论新形势下探矿工程的钻探技术应用

李先波，赵名名，蔡振东

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

1 新形势下探矿工程的钻探技术应用的重要性

地质钻探技术在我国拥有着较为悠久的历史，它表明着人类的生存和发展，是我们生活当中非常重要的历史科学。四川的钻探技术可谓是鼻祖之始，它是从水资源的寻找到对盐的考察，通过中间不断地努力，对当时人类的生活起到了重要的作用，方便了当地的居民生活。由于这种技术应用到人类的生活，所以广为流传，很多领域不断推崇，不断扩大。改革开放后的中国对此技术更为重视，甚至流传到世界，当经济全球化趋势袭来，它更是带动了经济的发展，因此时市场对矿产的需求就更大了。但存在一定的弊端，那就是很多矿业在当时的经济发展模式下大部分已经被无情开采了，而现有的矿业结构非常复杂，不利于开采和挖掘。若要对此特点的矿业入手研究，则需要相关理论的强大支撑，但其背后也存在了很大的实践问题。如何精准开发新型矿业，提高钻探效率保持稳定，保证工程顺利进行，缩小钻探技术成本费用，性价比逐步提高，这也一直都是地质工作者长期思考的问题，也将是今后的改革的一个切入点。我国各方面的技术水平都会随着社会的进步而提高，在装备工艺等领域都会有所涉及，因此我国地质勘探事业大家有目共睹。

2 新形势下探矿工程的钻探技术现状

2.1 目前技术无法满足新形势要求

我国现阶段的矿业发展面临着巨大的资源滞后危机，国家在此技术上投入了大量的人力物力。我国的地质勘探工程影响着国家经济的发展，所以我国为这种技术提供了有力的思想，对于发展要求也是更加提高了，在新形势科学发展两方面影响下，探矿工程危机四伏，而解决这个难题最主要的就是对探矿工程的应用与发展，将高标准，高手段，新技术结合为一体，全部用到应用管理上，为此建立一套合适并能长期存在的应用体制。

2.2 岩芯钻探技术水平过低

众多地质的开采对矿业的需求是越来越大，这种找矿趋势逐步增大，自然会对钻探的工作量有更高的要求，有的工程开采队在原本的工程市场工作了多年，早已习惯了最初的探矿工程工作，如今又转回到了固体矿业钻探施工，经历多少磨砺，钻探装备也早已不完善，而且地质岩心钻探技术工作者对钻探施工经验早已匮乏，目前很多钻探工人不会使用原始的钻探技术，很多钻探工作更是闻所未闻，也就是说极度缺乏钻探经验，这对取矿工作有很大的影响。

3 钻探施工在矿山地质资源勘探的作用

3.1 资源勘探

我国国土资源辽阔，矿产显赫，但是开发性不算很高，人类对此的浪费十分严重，但仍有很大的应用空间。经济发展迅猛，地质勘探技术不断增强，资源开发受到限制是由于其变化不太明显。世界上有些发达国家都可以完成地下八百米的资源勘探它们的资源利用率极高。我国相对于此并结合国情现状存在较大差距。所以在依据国情基础上，要加大经济的投入，对钻探工程技术格外重视，除此之外也要保护环境，完善地球科学。通过一步步研发科技创新，探矿工程技术可以实现资源开采科学利用，发挥更有效的开采价值和应用价值。

3.2 钻探取样

我国现有技术为资源科学提供了有力的参考经验，例如：钻探技术中的勘测技能，对协调地球物理和探矿间的关系有协调作用，而且还支持提供资源开发终检技术支持用于探矿工程中。从地表层内取样可以利用钻探施工技术，将取出来的样本用于实物探究。除此之外，我国所应用的海洋研究和航空研究与这种钻探技术也有着紧密地联系，地下勘探也一样。

现代科学发展十分迅速，地质资源开发也不断加深，使用频率也在逐步扩大，所以科学家们不但要对整个地球表面的外部资源进行了解，也要重视内部结构的充分探究。这样的方式运用钻探技术去考察错综复杂的地质结构，丰富了信息强化，对其星体结构也有充分的认识，在这种过程中取样，为科研活动提供更有利的价值信息，对社会经济的发展起到了促进作用，资源利用率也相应的提高了。

4 探矿工程的钻探技术的应用

4.1 金刚石绳索取心钻进技术及应用

地质勘探中有一种新型的提取手法，利用右磨料来汲取钻探工艺手法，每一种钻探工艺都会有相对应的钻探设备。钻探设备是整个探探矿工程的关键部分，它影响了整个技术的成本费用的高低。金刚石在如今已经作为了基本磨料添置在钻机里面，这将会给勘探公司更为繁重的工作量来定制设备与它配套。现如今很多勘探队伍依然采用传统的生产方式，采用的装备也非常陈旧，有些工作根本就不能施展开来，作为经济发展的主要来源之一，单单这一条件就根本无法满足要求，这自然而然也就成为国内探矿产业的一大困难高发期。金刚石钻头直接影响了这一技术是否成功，它的质量和性能与钻取效果息息相关。而在众多勘探学者的不断努力下，中国已经研制出不同造型而且技术参数很高使用寿命很长的索取心金刚石钻头。这其中包含着很多种类型的钻头，有人造金刚石聚晶钻头，有金刚石孕镶钻头，有天然表镶金刚石钻头。除了这种多类型的钻头，他们的性能也日益满足了绳索取心钻入底层层级的需要，其中钻头的质量也是毋庸置疑的，甚至是使用寿命在世界上也是名列前茅的。对薄壁绳索取心的系统研究也是复杂又充满意义的，对薄壁利用高强度的钻杆钻探，是利用压强的理论知识减少了碎石的面积，这样就能提高钻研的效率，这项工作自然而然地成为成为日后工作重点。

4.2 反循环钻探技术

对于其技术操作工艺流程，实际上是根据它所接触的介质不同来定义，这种技术分为两种，即水力反循环和空气反循环。空气反循环，顾名思义是运用空气作为介质，减少空气分子的接触空间，增大它的压强密度，通过双臂钻杆的外管将其中的空气挤压到管底，这样空气之间分子运动比速度变大，造成空气膨胀以至于推动孔底作用于岩石上，而作用后的空气返回地表，其中夹杂着岩屑，人们就是根据这些岩屑来用于钻探取样的分析化验。水力反循环，是以清水或者泥浆作为循环介质，利用钻杆将管中的液体通过膨胀气体间隙送至管底，取心钻头得到的是柱状岩芯，不同之处在于如果只用岩屑就作为推断的主要理由是不太合理的，因为某些地质的形状和本身构造都存在较大差异，在很多要求下不能满足条件，水力反循环相比之下利用性更高，也降低了劳动强度，唯一的不足之处就是取样效率略低，同时对能源消耗力度也加大。

4.3 空气泡沫钻取技术

对于那些独特的土矿资源要利用更独特的钻取技术，针对干旱缺水的地质，泡沫钻取技术则是有冲击性的，主要有震源孔和水文水井。空气泡沫钻进技术在速度上要比其他技术快得多，有明显优势，那样如果想要连环取芯就要用到这种技术，自然而然工作效率也会大大提升。

4.4 液动潜孔锤钻进技术应用

这种技术采用了两种不同的方式，回转和联合相互作用，然后产生一种巨大威力来击碎岩石，这是冲击式钻进技术和回转式技术的结合体，相互促进。这也是它们最大的优势，在此基础上也大大提高了钻探工作的工作效率。它们的工作原理是其中的液能通过挤压泵采用驱动力量对液动潜孔锤中的冲锤冲撞产生动能，促进空气的流动。不断对其施加压力，产生动能击碎岩石。就现阶段的发展，小口径的液动潜孔锤技术越来越纯熟能够在勘探行业试探进行，因为它在一些石油地热领域使用还不算太多。

4.5 定向钻探技术

定向钻探法若要被使用，是需要有一定附加条件的，它需要依赖专门的钻探工具，而且还需要特定的路线来根据预测的路线方向通过人工控制方式探取钻孔方向，来达到所需要的目的。在使用这种技术过程中，最关键的就是方向，只有确定了方向才能确定测量设备。对于特殊的地质，在钻探时会产生一些障碍，延缓钻探的速度，如果用常规的钻探方式延缓速度肯定是达不到要求的，所以就可以通过这种技术节约成本减低工作量，从而提高工程质量，一来节约了建筑成本，也对工程进度有了大大的提升。但是有一点，对超高取芯的要求用这种技术是远远达不到的。

4.6 高强度化学触变堵漏技术

这种技术表现出来的应用原理就是化学中的触变剂成分复杂，必须对他有相应配置，作为一种黏性很强的液体，它具备与水相排斥的能力，作用就是为了把相关水分从出现漏水的地层中驱走。这种物质接触变剂后，会产生一些复杂的化学反应，从液体变成凝胶体，密度增大，完全形成了两种物质，因此不能相融在一起了，水也因为这不再流动。水具备这样的属性，这样在漏失水分中加入化学触变剂混合无机触变剂，让他们二者发生反应形成凝胶阻止水分的流失，最终的结果就是能够迅速将缺口堵住。在此同时，化学触变剂还能与其他物质相结合，利用的就是化学反应，作用于桥架，与堵漏技术结合在一起，让堵漏技术范围增大，使在堵漏后的地层应有的承载力也渐渐变大。高强度化学触变堵漏技术，用于漏失严重的地表结构是再合适不过了。它的主要具有的堵漏技术方式表现为：化学触变剂需要研磨材料的制作和在选择应用成分上是比较占优势的，无机触变剂也属于一种交联剂，当他接触聚合物后，会引起交联固化的反应，无机材料的选择是非常重要的，在其中加入相应的化学剂催化两者结合，再放入膨胀剂，能有效加强这几种成分的凝结。堵漏工艺的分析探究明确了堵漏孔段的深浅长度，对实验室有一个科学评估，因此此项技术的所运用到的参数也可以明确表示。

4.7 其他钻探技术

除了上面几种钻探技术，还存在一些别的钻探技术。组合钻探技术也算是一种工艺工程，它融合了上面几种方式，其优点就是采用了上述方法的各种优势来应对较为复杂的勘探工程，如果根据现场勘测及地质需要合理选择钻探方法，这样便在工程建设上提高了工作效率，对工作者的施工压力也大大降低，对成本的消耗也是节省了一大部分，其优势也是双向的，降低了工作人员的工作强度。这些便是我国现阶段广为应用的广泛的勘探技术。科技时代不断创新，我国大部分生产厂家也在不断地更新性价比更高的产品，对钻探技术和设备材料有了更进一步的创新。例如：节水钻探技术就是针对我国国内某些地区地质干旱长期缺水的地质研制，除此之外，我国选择金刚石作为勘探主要材料利用超声波技术对工程勘探技术有了非常成功的帮助，不仅提高了钻头的使用期限还提高了工作效率。

5 结语

我国的国土辽阔，深厚的土地中蕴藏着更多丰富的矿产资源，但对矿产资源的适当开采也是很有必要的，他给人类供应资源，促进经济发展。地质勘探技术的纯熟依靠的是对地质形态构成的调查研究还有资源勘探技术的挖掘和创新，所有的努力都是为了能够促成勘探钻探工程顺利进行，更进一步提高勘探水平，为了能够在今后的发展中利用技术更加稳健，更好地满足矿业各种要求，所有探矿工作者更需要探求最新研发机构来整合这些技术规模，在重点区域采用合理化建议，依照可持续发展的理念，让探矿工程技术发展得更加强大。