钻探技术在矿山地质勘查工程中的应用研究

郭华斌

（江西省地质局二六四大队，江西 赣州 341000）

目前在矿山地质勘查工作开展的过程当中，对于施工质量要求在逐步提升，所以针对于勘测所得出数据的精准度也有更多的要求和标准。因此，在搜集和计算勘测数据的时候，要求数据能够准确、可靠，为后续的工程施工提供一定的帮助。勘测员工在开展工作的同时，要求使用的钻探设备要操作准确，使用灵活，熟练操作勘测设备，确保各种勘测的结果准确有效，确保项目后续操作的质量和效率。

1 开展矿山工程地质勘查工作的基本要求

矿山工程地质勘查主要是使用一定的技术手段对要开展施工的区域实施一定的勘查和实验，对进行施工的区域做一个详细的调查，以此来有效的为后续的矿产资源开采工作打好基础。实施矿山地质勘查时，要对勘查区域的岩土情况做一个详细的了解，与此同时还要勘测地下水的分布和实际岩土的地质结构，并对地质勘查的信息做一个详细的记录，对发现的问题进行归纳和总结，选择有效的措施来确保施工过程的安全性。

实施地质勘查的时候，需要相关的技术人员具备较强的技术综合能力，在面对不同的地质类型的时候，能够做出准确的判断和选择。例如，在民用建筑工程和水利工程中，所使用的勘测方式就会不一致。特殊地形区勘查在进行布孔的时候需要围绕施工区域的轮廓进行。除此之外，还要针对地质和地层实施试验。

2 钻探技术在工程地质勘探中的实际应用

中国的地域辽阔，矿产资源非常丰富，如何高效的挖掘这些资源，让资源充分被利用起来，是钻探技术领域所要深入研究的课题。钻探技术的应用在当前是有效获得重要勘探资源的主要方式和手段。以下将对几种常见的钻探技术进行介绍。

2.1 绳索取芯技术的应用

绳索取芯技术的应用手段主要在于可以不用持续抬起钻杆，可以不用取岩心，同时还不需要去收集充满岩心的岩心管。这种技术的应用主要在于对钻头进行更换的时候才会用到。这种绳索取心的技术目前在国内是比较常见的一种技术手段，具有极强的便利性，同时还能够进一步卸下岩心的质量。这种技术的使用可以不必钻探很深的位置，就能够达到较高的工作效率。当前在钻探领域当中，使用这种绳索取心技术能够有效的减少工具和岩心之间的摩擦，有效的保证了岩心的质量，大大提升了钻探的效率，提高了钻头的使用寿命。结合以上的诸多优势，该技术手段被广泛的应用于矿产资源勘探、隧道钻探等领域。这种钻探技术有效率高、成本低的诸多优势，不会存在钻杆升降的问题，在这个操作环节中大大降低了操作人员的工作强度，对钻头也起到了一定的保护作用。

2.2 反循环钻探技术的应用

反循环钻探技术的应用种类主要有两种，分别是水力反循环技术和空气反循环技术。从字面意义解释，这两种不同的技术种类的区别在于两者之间存在不同的循环介质，也就是水（泥浆）和空气。水力反循环的技术操作主要是通过水和泥浆发生循环，通过这种循环将孔底的岩心逐步提升到地面，实施对样品的采集。空气反循环钻井技术是指运用了双壁钻杆的力量，凭借着在外管向内部输送空气，通过空气的冲击力量使其达到一定的膨胀作用，进一步通过潜孔锤的作用来冲击碎屑岩，得到对地质岩石的真实了解。

这两种方式都有各自的长处和劣势。空气反循环这种技术工作强度较低，操作的环境是比较适合干燥的环境，具有成本低的特点。其劣势在于得到的碎屑岩石样品不能代表全部样品的特定，只能代表取样的局部；水力反循环技术的长处在于能够取样整块岩石，获取的采样标本较为全面，得到的资料也较为完整。该技术的优点是劳动强度较低，缺点是在钻探的操作中其工作效率也较低，容易对水资源造成大量的浪费。由此可见，这两种操作方式都各自有优缺点，但是无论针对于何种地质情况，进行钻探技术都能够得到良好的效果。

2.3 液动潜孔锤技术的应用

液动潜孔锤钻探技术的应用当前在国内较为领先。该技术的主要操作原理是通过清洁液的压力来进一步驱动锤子，当设备上有外界施加的力时，能量就会逐步传递到该工作区域，在这种状况下，就会将岩石进行破坏，以此来达到有效的挖掘目的。

液动潜孔锤的传递原理是通过冲洗液来传输动力完成的，液动锤会跟随这钻探的深度潜入到钻孔，进而通过钻头来施加压力。这种技术在高频的工作环境下，特别适合硬性和脆性的工程地质条件。具体在施工操作的阶段，需要特别注意的是设备的牢固性和液动锤的实际磨损状况，想要高效的降低磨损可以在泥浆材料上有效的进行选择，选择的过程中要尽量选择较低含沙量的材料。综上所述，想要更好的突出液动潜孔锤的技术，就要加强对其的研究，以此来延长潜孔锤的工作效率和寿命。

2.4 组合钻探技术的应用

组合钻探技术所指的就是反向循环钻探技术、绳索取芯技术和液压潜孔锤钻探技术的综合。综合看待这三种钻井技术，都是各有其优缺点。组合的钻探技术结合了这三种技术的全部优势，利用钻井技术的组合功能，有效的发挥这几种钻井技术的优势。使用组合型的钻井技术能够更加的贴合实际的地质现状，按照要求开展施工，可以大大降低劳动强度，节省成本，提高工作效率，大大减少能源的消耗。

2.5 新型钻探技术的应用

新型钻探技术是在近几年新研发出来的钻井技术，时代的发展研发出了多种新型的材料和方法。例如，通过新研究得出的节水钻井技术可以应用于干旱地区的钻井施工。该技术使用的是超声波技术特制的新型钻头，这种钻头能够较高的提升工作效率，大大节省时间，高效的增加了钻头的使用寿命。这种新型钻探技术和一般的钻头比较，钻头可以相对提升20%的钻速。所采用的新型清洗液能够高效并迅速的清理掉钻杆内留存的垃圾和污垢，对钻杆设备起到很好的清洁和保护作用，延长了钻杆的使用寿命。

3 钻探技术使用注意事项

在钻探技术实施在矿山地质勘查工作的过程中，需要全面了解和掌握当地土壤土质的基本情况，要对地质的矿石类型做出全面的调查和分析，掌握地下土质的结构类型，只有调查全面才能制定较为科学和合理的工程施工建议。在运用钻探技术的工程中，同时还需要注意几大问题。

（1）在一般情况下，钻探的深度不能大于10m；

（2）选择开挖点的时候，调查分析人员要在井眼中先取样，然后实施分析和观察，如果当地的土质条件十分复杂的话，需要科学的选取开挖点；

（3）如果需要在建筑物周围实施挖掘，需要在当地切实考虑建筑物的周围轮廓。在钻探位置的选择上，需要进一步绕开建筑的外体轮廓，需要沿着外围的大坝轴线开展。

4 钻探方法和设备的选择

4.1 钻探方法和设备的选择

在钻探技术的选择上，需要根据不同的钻探设备和方法来选择所要使用的钻探技术，在此可以划分三种方法进行应用：第一，压入法。这种方法的应用是通过连续性和间歇性的压入方式进行软岩层的分离；第二，击入法。这种方法的应用是针对于较为坚硬的地质地层中，采用较有重量的锤子来完成最终的采样效果；第三，振动法。这种应用方法是比较常用的，也较为广泛，这种方法是通过土壤振动的方式将钻头置入土壤层当中，对岩心进行采样。钻探技术目前已经被较为广泛的适用于地质勘探的工程操作中，未来的工程地质能够与实际的操作技术相结合，找出最恰当的地质钻探方法。在通常的地质勘查工程中，能够使用的钻探方法非常多，涉及的范围也很全面，但是为了能够实现计划勘查的目的，需要结合实际的钻探要求来选择恰当的钻探手段。

4.2 方法选择的效果

在当前的矿山地质勘查工程当中，钻探技术是最有效的方法，为了确保勘查地质数据的精准性，需要确保得到的钻探信息是准确的。在进行钻探施工的操作时，要依据实际的地质勘查情况来确定所要选择的钻探方法。那么怎样在对地质调查的阶段中采用合适的钻探技术是目前调查单位和工程师们重点关注的问题。

5 结语

综上所述，在对地质实施勘查时，需要使用较为科学的钻探技术手段来掌握地质条件和环境，使其更具可靠的价值。目前在开展的矿山地质勘查工作中，上述的几种钻探技术被大范围的使用。为了能够更好的得到地质工程勘探的结果，需要针对于不同的工程地质和自然条件去选择最科学和最恰当的钻探技术，确保地质勘查钻探技术实施的顺利进行，满足计划的施工周期和质量要求。