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矿山地质探矿工程中钻探技术的实践研究游光辉

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：游光辉

[导读] 摘要：近年来，我国的钻探施工技术有了很大进展，随着钻探施工技术的发展，其在复杂地层中的应用越来越广泛，但复杂地层各方面的条件会对钻探施工效率和质量产生较大的影响，因此针对矿山地质工程中钻探技术的实践研究十分重要。

        湖南西澳矿业有限公司湖南省怀化市 418000
        摘要：近年来，我国的钻探施工技术有了很大进展，随着钻探施工技术的发展，其在复杂地层中的应用越来越广泛，但复杂地层各方面的条件会对钻探施工效率和质量产生较大的影响，因此针对矿山地质工程中钻探技术的实践研究十分重要。基于矿山地质探矿工程的钻探技术进行设计，首先对复杂的地层进行分析，针对分析结果设计靶向定位钻探技术，通过实验研究：准备钻井前的需要的钻机与钻具，通过使用钻探技术对矿区地层钻井，对比传统方法的钻井率，得到结果：对比传统方法，使用钻探技术的方法，其地层的钻井率更高，施工时间也更短，且随着地层的深度加深，施工时间也不断减短。
        关键词：勘探；矿山；钻探技术；实践研究
        引言
        随着我国城市化进程的加速，产业转型的不断推进，工业企业搬迁或遗留的污染场地数量与日俱增，垃圾天然堆放环境污染日益严重，土壤和地下水的污染问题非常突出，影响到我国经济与社会的可持续发展。基于此，亟须开展污染场地治理与修复工作，以保障人居环境安全、国民健康和社会稳定。
        1矿山开采地质勘查内容
        一是矿山勘查。在勘查工作正式开展前，工作人员应落实前期准备工作。其次，技术人员还应明确勘查范围，根据矿山中不同区域情况采取相应的勘查手段。在勘查技术应用时，需坚持准确高效的原则，一边勘查一边记录，使信息采集结果精度得到切实保障；二是尾矿资源分析。在可持续开采理念下，技术应用水平和开发理念对资产开发持久性具有直接影响，尾矿作为地质勘查的重要内容之一，需要技术人员加强重视，减少资源浪费，确保矿山的可持续开采；三是接替资源勘查。根据矿物质形成原理可知，当前许多矿物质具有不可再生特点，部分矿产资源的再生周期极长。在地质勘查过程中，应充分认可矿山开采年限价值，最大限度提高开采年限。在对带有特殊资源矿山进行开采时，勘查者应注重替代资源的勘查，如锌矿等，以此达到提高开采年限的目标。
        2井下钻探施工技术
        2.1多工艺空气钻探技术
        从探矿工程建设实际来说，运用的多工艺空气钻探技术，具有涉及面宽阔、技术含量很高等特点。在1986～1990年时间段内，即“七五”计划时期，地矿部将此技术的开发与研究，作为科技攻关项目，整合了多部门的资源，基于70年代的研究成果，并且引进国外先进技术，设计了多个课题进行研究，获得了不错的成绩，研究成果主要为空气潜孔锤钻进技术以及气举反循环钻进技术等，促使地质钻探工程技术水平得以提高，为多个领域提供了技术支持，获得了极大的效益。
        2.2定向钻进技术
        集束型定向钻孔、梳状钻孔等定向钻进工艺应用，使得钻孔轨迹能够设定在特定层位中延伸，提升了钻孔的利用效率。定向钻探施工技术施工多分支钻孔，钻孔轨迹能够均匀覆盖整个工作面，提高了工作面瓦斯抽放和顶板疏水效果。定向钻进技术在煤矿井下瓦斯抽采、地质构造探测及防治水领域得到越来越广泛的应用。
        2.3组合形式钻探技术
        在实际的钴探工作中，有时会将反循环式钴探技术和绳索取心钻探技术有机的结合在一起。将不同钻探技术的优势进行融合并将各技术的不足相互补充完善，形成综合性极强的组合钻探技术。在实践中，该技术能够根据地质条件的情况和钻探的需求发挥不同钻探优势，促使钻探效率提高，极大的降低钻探成本。
        2.4靶向定位钻探技术
        在找矿工作效率低的背景下，先进的钻探技术应运而生，此技术的应用可依据矿山钻进区域实际情况而定，找矿工作效率得到显著提高。新的钻探技术是在传统回转钻探的基础上研究出来的，在能源开采行业应用较为广泛。

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在使用过程中，进行钻进前应先用潜孔锤进行钻孔，投入适量冲洗液，冲洗液可起到协助作用，帮助潜孔锤将动能传输到钻头，达到快速破岩的目的。钻孔设备的钻头不但更有冲击力同时也具备回转钻探的功能，可轻松将脆性大、硬度强的岩石钻透，钻孔速率得到较大提升，降低了矿山开采成本。另外，矿山地质钻探工作时还可应用液动锤WL钻探方法，此法被归类为组合式钻探，WL与液动锤相结合进行地质钻探，更能发挥出找矿的优势。其中WL最大的优势为可不进行提钻取芯，节省了一部分钻探时间。液动锤的协助使用能够避免岩心堵塞概率，降低了WL提钻频率，同时也降低了提大钻、打捞岩芯的频率。最主要的优势为使用液动锤钻头的有效寿命得到了延长，尤其是在深部地层钻探时，可省去其它辅助设备，钻探的总成本得到降低。而在进行定向钻探时，岩芯定向技术是比较常见的。
        2.5受控定向钻进技术
        从技术的研究进程来说，不得不提的是连续造斜器以及螺杆马达等的研发。目前来说，国内近1000个钻孔作业中，都应用了受控定向钻进技术，开展单底定向孔以及多底定向孔，或者纠正钻孔弯曲等，能够获得不错的效果，同时有效节约了钻探进尺以及费用。其中，螺杆钻深孔定向技术的应用，不仅实现了快速勘探，同时获得了显著的地质、技术以及经济效果。
        2.6加强施工管理和工序衔接
        加强人员操作规程培训，重点做好措施的培训和贯彻，员工做好现场施工条件确认和钻具检查，严格操作顺序施工。特殊钻孔必须由有经验的技术工人司钻，下钻时，钻头距孔底1～2m时必须给水，同时掌握好泵压，见返水后才能钻进。钻头下到孔底，给转并冲孔10min以上方可钻进。由专人看好水泵吸水管，吸水龙头不准有堵塞，不准吸空。无芯钻进时，班末必须冲孔20min以上再提钻，并至少提出10m钻杆。钻进中如果停电或水泵故障，必须立刻接通高压风吹出孔底岩粉。
        3工程钻探领域的发展方向
        近年来，钻探装备同采掘设备一样向着大型化方向发展，发展型复杂地质条件矿井，超前探和瓦斯抽采钻探工程量大，应当紧跟钻探技术发展前沿，发展大功率设备和定向钻探设备，提高工作效率和安全可控度。因地制宜，解决特殊工作环境和地质问题，采用灵活的小型化设备，开展小革小改活动，研究适合当地条件的钻探施工技术，更好的解决制约生产的地质和钻探问题。我国井下钻探装备经历机械立轴钻机、全液压钻机发展阶段，并在向智能化钻机阶段迈进。煤矿井下近水平千米定向钻进、随钻测量等技术与装备方面已跨入国际先进行列，但与先进的石油定向钻井和测井技术相比，在装备可靠性、自动化程度、随钻测量仪器上还有一定差距，还需借鉴和吸收国内外石油和煤层气的先进钻井新技术，加快智能化钻进装备与钻进技术方面的深度融合，在钻探领域实现“机械化换人、自动化减人”，达到减员增效的目的，跟上智能矿山建设步伐，为煤矿区瓦斯抽采、水害防治以及其他隐蔽致灾因素探查提供更好的装备与技术支撑。
        结语
        综上所述，针对矿山地质探矿工程中钻探技术进行实践研究，对地层钻井率提升有很大帮助，使得在同样的地层深度下，钻井速度变快。随着矿山地质探矿工程向深部进行钻探，要面对更加恶劣的地层环境，会严重影响钻探施工进度，因此选用科学合理的钻探方法、控制泥浆工艺、钻探施工相关参数、钻头类型等，可以实现良好的钻探效果。
        参考文献：
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        [3]郑得胜，雷恒永.地质勘查和深部地质钻探找矿技术研究[J].世界有色金属，2020（20）：72-73.
        [4]刘海声，穆元红，庞怀玮，高元宏，刘鹏.绿色勘查钻探技术在青海省铜金山矿区的应用[J].化工矿产地质，2020，42（04）：315-317.
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