计划，需实施东副观测孔，查明24采区水文地质情况，进一步探查二2煤层底板太原群灰岩的水文地质条件，以防滞后突水。

1.2 设计概况 目的：

一是通过分析取芯岩石段岩石成分、结构构造、岩溶发育程度，单孔涌水量变化，掌握其富水性、隔水性的分段变化特征及其规律；

二是对涌水段进行水化学样分析，了解其水化学特征地下水径流特征。位置：井下钻孔的布置处于通风良好的24皮带巷皮带机尾硐室内。终孔层位：L8灰岩含水层；

钻孔结构：孔口管外管不透钢套管φ127mm，长度10米；φ108mm，长度20米；φ89mm，长度90米；取芯段30~110米。

根据“葛店煤矿2011年防治水计划”、《煤田地质勘探规范》、《煤矿安全规程》，以及煤矿井下钻探工程施工的工程条件，并考虑到在钻探施工过程中有发生非常涌水、岩喷等的危险性。为此，特制订本施工组织设计。

2、主要施工设备及组织

2.1

由通防队钻探班组织施工 2.2 主要施工机械设备 2.2.1 钻机

由于施工钻孔为井下勘探孔，钻孔设计深度为90m，孔口管为Φ108mm，且为垂直孔。使用ZL150HB钻机一台。

2.2.2 注浆泵

注浆泵的选择首先要考虑其泵量、泵压是否满足取芯钻进时泵量及压力的要求，冲洗液能否将孔底岩粉携带上来，保证孔底干净，提高钻进效率的能力；其次泥浆泵应耐用、故障率小、维修方便。鉴此，施工中选用2TGZ-60/210型注浆泵。

2.2.3 钻杆

根据钻孔结构设计。综合考虑，施工时选用Φ42mm。2.2.4 钻头

按取芯与不取芯分，施工用钻头有不取芯和取芯两类；按切削岩芯的材料分，施工钻头有复合片、金刚石、合金三类。本项目拟采用的钻头规格及数量见表1。

3、施工工艺方法 3.1 施工工艺流程

工艺流程：放点---钻机就位----φ127mm开孔钻进到10米---φ110mm开孔钻进到20米---下套管----安装孔口防喷装置-----耐压试验-------耐压试验---不取芯钻进30米---取芯至设计孔深----采水化学样等。

3.2 钻孔测试要求

(1)放水孔垂直度±1；该孔每50m测量一次孔斜。

表2

施工拟用主要钻头一览表

ο

(2)钻探过程中，每20m观测一次孔内水压、涌水量及水温。当涌水量突然增大时，立即停钻进行加密观测，并记录下该段的岩性、深度，判断出水层位。

(3)钻进30米以后全取芯以确定灰岩含水层层厚。3.3 成孔工艺

根据双庙放水试验勘探工程及观6、7、8等钻孔的施工经验，保证钻孔质量及防治涌水、井喷等现象，并根据钻孔结构与目的的不同，施工时采用多级、多种钻进方法钻探成孔。

3.4 设备就位

钻场按要求预先处理好，钻场应修建在坚硬岩石段并锚喷支护，开孔孔位应在完整基岩段，在上述条件满足情况下，设备运输到井底指定钻场，安装并调试钻机。

3.5 校正开孔角度

按开孔角度，本次施工钻孔为垂直孔。施工时，需用水平尺找平，使钻机周正水平，主机机身（轨道）垂直，调整到符合设计施工要求后，将钻机主机用地脚螺栓紧固。

3.6 钻进、下套管

钻进工艺主要为：

钻孔的先导孔均采用Ф94mm不取芯复合片钻头配扶正器分别钻进到二级套管的设计深度L+0.5m。

（1）钻孔采用Ф127mm硬质合金扩孔钻头钻进至10.30m第一层套管设计的深度L1+0.3m停钻；用清水冲洗钻孔，目的是将残留在孔底及孔壁岩粉冲出，以利注浆固管。

（2）用绞车将Ф127mm孔口管缓缓送入孔内，外露长度200~400mm。待孔口管下入孔底，用钻机校正孔口管垂直度符合要求后，将管周围契实。开始注浆，将0.75∶1的水泥浆注入孔口管内，当孔口管周围有水泥浆溢出后，换注1∶0.5浓浆（并加入3—5‰的水玻璃作为速凝剂），待孔口管周围有浓浆溢出后，停止注浆。

（3）待孔口管固结养护24H后，开始正常钻进。钻进前，需先安装好孔口管防喷装置。首先用Ф130mm口径全面钻头扫孔至10.5 m停止钻进，进行孔口管耐压试验，当压力为10MPa，稳定时间至少保持30min，孔口管周围不漏水、不活动时为合乎要求。否则，重新进行注浆固结，直至满足要求。

4（4）换用φ94mm不取芯复合片钻头配扶正器钻进至下第二层套管设计孔深20.5m后停钻，采用一级套管孔扩孔方法成孔，下第二层套管、做第二层套管耐压试验。

（5）换用Ф75mm金刚石取芯钻头配Ф71mm绳索取芯钻杆组成的钻具取芯钻进。岩芯编录从预计的二2煤底板下上30m开始，直至终孔L8灰岩。

凡进入涌水段应停止钻进，测量水压及水质，并注浆等凝固后扫孔再进行钻进直至L8灰岩。

3.7 套管及下入 3.7.1 套管的加工

套管在下入前应进行如下加工： ① 所有套管应加工成左旋扣。

② 套管下入孔内前，套管的外壁应用电焊焊上10mm（Ф6mm）左右的钢筋条，以加大套管与孔壁的固结强度、套管与水泥浆固结体的凝结强度；防止钻进过程中因钻杆的碰撞引起套管的活动，造成套管松动等事故。

③ 套管最下面的一根应加工约20个、梅花形均布的Ф12mm的透浆眼，便于注浆时，浆液向套管与孔壁间隙扩散，确保注浆质量。

④ 套管下入时应配有套管靴或按变更设计底部一根套管加工成锯齿状。3.7.2 套管下入的几个问题

㈠ 准备工作

① 套管孔成孔后，应用特制扫孔器扫孔一次，确保套管顺利下入； ② 检查运送到现场的套管是否符合设计要求，并检查所有现场套管的丝扣是否完好，如有问题及时修复或更换。

③ 复测套管孔的深度，并与钻进记录对照，相符进行下一道工序，否则重新测量，确保套管下入尺寸无误。

④ 在钻场地面进行模拟连接，排好套管尺寸及下入顺序。㈡

注意事项

① 套管下入后要和钻机进行同芯性调整，确保套管与钻机的中芯线重合；然后才能进行封孔注浆的工序。

② 套管固结注浆浆液一定要尽可能的减小水灰比，提高浆液的结实率，减小浆液凝固时的收缩率。

③ 套管在下入时一定要坐在砂岩等坚硬岩石上，防止钻进过程中套管滑移等事故发生。按照设计尺寸下套管时，套管所坐岩层不符合施工要求时，可适当加长套管下入深度，不得减小套管下入深度。

④ 孔口处套管一定要固定，防止在钻进中因孔口处套管松动导致脱扣等套管事故。

⑤ 套管连接时一定要在丝扣部位涂摸密封脂或缠绕生料带，防止钻进中丝扣松动脱扣、退扣等套管事故。

4、施工进度计划及措施

4.1 工期安排

工期为15天，实行8小时工作制，每日3班。4.2 施工措施

⑴ 在现有设备及井下实际情况的基础上合理使用劳力，管理人员跟班作业，加强各工种配合和人员调度，杜绝窝工现象。

⑵

加强对机械设备的维修保养，保证不致因设备保养不到位而停机。

5、安全保证措施

⑴完善施工场地通风措施和瓦斯检测制度，使其符合《煤矿安全规程》的基本要求。

⑵紧急情况下的救援后备工作要落实到位、责任到人，包括防排水设施、水沟等排水系统和能力的具体安排；健全水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施等。

⑶在施工现场应装配专用电话能及时与调度室和施工方联系，随时掌握钻探现场情况。

⑷为防止高压水喷射（涌水）及碎石块喷出（岩喷），钻探施工时应采取紧固钻机，安设厚壁钢挡板以防射流和岩喷、安设孔口管防喷装置等措施。

⑸井下施工人员必须进行必要的安全培训，下井严格按照有关井下工作人员安全规章制度执行；配备其所有井下需带的自救器、矿灯、雨靴等等；严禁携带火柴、打火机之内物品下井；各班安全员要督促进行全员自检。

⑹ 加强现场安全生产的宣传和教育，所有施工人员必须遵守现场安全制度，不得违章作业；安全员必须切实负责，发现不安全因素应立即要求整改，并监督至整改完毕；做好安全值班记录。

⑺ 有关人员经常检查各种机电设备和防护措施的完好情况

⑻ 队长在下达生产任务的同时，应下达该工种的安全技术措施和安全操作事项，并在施工期间随时检查，发现隐患及时排除。

⑼ 在钻探施工过程中，当涌水量突然增大时或发生岩喷无法进行正常工作时，应立即提钻，关闭孔口防喷装置；做好井下施工人员的安全撤离工作。并立即通知上级领导（调度室），制定解决方案，在保证安全的前提下，重新正常施工。

⑽避灾路线：

1）施工地点→24皮带巷 →-700皮带巷→-700轨道巷→东副井井底车场→升井至地面。

2）施工地点→24轨道巷→-700轨道巷→东副井井底车场→升井至地面。

钻孔位置布置图

地质钻探技术与应用研究 篇6

文章首先介绍了地质钻探及时应用的意义与作用，并对我国技术发展现场做出探讨。其次列举出两种先进的地质钻探技术，对技术应用的方法以及流程进行讨论，帮助明确不同技术存在的优势，以及能够适用的范围。为技术应用环节提供安全保障。

一、地质钻探技术的意义和作用

地质钻探能够帮助发现深层的矿产资源，广泛应用于采矿行业中，建筑工程前期规划也会使用到。开展地质勘探，可以更深入的了解地下层情况，帮助判断基层中是否存在不稳定因素。地质钻探技术是不断发展进步的，从传统的勘探测量方法逐渐进步到应用信息化技术，将测量得到的数据传输至计算机设备中，在系统内部完成运算分析的任务。地质钻探并不是单一的技术，而是将多种勘探技术融合在一起，实现功能互补，更好的为工程现场服务。

采矿前技术人员需要判断矿产资源所在的具体位置，常规的勘探方法对深层地质结果了解少，并且很难发现地质层中含有的风险因素，可能会对采矿方案的确定带来影响。钻探技术可以根据使用需求增大探测的深度，帮助技术人员了解深层地质结构，并判断是否存在不稳定因素，所确定的开采方案也更具有可行性。

二、目前地质钻探技术的发展状况

钻探技术是随着使用需求增大而发展的，我国矿物资源开采起步较晚，相关技术有很大的发展空间。社会发展对矿物资源使用量也不断增大，为保障社会经济能够稳定发展，采矿量也正在逐年上升，在这一阶段，钻探技术得到大力发展，勘探方法也由传统的测量记录逐渐向信息化进步。地质钻塔技术从1980年开始起步，传统技术方法实施过程中需要大量时间，需要频繁的更换勘探位置。技术发展进步后，可以借助液压技术实现探测头的输送，在短时间内进入到需要探测的深度，技术进步后为探测环节节省了时间，应用自动化技术的环节也在逐渐增多，并不需要工作人员的过多参与，结果准确度有明显的提升。

技术进步后对采矿行业起到推动作用，政府部门加大建设资金的投入量，采购国外先进设备的同时更注重自主研发创新，技术起步较晚，并且钻探方面的专业人才稀缺。使得我国地质钻探得不到深度发展，这一现状严重阻碍了技术创新，面对使用期间遇到的风险问题，也不能积极有效的解决。钻探任务如果涉及到的深度不大，现有技术能够在短时间内高效的完成工作任务，一旦需要测量的地质层位置较深，钻孔技术以及探测技术中都存在弊端，任务完成质量得不到保障。在未来的技术发展中，应借鉴国外先进工艺，结合我国采矿特征在技术上不断创新，减少与发达国家之间的距离。

三、繩索取心钻探技术

1、技术特点

可以节省钻孔所用时间，钻头所在位置特殊，能够起到保护作用，不会受钻探过程中的岩石影响。在钻探过程中岩石在摩擦作用下会产生大量的热，直接传递到钻头上容易引发设备损坏，绳索取心工艺使用期间并不会发生此类问题，并且对周边岩石结构带来的影响小，避免脱落现象发生。工作期间出现任何问题都不会影响到钻探的质量，由此可见，该种技术具有极强的稳定性，同时也能够保护设备与周边地质结构的完整性。

设备所提供的动力能够使探头选准，实现钻孔目的。随着钻探深度的不断增大，还能够对岩石碎屑进行清理，为后续作业提供安全保障。根据使用期间的调查数据显示，设备能够将大部分动力转换为钻孔的能量，不会出现过多的损耗，这样工作效率得到了保障。工作任务也能在短时间内完成，现场工作人员听从指挥对设备位置进行调试，便可以实现地质钻探作用，对于周围岩石松动等风险问题，也可以随着作业深度及时做出调整。

2、使用范围

绳索取心技术可以应用在采矿环节的地质探测中，开采环节也不能缺少探测技术的支持。可以帮助技术人员快速了解深层地质情况，根据开采需求适当调节钻探技术，减少生产过程中的能源损耗，开采量也会有明显的提升。技术在应用期间不断总结遇到的问题，并探讨出有效的解决方案，使得技术有明显的进步。

3、推广应用情况及效果

自1978年以来，绳索取心钻探技术在我国地矿、冶金、煤炭、核工业、建材、化工等部门得到了广泛应用，取得了显著的经济效益和社会效益，深受广大地质职工的欢迎，被誉为“四高、三低、两好”（工程质量高、时间利用率高、钻进效率高、钻头寿命高；事故率低、劳动强度低、设备材料消耗低；地质效果好、经济效率好）的先进钻探方法。截至20世纪90年代，我国绳索取心钻探工作量已经完成数千万米。目前绳索取心钻探最深钻孔世界纪录为5424m。在近年来我国地质找矿深孔、特深孔钻进中，绳索取心仍然是最有效的钻进方法，也是首选的工艺方法，在已施工完成的20余口2000m以上的深孔中，全部是用绳索取心钻进方法完成的，最大孔深已达2706.68m。绳索取心钻探技术的成果拥有单位主要是勘探技术研究所。

四、液动潜孔锤钻探技术

坚硬、致密“打滑”，尤其是脆性地层使用液动锤可大幅度提高钻进效率。由于是在回转钻进的基础上增加液动锤，因此对设备不需要做改变，但由于液动锤高频振动，在使用时应注意设备的紧固件防松问题，我们推荐，在大直径、浅孔进行液动锤钻探时可配套减震稳流平压的空气室，这样对稳定液动锤性能、保护泥浆泵及地面设备都有明显的改善效果。液动锤是在含有固相及微粒钻削的泥浆环境下高频往复运动，因此采用高质量泥浆、并且用好则显得十分重要。否则会加剧液动锤零件磨损、影响使用寿命，还可能阻卡使液动锤不工作。因此有必要对泥浆提出较为严格的要求：润滑性能好、含砂量低、黏度密度低，黏度一般不大于30s，含砂量不大于0.1%，密度1.1g/cm3；在条件许可时推荐使用泥浆润滑剂更能提高液动潜孔锤性能并延长使用寿命。泥浆材料推荐具有四低（低粘、低切、低密、低失水）一高（高润滑性）的LBM。在使用大直径液动锤钻进时，更应重视泥浆的净化工作，在有条件时最好配备净化设备，或采取多级沉淀方式，同时注意对泥浆泵的吸水莲蓬头增加过滤装置。

小结

我国地质钻探技术研究起步较晚，传统的技术方法已经不能满足采矿环节的需求，想要突破这一现状，技术人员应加强自主创新研究，不断总结技术应用期间遇到的阻碍问题。有针对性的开展创新研究，为资源开采环节提供有力的技术支持。

水文地质钻探 篇7

地质勘探工作一直是煤矿生产有效进行所不可获取的重要部分。其中水文地质的勘探就是其主要构成环节之一。在矿井的建设生产中, 水文地质一直是其主要干扰因素之一, 如何有效地对矿井水文地质情况进行勘查一直是管理者所关注的焦点, 其中水文地质钻探作为水文地质勘查中最基本也是最主要的手段, 有着诸多其他勘探手段所不具备的优点:首先水文地质钻探不仅能直接揭露地下含水层的位置, 确定相关地质特性, 明确所测含水层与地表水及其他含水层的联系, 更能通过抽水实验, 对含水层水文地质参数、水质等进行测定, 并对其水位变化实施动态监控。可以说积极开展对相关理论实践的深入研究, 有效促进水文地质钻探技术的发展是确保矿井长久、高效生产的重要条件和必然要求。

2煤矿水文地质钻探现状

2.1矿井水文来源介绍

1) 地表水及断层水。矿井地表水通常指自然降水、江河湖泊水以及植物根部的储水等, 不过由于煤炭埋藏深度的问题, 地表水虽是矿井水源的来源之一却非主要因素, 影响一般。断层水是指存储在地质断层中的地下水, 其对于地下水的排泄、流动方向等均有着显著影响, 是水文地质钻探的重点之一, 在矿井建设前, 必须由专业人员对井田范围内的断层水分布进行详细的调查。

2) 地下水。依据岩性组合的不同和水利性质的不一, 矿区内地下水含水层大致可划分为两种类型, 即含水层与含水带。以碎石土及粘土为主要构成的散层空隙含水带, 因其储水能力的地下河含水层厚度不偏小被称之为弱含水层, 对矿井影响较小;以碎石灰岩和硅质层为主要构成的岩溶裂隙含水带厚度多为数十米且裂隙发育完善呈蜂窝状, 有着较为严重水蚀现象, 对矿井生产影响较大。

2.2矿井水文地质钻探现状

鉴于矿井水文地质条件的复杂性和水源来源的多样性以及相关技术、设备、人员等影响因素, 在实际的矿井水文地质钻探中有着诸多问题, 其大致可总结为以下几点:1) 现场施工人员水平不足。目前我国多数煤炭企业中的水文地质钻探施工与管理人员普遍存在专业水平不足、职业道德修养低下、工作散漫、法律法规意识不足等问题, 在实际施工中施工人员不遵守相关规定, 随意施工, 技术监管人员不仅未进行有效监管, 在后期勘查报告上也多应付了事, 例如未进行测井参数的对比就随意对水文地质的观测曲线进行绘制, 从而使得勘查报告与施工实际存在出入, 阻碍施工的有效进行。2) 钻探设备选择不当。国内多数矿区的水文地质钻探施工均施行分包制度, 将其承包给第三方施工队伍进行施工。而这些施工队伍为节约成本, 在钻探设备的选择上不会依据所在地水文地质状况进行合理选择和替换, 而是以一概全, 选择一个型号一干到底, 从而使得施工中存在许多问题, 例如钻机钻压、钻机速度和旋转速度等数据之间不匹配, 难以满足实际需求等。此外这些第三方施工队伍的钻探设备不仅型号老旧且疏于维护, 设备质量问题突出, 例如钻头磨损严重、泥浆泵压力不足等。3) 水文地质条件复杂、施工环境不佳。矿井水文地质钻探的条件极为复杂多变, 钻探施工时不仅会遭遇断层、溶洞等自然因素的干扰, 还会不时受到老窑等人为生产的地质环境影响。在断层裂隙等发育良好的岩层中, 岩体整体性受到严重破坏, 岩层内水力联系复杂难测, 严重制约了钻机的工作效率, 从而导致钻头岩石钻取的不均匀, 易引起泥浆充填裂隙无法顺利排出, 严重的还可能引起卡钻、掉钻等严重事故。而对于矿井老窑废水, 因其长时间处于密闭环境, 内部可能封存有大量的有毒有害气体, 钻机一旦钻通, 就有可能威胁到施工人员的生命健康。

3促进矿井水文地质钻探工作质量提升的措施

3.1进行科学、合理的钻探设备选择

钻探设备的选择对于钻探效率有着直接影响, 在实际施工时必须依据当地岩层的钻探难度对钻机参数进行科学选型, 尽量选用先进的设备, 以为施工提供保障, 譬如选用新型的正方向一体化钻头;此外应注重对钻探设备的保养维护, 一旦发现钻头过度磨损应及时更换, 以确保钻机的最佳工作状态。

3.2对钻探工艺进行优化

钻探中必须委派专人对钻机中的水文变化、冲洗液消耗状况、水温变化以及钻头状态等进行实时观测和记录, 以避免事故的发生;委派技术人员对泥浆翻浆速度、颜色变化等进行观测, 以实时、合理的对钻进措施进行调整和完善, 确保事故的最高效;遭遇断层、溶洞等复杂地质条件时, 对其水力联通情况进行及时准确的判断, 从而选用适宜的短钻杆和岩芯管及起拔钻进工艺以避免断裂处岩块的掉落而引起卡钻、掉钻现象。

3.3对钻孔布置进行改良

水文地质钻探中钻孔依据功效的不同可划分为勘探孔、观测孔、试验孔、开采孔等多种类型。在实际施工前施工方首先充分收集相关水文地质资料, 依据“先疏后密、点线与深浅”的原则进行科学的布孔规划;其次钻孔相关参数的设计上必须充分考虑钻孔类型、出水量、过滤器等相关因素, 避免废孔出现的同时, 尽可能实现一孔的多次利用。

3.4增强对现场施工及管理人员的培训

伴随科技的不断发展, 各类高新科技产品不断应用到矿井水文地质钻探工作中, 相关设备的机械自动化水平不断提升, 这也就对现场施工与管理人员的技术水平和职业道德素养提出了更高的要求, 除在掌握必要的理论与实践知识外, 还应对相关的技术操作规范有着深入的理解, 并能将其贯彻到生产实际中。在企业积极招收青年人才的同时还应增强对原有工人的再培训, 使其可以紧跟时代变迁, 养成求真务实工作态度的同时及时掌握各种相关的新型技术与设备操作工艺, 确保生产高效高质进行的同时有效避免安全事故的发生。

4水文地质钻探新技术发展

近年来, 科技的进步亦让水文地质钻探技术获得显著进步。各类新型技术不断涌现并在实践中成功应用, 在此对当前几种新型技术加以介绍:1) 液动冲击回转钻探。该技术一方面增强对洗井液的驱动, 另一方面在液动回转上增强了潜孔锤的功效, 实现了对其潜力的充分挖掘, 进而极大的提升了钻机的钻探动力和钻探效率, 可以说这一技术的应用是水文地质钻探技术新时代的显著标志, 目前已在实际中取得良好的使用效果。2) 空气钻探。这一技术以被充分压缩后的空气为介质对钻探出的孔洞进行二次冲洗, 从而大幅提升了钻机的破岩能力, 加快了钻探工作的整体进度, 节约了生产成本。3) 绳索取芯钻探。通过这一技术的运用可大幅提升水文地质钻探中的岩芯提前效率, 避免了钻机的多次提降, 显著降低了设备的磨损。此外绳索取芯钻探技术还有着极强的适应性, 在各类地质条件下均可使用。

5水文地质钻探技术发展前景

伴随着中国现代化建设的不断进行, 国家能源消耗亦在不断增长, 各类能源尤其是煤炭的地表浅层储量已逐渐消耗殆尽, 煤炭矿井水文地质钻探技术的发展必须开始向深层地下水文探查进行转变, 积极开展适用于地层深部的钻探理论与相关技术的研究, 从而为今后煤炭行业的深部开采的有效进行提供充足的数据参考, 为生产的安全、高效提供保障。

摘要：就水文地质钻探工作的必要性进行了说明, 并对煤矿水文地质钻探现状进行了分析和总结, 以此为基础对提升水文地质钻探工作质量的方法提出了几点见解, 最后简述了水文地质钻探新技术和未来发展趋势。

关键词：矿井,水文地质钻探,现状,发展

参考文献

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[3]马钟路, 马沈岐.煤矿坑道水文地质钻探工艺[J].甘肃科技, 2008 (21) :134-137.

[4]刘军.谈钻探技术的应用[J].山西建筑, 2013, 39 (10) :65-66.

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水文地质钻探 篇8

1 我国深部地质钻探技术的现状

所谓深部地质钻探, 就是指基于对地质形式的深部开采而对地质环境进行的分析和勘查工作。一般来说, 这种技术主要服务于我国矿产资源的开采过程中。因为矿产资源的分布较为深, 所以在未了解当下的地质环境时, 不宜大规模的开采, 这样不仅会造成经济的浪费, 还不利于保护资源。目前来看, 我国深度地质钻探的深度主要集中于三百米到五百米之间。但是西方国家的平均钻探深度已经达到了八百米甚至更多, 这种情况下说明我国的深度钻探技术还需要进一步发展。另外, 我国的深部钻探的机械化推广和普及程度还没有达到较为理想的水平, 这样导致的结果就是设备的落后, 无法达到现有的深部地质钻探的要求, 因此, 深部地质钻探的效果也不能达到采矿业的要求。同时, 从我国钻探队伍的素质来看, 还存在专业技术不够和人员水平较为低下的问题, 这种情况也是非常不利于我国钻探技术的发展的。

2 我国深部钻探找矿技术的基本形式

2.1 金刚石绳索取心技术

所谓金刚石绳索取芯技术, 就是指在采矿的过程中, 采用金刚石进行钻探, 因为金刚石的强度较高, 所以可以达到较为理想的深度, 因此这种方式也被广泛应用在国际找矿技术中。而绳索取芯指的则是采用特殊材料制成的绳索, 对金刚石的锁头进行控制的一种技术, 这两种技术的结合使用, 就可以达到比较理想的找矿效果。但是就目前我国对这种技术的应用来看, 还存在较大的问题, 尤其是同发达国家相比, 我国的材料和技术上还都比较落后。主要表现为绳索比较容易断裂, 金刚石的位置控制不够灵活等问题。

2.2 反循环连续取样 (心) 钻探技术

反循环连续取样 (心) 钻探技术采用压缩空气作为循环介质, 利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工, 随着钻进的不断进行, 岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表, 并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。国内外大量的钻探施工经验证明, 采用该法获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体埋藏深度、矿体厚度、品位等物化参数的基本要求, 而且其钻探施工速度要比传统的取柱状岩心施工速度提高5~10倍, 施工成本也将大大降低。根据2006年有关统计资料, 反循环连续取样 (心) 钻探技术在澳大利亚完成钻探工作量的比例超过80%。我国在20世纪80年代中期曾开展了该项技术的研究并进行推广应用, 但由于地质上是以岩屑代替传统的柱状岩心, 且需使用特殊的双壁钻杆, 所以推广应用受到较大阻力。值得关注的是目前国际地质钻探承包商和矿业投资者已经提出了取心取样相结合的地质勘探新概念, 并在一些国家开始应用, 取得了比任何单一方法效率及地质效果都要好的结果, 大幅度提高了钻进效率、降低了成本。著名的国际钻探设备制造商瑞典AtlasCopco公司已经开始推广这项综合取心 (样) 钻探技术。

2.3 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术

受控定向钻探技术是一种可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术, 该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。在普通钻孔难以到达的勘探部位和坑道内以及陡斜矿体的勘探中, 利用高精度受控定向 (取心) 钻探技术可以明显减少钻探工作量和施工费用。由于地质岩心直径较小, 地质钻探取心对这项技术关注热度不够。受控定向钻探技术是深孔施工单位必备的手段, 是施工的保证, 是处理孔内事故的方法。

3 深部钻探找矿技术发展

3.1 岩心钻探设备

(1) 加快第三代新型钻机研制和开发, 积极引进石油钻井界先进技术和理念, 设计出适应于岩心钻探的深孔钻机。以液压为动力, 优先开发地质岩心顶部驱动钻机, 使之成为系列化及与之相配套泥浆泵等。 (2) 加快坑道钻探设备的能力、功能的提升。在危机矿山接替资源的勘探中, 对某些成矿模式的地层, 在现有的数百米深的地下坑道或开采区内, 利用坑道钻探设备来进行深部岩心钻探工作, 可以充分揭露深部地层, 节约钻探费用和时间, 提高勘探效率。 (3) 加快先进岩心钻探设备的推广。岩心钻探设备推广应用的最终结果是实现产业化, 而产业化又是降低生产成本和销售价格的有效手段, 这又反过来推动着岩心钻探设备的推广应用。因此, 岩心钻探设备的推广应用过程就是设备的产业化过程。

3.2 岩心钻探器具及工艺方法

(1) 加强信息情报收集, 积极开展行业问信息交流, 推动学科交叉合作。回顾钻探技术发展的几十年, 情报部门提供了金刚石钻进技术、定向钻进技术、冲击回转钻进技术等一系列科技信息, 对国内钻探工程界有很大的启发, 为在国内科技攻关立项、研发、创新、模仿或引进技术起到了重要作用。 (2) 加快新型基础钻具的研制和新工艺技术的完善。新型高寿命金刚石钻头、高强度深孔绳索取心钻杆、新型深孔双壁钻杆的研制是保证金刚石绳索取心钻进技术、反循环连续取样 (心) 钻进技术安全、经济、高效的服务于深部地质找矿工作的基础钻具, 对于提高这些技术应用的可靠性、经济性有着重要作用。目前这些基础钻具有的已经由勘探所立项研究, 有的正在申报立项。 (3) 加强岩心钻探器具及工艺方法的系统化研究, 增强钻探器具的功能、提高工艺方法的适应性, 利用现有技术集成、整合出新。多功能、一体化是国外钻具发展的一个方向, 我国岩心钻探器具也应利用现有技术和工艺实现功能整合。

结束语

水文地质钻探 篇9

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10

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.

确保煤田地质钻探安全的施工设计 篇11

【关键词】煤田地质；地质钻探；钻探安全

一、钻探机场的内外环境

钻探工作多在野外进行，常遇不良天气，生活艰苦，业余生活单调乏味，让人感到缺少兴趣，提不起精神；机场内环境工作空间狭小，钻探机械排列纵横交叉，立体交错，噪声大、照明差、泥浆四溅，环境恶劣，信息不畅通。在这样的环境中劳动，往往使人产生强烈的应付感、对付感，但此项作业更需要上下左右互相配合才能较为顺利地完成任务。

二、钻探过程中人的因素

要保证钻探过程的安全和高效，必须首先考虑人的可靠性。“可靠性”的质量指标是指控制系统在一定时间间隔内执行必要功能的能力。操作可靠性则是“操作者能够无差错地完成给定任务的程度”。操作者的可靠性与人的现有素质和潜在素质以及人的工作能力分不开。人的工作能力是不稳定的，它在劳动过程中随一定时相而改变。工作能力的变化，取决于人的神经系统反射活动的强弱变化，在疲劳的影响下感觉机能变弱，听觉和视觉灵敏度降低，眼睛运动的正常状态被破坏，疲劳引起错觉，记忆减退，创造思维降低，以及其它心理机能都发生不同程度的改变。钻探过程中，工人是凭感觉感知过程的信息，机械的信息和辅助的信息来进行工作。其中视觉、触觉、平衡觉最为重要。由于地下情况有很大的偶然性、未知性，所以钻探工作就有很强的探索性。钻探工人所说的：“钻探是有眼人干没眼的活”指的就是这种探索性和不确定性。这就要求钻探工人要有较强的时间知觉、空间知觉和运动知觉，要能依据感觉提供的信息正确判定钻孔内的情况，钻进过程是否正常，并且能制定相应措施，还要了解周围空间机具的情况和同伴们的情况，在此基础上决定自己的动作和配合动作。由于钻进过程的不确定性，要求钻探工人要有较强的应变能力。有体力和技术储备，并有较强的心理承受能力。这样在突发的事故面前，才能做到沉着冷静，不惊慌失措，技术发挥正常，体力能顶得住，从而协调一致，克服困难，完成任务。事实上，人在劳动中，感觉、知觉、体力都会发生不断的变化，有时往往限制人的行为。因此，人本身操作行为不可能完善，总会出偏差。如按作业要求，人有时遗漏了必须做的事；对必须做的事做得不全面；进而做了违反要求的事。这些差错的产生，从个人特性方面看，有知识和能力的不足，缺乏经验和训练，性格不好，身体条件不适合，缺乏动力和积极性等。人有误动和错觉，这是人体差错的根源。人体疲劳，使机体缺乏稳定性，有偏差，反映速度慢，再加上感情心境上的影响，就会使信息处理能力变弱，这样就必然会出现事故。人的行为本身的不完善，钻探劳动的特殊性二者交织，构成了错综复杂的情况，隐含着事故发生的相对必然性。因此，钻探工程中必须采取增强或辅助人的感知能力，必须重视人的因素，在聘任钻探工人时必须重视生理、心理状况，学习能力和技术掌握能力，特别是应变能力要作全面的考察，制定详细的钻探工作培訓计划。并在钻探工人的教育训练中有计划地提高上述素质，以提高效率，保证安全。

三、钻探过程中机的因素

钻探是由单机构成群机。无论单机和机群的布置，都必须以“宜人性原则”来考虑。“宜人性原则”主要表现在工作设备和工作空间，以及工作环境的设计。钻探设备的手把和手柄等应适合于手的功能及解剖生理的要求，应适合于人的感觉通道的特点，还要考虑操作姿势的影响。目前常用的油压岩心钻机以“宜人性原则”评价，这类钻机手柄、仪表布局不合理。工人操作姿势长期站立，操作下部手柄又需弯腰躬身。仪表布置在机器下部，不在工人最佳视觉范围内。钻机操作和孔口作业之间联系困难，与其配合时，操作姿势不舒适，易疲劳，易出现误动；动力机和工作机一体化时，如果动力机为柴油机，则噪声大，更增加了信息交流的困难。对机场布置，要以“宜人性原则”进行：将控制台移出至孔口侧方，保证有良好的视野，控制手把、仪表都集中在控制台上，都在人的最佳视野内，这样操作工人视觉联系大大改善。由于远离动力机（柴油机），听觉的信息通道易于畅通，操作姿势取坐姿，减少了疲劳。孔口的操作面积也增大了。从整体上改善了劳动条件，对提高安全有了保证，如果配合有很多不合理的地方，视觉、听觉都受干扰，信息传递不灵，难以形成配合动作。需要注意力高度集中，才能保持配合，这里就隐伏着不安全因素。

四、钻探过程中管理的因素

地质钻探技术的发展与思考 篇12

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

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