深部探矿设备与施工技术探讨

蒋青光 魏厚红 陈清 方红亮

摘要：随着我国经济水平的持续发展，在科学技术这一领域取得了不菲的成绩，因此使得我国经济水平得以垂直性高速度向上发展，这其中与矿产资源的发展息息相关，但是目前我国的深部探矿设备与施工技术还跟不上时代发展的脚步，勘探出来的资源渐渐满足不了社会生产的需求，所以接下来本文就深部探矿设备与施工技术作简要分析探讨。

关键词：深部探矿;施工技术探讨;探矿设备

引言：

随着时间的推移我国的浅部探矿矿产资源已得到充分的勘探开发与利用，渐渐的我国的浅部矿产资源出现了匮乏。为了进一步发掘和利用我国的矿产资源，相关技术人员把目光投向了深部矿产资源的勘探及開采利用，但是在勘探、开采过程中也遇到了诸多问题，因此接下来本文从深部探矿设备的简论与特点;深部钻探设备的现状;深部钻探的技术施工三大方面进行简要分析探讨。

一、深部探矿的简论与特点

就我国的深部探矿来说，它是在当今科学技术蒸蒸日上的发展基础之上提出的一个新课题，早在上世纪时期，我国的科学技术水平一直处于较落后的状态，探矿设备的研制、生产和施工技术也跟不上时代的脚步，无法满足生产的需求，矿产资源的开发利用主要停留于浅部资源。但是现在不同了，我国处于高速度、高质量的发展时期，无论是经济、文化、政治还是科技水平我们都处于世界前列，对矿产资源的开发利用也转向了深部探矿[1]。在进行深部矿产资源勘探、开发利用过程中，相关技术人员应该正确选用钻探设备进行深部钻探，进而顺利探获所需资源。在对钻探设备进行选择时，要综合考虑各方面的因素，对需勘探的地质情况进行充分研究，确保施工的顺利进行。目前国内常见的钻探设备分为：1、三百米以内的浅孔钻机;2、三百至六百米的中浅孔钻机;3、一千二百米至两千米的深孔钻机;4、两千米以上的超深孔钻机。在选择时一定要综合考虑多方面因素，以确保深部钻探的有效实施。

二、钻探设备的现状

针对不同的矿种类型有着不同的钻探工艺方法。勘探孔按孔深一般可分为浅孔、深孔、超深孔。由于历史上的原因，在上世纪50-60年代，我国主要靠引进外国或是仿造国外的浅孔钻机为主，直到我国成功地研制出了新型液压钻机XY-4型钻机（又叫千米钻机）。一直到现在在进行地质勘查中大量使用的仍旧是千米钻机或是同种类型的钻机。如果想要保证钻探项目的顺利实施，在钻探设备的选择上，则要根据地层地质的实际情况、钻孔的深度及结构设计来进行合理选择，以免在施工开始后，造成不必要的麻烦。通常建议选取施工能力大一级的钻探设备，以应对施工过程中可能出现的复杂情况。在实际钻孔深度为800米至1400米之间时，可以选择XY-5型的钻机;在实际钻孔深度为1400米至1800米之间时，可以选择XY-6型的钻机;在钻孔深度在1800米和2500米之间时，则可以选择XY-6B型钻机。钻孔设备选择的原则：（1）针对钻孔设计时的终孔口径、钻孔结构及地层情况来选择合适的钻机型号;（2）最好选择重心比较稳定、变速选择范围较宽、立轴行程较大的;（3）有条件的情况下最好选择电力驱动钻机;（4）选择符合国家标准，行业标准的;（5）钻机的维护、维修保养方便快捷，零配件可换性强的。

三、深部探矿的技术施工

1、防斜技术。在深部钻探施工中确保一个钻孔的安全性是重中之重，所以必须要严格对防斜技术加以重视，钻塔、钻机安装必须要稳固、立轴角度准确，立轴上下的卡盘都需要正常使用，并校准主动钻杆，主动钻杆尽量采取高质量大口径且相对短一点的，严格的控制主动钻杆的晃动性。此外，在施工过程中，遇复杂破碎、松软等地层时，尽量低压、慢进，并正确使用护壁泥浆，防止钻孔偏斜。

2、堵漏技术。在钻探施工中最容易出现的就是漏水现象了，对堵漏技术进行分析是确保工程顺利进行的前提。在出现大量涌水现象时，可使用801或是803堵漏剂、化学泥浆或是物理高分子泥浆技术，具体的配方主要有两种：（1）、采用氯化钠、萘磺酸甲醛、水泥、粉细沙;（2）、采用氯化钠、水泥。

3、钻进转速的选择。钻进转速的调整在钻探施工过程中的应用是又一重要措施，使钻探施工又向前迈出了重要一步。在钻探施工过程中，如果钻具和设备条件允许的话，可以尝试提高转速，提高施工效率。施工人员都知道，金刚石在钻进过程中，它的颗粒具有出刃小的特点，其主要依靠高转速进行切削钻进，从而提高效率[2]。

4、应对岩石坚硬的方法。对于岩石坚硬这一问题，可使用金刚石胎体硬度为10至15级的低硬度钻头，除此之外，还可采用干磨金刚石钻头，在施工时往钻孔里投磨料使其钻头出刃。具体做法是：将体积较大的岩石块砸成体积在1到2厘米的均匀小颗粒，然后选取十到十五粒从钻杆投放到孔里，调整合适的转速、压力、干磨10分钟左右后，再转入正常的钻进施工，其效果还是比较理想的。另外，也可以使用液压冲击器。

四、结束语

综上所述，深部钻探工程最重要的就是根据实际情况采取不同的方法进行深部探矿，具体的有防斜方法、堵漏方法、调整转速法等等，这些技术的运用可与当今社会发展的经济以及科技的需求相对应，是我国目前以及未来都要为之努力的方向。上文提到的技术运用虽然在某些地区实行起来取得了不错的效果，但是在探矿生产中还是要根据实际情况采取科学恰当的措施，相关技术人员还要不断的对钻探施工新技术进行探究，通过不断的实践应用，以探索出最适合的方法，最大限度的提升我国的经济实力。

参考文献：

[1]刘方海，李文胜，宫寒冰.浅谈深部探矿钻探特点及技术[J].大科技，2019（36）：218.

[2]王圣勇.深部探矿钻探特点及技术研究[J].建筑工程技术与设计，2019（30）：1782-1783.

作者简介：

蒋青光（1967-08），男，汉，浙江浦江人，本科学历，高级工程师，现从事岩芯钻探、煤层气及石油钻井等施工管理及技术工作。

魏厚红（1973-02），男，汉，陕西安康人，本科学历，高级工程师，现从事岩芯钻探、煤层气及石油钻井等施工管理及技术工作。

陈清（1986-05），男，汉，江苏泗阳人，本科学历，探矿工程师，现从事岩芯钻探、煤层气及石油钻井等施工管理及技术工作。

方红亮（1984-08），男，汉，江西资溪人，本科学历，高级工程师，现从事岩芯钻探、煤层气及石油钻井等施工管理及技术工作。

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