浅谈地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用

高建波

摘 要：随着国家经济的快速发展，对矿产资源使用量越来越大，矿产资源的开发也成了我们首要关注的内容。在工程地质勘中利用钻探工程，获得样品，通过对样品进行分析，以及在现场进行工程地质测试，来得到基本的建筑地的资料，以此来选定最佳的地点进行建设。钻探技术为做好建设基础的处理工作，保证建筑物合理施工，做出了非常重要的参考作用。

关键词：地质工程勘查;钻探技术;方法;应用

引言

如今钻探技术在分析地质工程项目中的利用率较高，地质信息的研究主要是通过对波谱的分析来探索更多的信息，进而为技术的进步提供更多宝贵的意见和专业理论。可见光波段光谱特征简单来说就是地质信息的变化，采用反射率光谱，就能够很快地分析目前需要分析的地质环境以及他们相应的数据理论。短波红外波段可以从地质中探测出碳酸盐岩、水合物和含羟基矿物。

1总概

钻探技术，是指是在一定的地区内，为了确定当地地质环境的信息，并对信息进行处理得到相应的结果而产生的一种现代技术。该技术是对地质科学的基础信息知识和实践的相互结合利用，对地质信息进行深入的挖掘。钻探技术能够对其进行初步地质探索与检查，再由工作人员对所需工作地区的地质构造进行专业深入的探讨研究，再对其中出现的问题展开分析并加以解决。自二十一世纪科技发展以来，地质信息研究是我国乃至全世界都在尽可能研究分析的一个项目。地质信息对于生活、对于发展来说都是必不可少的。由地质信息衍生出来的精细项目研究更是世界科技发展的重点。地质一直以来在发展中都是被作为发展基石而存在的，地质中包含的矿产、能源等维持社会工业的发展。因此，地质信息的分析探索决定着工业发展，工业发展决定着生产力的发展，从而就与国家与社会的发展息息相关。在科技发展的方面，对地质勘察技术进行优化就能够直接提升整个系统流程的效率，提升科技的含金量。在优化的过程中，科技的运用可以达到最大化，这就有效地能够将理论与实践结合在操作上。这就让科技不断地进行理论验证，在实践过程中可以逐渐地发现理论中的不足与问题，随时可以进行多方面的修补，这就能够增强对地质信息勘察的能力与效率，保障国家的基础发展。

2数据与方法

2.1在数据层面

使用ETM+数据轨道号为142/31。初步处理传递图像，基于目前发展状况能够明确地质信息数据通常会受到水体以及第四系的干扰，基于此，通过目视解释初步处理后的信息、分析处理图像内的相应部分，利用掩膜处理的方式对干扰信息进行处理。

2.2在图像处理方法方面

第一步需要解决岩体解译和岩性增强工作。采取最小噪声分离法对有效信息进行处理，使其在低维度信息库内实现统一集中，进而使干扰信息有效消除。与此同时，在进行岩性信息区分过程中也可以使用这种办法。利用ETM+数据技术整理处理的不同波段填入红绿蓝通道内实现彩色图像的合成，可以使图像颜色最大程度贴合自然色接近。同时可以更为准确的识别不同岩性，提升解译效率。

2.3地质资源信息提取

基础的地质资源信息提取在研究中有着不可忽视的重要地位。常用的信息提取方法有比值法、主成分分析法、Crosta法等，同时还有光谱法等;该技术相对于普通技术来说，更加准确可靠，但在光谱角制图方面则需要复杂的数据作为参考，总体要求较高，为使用者带来一定的困难程度。主成分分析法和Crosta法这两种信息提取方法不需要光谱辅助進行，其效果和比值法比较起来较为稳定，因为应用范围较广。主成分分析的本质在于使用一定的数学重组将光谱联系起来并且得出相应的新的成分或者变量，突出罕见地质的数据与信息。通过对TM/ETM+的利用进行资源获取时，可以分析矩阵来选择变量或主成分，再根据其不同的特征分析处理，进而得到所需的主成分。

3工程地质勘察中的钻探技术相关应用以及分析研究

由于我国的经济发展需要大量的能源的支持，因此对于矿产的需求是巨大的，而且还在持续的增长，所以为适应这种需求，我国的钻探技术也在持续不断的发展，到目前为止，钻探技术的装备和工艺技术也上升到了一个非常先进的水平;并且随着地质勘查行业多采用钻探技术，也使得钻探技术不断的向更高的水平进发。地质钻探技术，其实指的是在地表钻孔击碎地里的岩石，以此来获得地下岩层的地质构造信息，并根据获得的数据计算矿石储量。不同的钻探工艺其所起到的作用也是不同的。随着我国逐渐加大对于钻探技术的投入，为钻探技术发展成一种完善的技术体系提供了条件，其中包括反循环钻探技术、绳索取心技术、定向对接经钻探技术、液动潜孔锤钻技术和新型的节水钻探技术等等。反循环钻探技术通过其利用的介质来分可以分为两种，一种是以水力作为介质;另一种是以空气作为介质。空气反循环钻探技术是将空气压缩利用双壁钻杆外管降压缩的空气送到钻孔底，利用空气的膨胀作用力将孔底的潜孔锤作用到岩石上，然后利用压缩的空气作用后的力可以将岩屑由钻杆中心的通道送至地表，如此一来就可以得到岩屑的样本，并对其进行化验;但水力反循环钻探技术和空气反循环钻探技术的不同之处就在于，水力反循环钻探技术是将泥浆或者是水作为介质来抽取柱状的岩心，实际其原理也是一样的。而水力反循环就可以比较完善精确地测得地质构造的成分，并且它所用的时间和劳动的强度也是比较低的，它的缺点是耗能比较多。但在地质勘察取样的工程和水文水井、松软塌陷的表层、复杂锚固施工和注浆工程地质等这两者都可以采用。液动潜孔锤钻技术大多用在比较脆、岩石坚硬、钻孔质量差和地形复杂的地质进行地质勘察时，它是利用冲洗液去驱动液体潜孔锤并将其能量传递给钻头来击破岩石，其冲洗液，是利用泥浆泵来配送的。在使用之前，要好好的检查设备，并使设备处于紧固的状态，其原因就在于这项技术在使用的时候会高频的振动，而且还要注意要确保潜孔锤的工作性能和使用寿命。现在进行工程勘察时使用最多的是绳索取心技术，其主要是由于它的钻探深度是比较低的，而且更容易得到质量又好又完整的岩心，钻孔时的速率也是比较高的，降低了操作时间，也从侧面增加了处理意外情况的时间。而且，使用这种方法设备的升降次数也会减少，这样会使钻头的使用寿命延长;与此同时，也降低了施工人员的负担。所以说，在石油天然气、工程地质、地热等勘察中多会采用这种技术来钻探。科学技术的不断发展，钻探技术也不断的更新和进步，随着社会的多元化又衍生出了由绳索取心技术和反循环取样、取心技术这三种技术结合在了一起形成的组合钻探工艺。通过这样的方法就将这三种工艺的优点都集中在了一种工艺上，取其精华，去其糟粕。还有一些新的材料也被用到了工程地质勘查技术中，例如针对于干旱地区的新型节水钻探技术，在研发钻头时，采用的超声波技术制作金刚石钻头，由于金刚石的坚硬度较高，所以他的钻进速度也是非常高。

结语：

根据目前的研发进度来看，在这方面上必须要有专业的人才与设备进行相结合，对于理论知识要熟练，对于设备技术要进行更透彻的分析。在研究钻探技术的整个系统中最为重要的就是数据采集与分析这两个部分。后期的钻探及建设都要依赖于前期的数据采集，不能忽视其重要性，在这个阶段需要注意的是，可采取人力与设备共同分析的方式，争取让数据的准确性更强，并保证后期建设及分析不会出错，为地质工作添砖加瓦。

参考文献：

[1]蒋巍，邓晓飞，武明德，汪恩福.浅谈工程地质勘查中钻探信息对钻探方法选择的影响[J].青海国土经略，2018，06：37-39.

[2]包昆.地质勘查中钻探技术手段的应用及发展分析[J].城市地理，2018，22：63.