信息技术下地质系统地质机械的研究与开发

2020-11-28

中国科技纵横 2020年5期

(甘肃省地矿局第二勘查院甘肃探矿机械厂,甘肃兰州 730100)

0 引言

随着信息技术的引入，我国地质系统地质机械又迈入了新的阶段，但现代化进程加快的同时，给我国土地资源带来些许问题，因此，相关部门应进一步开发与利用土地资源，施工勘探人员需提升多种钻探技术，熟练使用多种先进设备，从而使我国地质机械的水平获得长足进步，稳步发展地质工程。

1 地质系统地质机械的现状

一方面，我国地质机械的结构较为简单，地质工作使用的多数设备类型为钻探式，此类设备大多为岩心机，其形状为立轴式，该设备的结构比较简单，且成本较低，工程在设备上所耗资金较少，因此，地质机械性工程的经济效益较高。与此同时，当前地质机械工程的质量不低，勘探技术上的进步，进一步带动了勘探机械的发展，特别是机械钻孔，我国在机械钻孔的深度上以达到数千米，良好的技术改善了地质工程的整体质量。

另一方面，在地质机械设备的质量上，经过多年努力，耗费了大量的时间与精力后，我国机械设备的质量较高，且引进多种先进设备，从而保障了地质工作的稳步运行。此外，地质机械设备虽然取得了较大的进步，仍存在些许问题，比如，部分机械设备较为笨重粗大，对体力劳动的需求较高，在实际开展钻探工作时，此类设备的使用效率较低，甚至部分零件也有些落后，对地质工作的运作产生不良影响，严重拖慢了工作的速度，影响了地质勘探的效果，因此，管理人员需对地质机械进行进一步的开发与研究。

2 信息技术下地质系统地质机械的发展研究

2.1 广泛应用现代技术

随着经济的发展与信息技术的进步，当前我国的机械生产技术与地质勘探技术已朝着现代化方向发展，多数用全液压机械技术替代了过去的半液压化机械技术。在转变的过程中，坑道钻机的形式大多采用全液压动力头类型的钻机开展钻研工作，不但使钻机运转速度得到了提升，还发挥出该机械自身的优势，即无极调速。目前我国全液压化的机械钻机设备有MD-刃全液压锚杆、MD-100型及土星-800型钻机等。通过相关数据信息的研究，钻机动力外头除了具备自动化功能外，还让液压化类型的钻机增加了多样化特点，使其更加广泛地应用到生活中。比如，与传统钻机相比，FD-300型钻机具备无极调速的特点，该设备不但操作简单，钻机的运转效率也较高，因而在生产与日常生活中运用较为广泛。具体来说，FD-300型的钻机主要由CBF-IEooG齿轮泵、V78变量泵、CCIY4-B变量泵及SG三联泵构成[1]。

2.2 设备功能更加多元

地质机械化设备在发展过程中，其功能变得更加多元，信息技术的进步使机械钻机的运转速度得到提高。我国地质系统地质机械设备的发展目标为通过一台钻机设备可同时开展多项钻井工艺，而地质设备由智能化代替机械化也符合我国地质发展的未来趋势。比如，当前水井性钻机的性质为单一回转，而日后的发展目标为多元冲击或回转，综合式空气钻、正反水力循环及潜孔锤等形式的钻机也都是我国未来的发展目标。转变时，工作人员应利用智能化的方式改进锚杆钻机，改造的方式可依照潜孔锤的钻进方法。此外，立轴式的钻机也能通过高速回转的方法转变为智能化，此方式不仅能使钻机钻进的效率与速度得到提高，还能降低污染，减少噪音震动的频率。

2.3 使用网络技术

基于信息技术发展与引入，我国地质系统地质机械的另一项发展研究为应用网络技术，电子网络技术已进入到诸多领域，地质领域也有所渗透，如某地质大学通过电子网络技术成功设置了钻探监测体系，将相关工程的材料、设备及人员的数据信息输入该平台内，可自动形成分类，并将相关技术及注意事项完整地展现在员工面前，极大地提升钻探工程的效率与效果。与此同时，将钻机与网络系统相结合，并投入到技术与生产研发，对钻进参数可进行实时监测，从而保障参数的准确性与完整性。钻探监测体系的作用还有智能识别功能，在实际工作中将有用的信息识别与筛选出来，对设计质量与勘测绘图技术有着积极的影响。

3 信息技术下地质系统地质机械的开发方向

基于中国庞大的人口基数，对水资源也有较大的需求，而伴随着城市化与工业化的发展，且速度的加快，使浅表地下水逐渐减少，地质地表也产生了程度不同的污染，通过信息技术有效利用地下水是当前技术人员急需解决的问题。目前我国的钻机最深可达2000余米，而国外钻机最深已超过5000米，其采用的设备直径较小，可成为我国新的开发方向。地质机械设备与金刚石钻头可联合使用，在开发主机的基础上，完善井管设备。

3.1 开发水井钻探技术

由于我国对水资源的需求量大，且消耗过多，使得部分水体或水资源产生较为污染与浪费的现象，特别是逐年减少的地下浅水层。针对水资源的利用问题，管理部门需进一步开发水井钻探设备，当前的首要任务为开发钻孔深度，其深度应在1000米以上，与此同时，及时改善水井钻探的技术与设备，邀请部分发达国家技术高超的专业人员进行水井钻探的技术讲解，从而加强工作人员的技术。此外，利用先进的信息技术，技术人员需研制出更为先进、更多功能的机械设备，并在工作中高效地运用，改进水井钻探的效果与效率。针对修井设备与滤水管，工作人员也要及时完善，不得疏忽遗漏[2]。

3.2 改进设备质量

一方面，科技的进步与信息技术的广泛应用，使机械设备的质量变得越来越高，相关地质部门应加大重视力度，在内部进行设备质量的宣传，勘探人员在使用设备的过程中，应轻拿轻放，防止因大力触碰而造成机械设备的损坏。在勘测完成以后，检修人员应立即检查设备质量，若发现设备某零件松动，或有轻微的损坏，应及时维修，避免机械设备的质量发生恶化。在日常管理时，检修人员应定期或不定期检查所有机械设备，若出现质量问题，或产生设备磨损，需报告管理人员，机械设备如果太过老化，需立即更换，防止设备老化带来的安全隐患。

另一方面，相关部门需加大对地质机械部门的资金投入，水资源的匮乏，加上地质工程的增多，地质勘探工程已变得愈加重要。与部分发达国家相比，在地质机械方面仍有些许距离，投入更多的资金可用在机械设备质量的更新与维护上，缩短与发达国家的距离，保障相关机械设备的质量，维护数据的精准度与勘探人员的安全。

3.3 提升技术水平

地质勘测系统利用信息技术可成立一座勘探技术平台，从而在人员的管理上更具系统化。首先，地质勘探管理部门可设置勘测技术与机械设备使用的相关培训，无论是勘探施工人员，还是设备维护人员都需进行严格标准的培训。在培训过程中，专业授课人员会通过真实案例来传授勘探技术、设备的使用标准与勘探的安全要求，工作人员应提升安全意识，意识到保护自身的重要性。授课完毕后，员工间可自由开展交流讨论，加强经验的积累，若对设备使用模糊不清，或勘探技术仍有疑惑，应立即告知管理人员，专业讲师针对相关问题会再次讲述，确保无任何知识的遗漏。

其次，在整个培训期间，管理人员可定期考核基层员工，从机械设备的使用、勘探要求与注意事项，到多项勘探技术，未通过考核者，该员工应提高学习态度，增加学习方法，并予以一定的惩罚，且不准许参加工程勘探，直到其考核合格为止，此方式既给其提供学习的机会，又有效保障了该员工的安全，也间接降低了地质工程因安全事故而损耗的成本。而考核合格者，管理人员可给予适当的奖励，如红包、奖金等，并允许进行地质勘探。管理人员需时刻监督员工的设备使用水平与安全意识，可不定期对合格人员进行抽查，使员工随时保持学习的状态，不能有丝毫松懈。

最后，基于当前我国的勘探水平与部分发达国家仍有差距，相关地质机械部门可邀请国外先进技术人员具体的勘探技术，与先进设备的使用情况，而作为奖励，连续三次考核合格者可免费学习国外的先进技术，或某一段时间将优秀的技术人员送到国外培训，使其掌握更加先进的理论知识与技术，将其应用在机械设备的制造与地质的勘探，提高员工的整体技术水平，在技术上真正实现电、机、仪三者一体化。

3.4 引入先进设备

一方面，在机械设备方面，虽然在地质勘探方面应用设备较多，但相较于部分发达国家，我国的机械设备仍然存在些许落后，因此，在开展培训学习机械技术时，技术人员不仅要学习基础的勘探知识、设备使用等，还要学会如何制造机械设备。通过不断的探索与研究，技术人员应在当前设备的基础上，进行创新，并创造出系统更加优质的设备。

另一方面，在研制设备的过程中，相关部门还可引入其他国家的先进勘探设备，不同的国家，其勘探设备也有所不同，地质部门应以实际出发，使用符合我国地质情况的相关设备，并在使用时对该设备不断研究，在获得启发后，开展新设备的研制工作，通过两种方式的巧妙结合，提高我国机械设备的研制技术，加速新产品的产生[3]。

例如，甘肃省某探矿机械厂为了改进设备质量，管理部门从国外引进一批先进的机械设备，在使用的过程中，通过不断的总结与研究，技术人员从此批设备中获得了启发，研制出了更符合该企业的机械设备，从而提升了工作效率，经济效益也获得增长。