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        淺談地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)

        2015-12-22 14:55:49武殿軍李娜偉吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所吉林吉林132011
        關(guān)鍵詞:施工

        武殿軍 呂 剛 李娜偉(吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所,吉林 吉林 132011)

        淺談地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)

        武殿軍呂剛李娜偉
        (吉林省第二地質(zhì)調(diào)查所,吉林 吉林 132011)

        隨著采礦業(yè)的飛速發(fā)展,淺表層的礦源已經(jīng)開采殆盡,我國(guó)礦資源儲(chǔ)量已經(jīng)難以滿足現(xiàn)下國(guó)家發(fā)展所需。這一現(xiàn)象催生了地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)。立足于地質(zhì)鉆探的角度而言,地質(zhì)勘查有很多方法。結(jié)合各方法的優(yōu)缺點(diǎn),實(shí)行綜合物探方法尤為重要。因此,本文就地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)進(jìn)行了分析與研究,并提出建議。

        地質(zhì)勘查;深部地質(zhì)鉆探;找礦技術(shù)

        隨著礦產(chǎn)業(yè)工作技術(shù)不斷加深,位于淺表層的礦資源已經(jīng)越來越少,根據(jù)研究表明,我國(guó)現(xiàn)有的礦資源儲(chǔ)量已經(jīng)難以滿足國(guó)家發(fā)展對(duì)礦資源的需求。我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制正在不斷變革,對(duì)礦資源的需求與日俱增。因此,優(yōu)化地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳途徑,為日后找礦工作夯實(shí)牢固的技術(shù)基礎(chǔ)。

        一、地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的現(xiàn)狀

        深部地質(zhì)鉆探技術(shù)實(shí)質(zhì)是在地質(zhì)形式的基礎(chǔ)上進(jìn)行深部開采前做的地質(zhì)環(huán)境的分析和勘查工作。通俗而言,這一技術(shù)主要在開采礦產(chǎn)資源時(shí)使用。由于礦產(chǎn)資源分布在地表深處,必須經(jīng)過科學(xué)的勘查后才能大規(guī)模進(jìn)行開采。這樣既能節(jié)省胡濫開采的經(jīng)濟(jì)成本,又能提高礦產(chǎn)資源開采率,從而保護(hù)自然環(huán)境。

        現(xiàn)階段,我國(guó)地質(zhì)深部鉆探深度在300m~500m之間。但國(guó)外地質(zhì)深部鉆探深度已經(jīng)接近一千米左右,鉆探技術(shù)較為成熟。由此可以看出,對(duì)我國(guó)地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化有其必要性。另一方面,我國(guó)深部地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備較為落后,導(dǎo)致深部鉆探的機(jī)械化推廣與普及程度尚未達(dá)到理想水平,難以滿足現(xiàn)有的深部地質(zhì)鉆探的標(biāo)準(zhǔn),從而開采礦質(zhì)資源的成果也不能滿足采礦業(yè)的發(fā)展需求。此外,結(jié)合我國(guó)鉆探人員的綜合能力而言,其專業(yè)能力、鉆探技術(shù)以及職業(yè)素養(yǎng)都不能滿足我國(guó)鉆探技術(shù)的發(fā)展要求。

        二、我國(guó)現(xiàn)行的地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的基本方法

        (一)金剛石繩索取芯技術(shù)

        金剛石繩索去新技術(shù)的含義是在采礦過程中,利用金剛石進(jìn)行鉆探,由于金剛石具有較高硬度的特點(diǎn),在鉆探過程中能夠鉆到更深的深度。以此這種技術(shù)已經(jīng)大范圍應(yīng)用到深部鉆探找礦技術(shù)中。繩索取芯是利用特殊材質(zhì)的繩索,起到控制金剛石的作用。將金剛石與繩索取芯有機(jī)結(jié)合使用,能夠使鉆探找礦技術(shù)達(dá)到理想水平。但是結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)應(yīng)用而言,還存在一些問題亟待解決。與國(guó)外相比,我國(guó)的鉆探材料與鉆探技術(shù)都相對(duì)滯后。主要表現(xiàn)形式為:金剛石不受控制、繩索材料不夠堅(jiān)硬,已發(fā)生斷裂等。

        (二)反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)

        反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)的含義是以壓縮空氣為循環(huán)載體,借助雙臂鉆桿的作用用來碰撞全面碎巖以及連續(xù)的巖屑,將其作為地質(zhì)樣品用來實(shí)施鉆探施工。隨著鉆頭的不斷深入,巖屑被高速旋轉(zhuǎn)的鉆頭連續(xù)沖擊陸續(xù)飄回地表,按照落下的順序收集起來作為實(shí)驗(yàn)研究樣品。根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量實(shí)驗(yàn)證明,這一取樣鉆探技術(shù)既能夠滿足開采礦資源的深度、礦源厚度、具體方位,還能高于傳統(tǒng)的立軸式取柱狀巖心施工速度,在工程造價(jià)上大大的節(jié)約了施工成本。結(jié)合國(guó)外成功的反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)案例,我國(guó)受其影響開展了該項(xiàng)技術(shù)的研討會(huì),由于這一技術(shù)是用地表巖屑取代柱狀巖心,又是使用特殊材質(zhì)的雙臂鉆桿。因此,在一定程度上,加大了推行應(yīng)用難度?,F(xiàn)階段,值得重視的是,我國(guó)地質(zhì)行業(yè)已經(jīng)廣泛認(rèn)可了反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)的概念,并在一些區(qū)域中進(jìn)行試用,取得了有目共睹的鉆探效果,有效提高了鉆探工作效率、節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本。

        (三)高精度受控定向鉆探技術(shù)及巖心定向技術(shù)

        高精度受控定向鉆探技術(shù)的含義是使鉆孔的工作軌道按照理想的設(shè)計(jì)方向行駛。這一特殊的鉆探技術(shù)不僅能夠達(dá)到一個(gè)主孔內(nèi)能夠鉆進(jìn)多個(gè)分孔,這一分孔是羽狀鉆孔。在地質(zhì)勘探過程中,針對(duì)勘探部位和隧道內(nèi)以及難度較大的斜坡陡壁時(shí),這些是普通鉆孔難以實(shí)現(xiàn)的,這時(shí)可以用到高精度受控定向鉆探技術(shù),這一技術(shù)能夠精確的鉆探出合適的孔位,還能減少鉆探工作量、降低施工成本。但是由于地質(zhì)中的巖心直徑不大,在地質(zhì)鉆探取芯中,高精度受控定向鉆探技術(shù)不被重視。這一技術(shù)應(yīng)該成為地質(zhì)行業(yè)深空施工中的重要施工方法,是保障施工質(zhì)量的有效途徑,能夠有效防止孔內(nèi)事故的發(fā)生。

        三、地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦的實(shí)施措施

        (一)巖心鉆探設(shè)備

        1 盡快研制開發(fā)出新型的鉆機(jī)設(shè)備,主動(dòng)引進(jìn)先進(jìn)的石油鉆井技術(shù)與技術(shù)理念,從而設(shè)計(jì)出普適性較高的巖心鉆探深孔鉆機(jī)。巖心鉆探設(shè)備是以液壓為運(yùn)行動(dòng)力,是一項(xiàng)優(yōu)先開發(fā)地質(zhì)巖心頂部的驅(qū)動(dòng)鉆機(jī),從而使其形成系列化并與之配套的泥漿泵。

        2 提升坑道鉆探設(shè)備的能力、功能。在進(jìn)行危機(jī)礦山地質(zhì)勘探中,針對(duì)一些已經(jīng)形成礦產(chǎn)資源的地表,在勘探場(chǎng)地礦產(chǎn)資源的深處的地下坑道或者開采區(qū)域內(nèi),借助坑道鉆探設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)深部巖心鉆探工作,以此最大限度的開采地質(zhì)深處的礦產(chǎn)資源,不僅節(jié)約的鉆探施工成本,也促進(jìn)勘探效率的提高。

        3 積極推行先進(jìn)的巖心鉆探設(shè)備。地質(zhì)行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)巖心鉆探設(shè)備產(chǎn)業(yè)化,積極推廣巖心鉆探設(shè)備是最佳途徑。深部鉆探技術(shù)產(chǎn)業(yè)化不僅能夠降低生產(chǎn)成本以及銷售價(jià)格,還能有效推動(dòng)巖心鉆探設(shè)備的發(fā)展。因此,實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化就是就是大范圍應(yīng)用巖心鉆探設(shè)備。

        (二)巖心鉆探器具及工藝方法

        1 強(qiáng)化國(guó)際鉆探設(shè)備信息情報(bào)收集工作,積極開展地質(zhì)行業(yè)信息交流大會(huì),有效推動(dòng)學(xué)科之間互通有無的合作??v觀地質(zhì)勘探與深部鉆探找礦技術(shù)的發(fā)展歷程,近十幾年來,我國(guó)情報(bào)部門不僅提供了金剛石繩索取芯技術(shù)、反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)、高精度受控定向鉆探技術(shù)及巖心定向技術(shù)以及沖擊回轉(zhuǎn)技術(shù)等一些科學(xué)技術(shù)的信息,還對(duì)國(guó)內(nèi)鉆探技術(shù)研究工作起到重要的啟發(fā)作用,為國(guó)內(nèi)的科技技術(shù)研制、開發(fā)、創(chuàng)新、制作或引入先進(jìn)的技術(shù)等方面都奠定了基礎(chǔ)。

        2 促進(jìn)新型基礎(chǔ)鉆具的研制與施工工藝技術(shù)的改進(jìn)。研制新型高壽命的金剛石鉆頭、高強(qiáng)度深孔繩索取芯鉆桿是為了確保金剛石繩索取芯鉆探技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,能夠提高其技術(shù)的工作效率;研制新型深孔雙壁鉆桿有利于延長(zhǎng)反循環(huán)連續(xù)取芯鉆探技術(shù)的工作時(shí)間,從而提高地質(zhì)勘探企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。研制新型鉆探找礦模具都是為了保證各項(xiàng)鉆探技術(shù)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及高效性,這在地質(zhì)行業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展中起到重要作用。目前,這些新型的鉆探模具已經(jīng)經(jīng)專門的勘探機(jī)構(gòu)進(jìn)行專項(xiàng)研究,技術(shù)較為成熟的已經(jīng)申報(bào)立項(xiàng)。

        3 優(yōu)化巖心鉆探模具與工藝方法的系統(tǒng)化研究,從而提高鉆探模具的功能性以及工藝方法的普適性。借助現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù),對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合、推陳出新,生產(chǎn)出具有多功能、鉆探一體化的鉆探模具。這一生產(chǎn)目標(biāo)也是現(xiàn)階段國(guó)際化鉆具發(fā)展的主要趨勢(shì),我國(guó)巖心鉆探模具也應(yīng)借助先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和施工工藝達(dá)到工藝方法系統(tǒng)化的目標(biāo)。

        (三)鉆探人員與管理工作

        1 重視鉆探人才,加強(qiáng)技術(shù)訓(xùn)練。首先,要深度挖掘鉆探人員的工作潛力,充分發(fā)揮鉆探人員的作用,對(duì)年輕一代的鉆探人員給予心理上的關(guān)懷。將鉆探技術(shù)人員的經(jīng)濟(jì)待遇、生活待遇與其他技術(shù)人員的待遇實(shí)行“一碗水端平”政策。針對(duì)找礦過重有重大貢獻(xiàn)的人員給予經(jīng)濟(jì)上的獎(jiǎng)勵(lì)或者頒發(fā)獎(jiǎng)項(xiàng)。其次,抓好長(zhǎng)期在生產(chǎn)一線的老員工的技術(shù)培養(yǎng)工作,建議地質(zhì)企業(yè)實(shí)行鉆探技師的考核制度。針對(duì)有著豐富鉆探工作經(jīng)驗(yàn)、工作成績(jī)優(yōu)秀的員工給予關(guān)心、補(bǔ)助,這也是構(gòu)建一支高專業(yè)、高素質(zhì)的鉆探隊(duì)伍的有效措施。對(duì)于達(dá)到鉆探技師考核標(biāo)準(zhǔn)的,授予鉆探技師的證書,并給予相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)待遇、生活待遇,最大限度的發(fā)揮他們的主力軍作用。最后,要加強(qiáng)對(duì)探礦技術(shù)人員、生產(chǎn)主力軍以及一線鉆探人員的專業(yè)培訓(xùn)工作,定期開展培訓(xùn)課程,經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)交流、技術(shù)實(shí)踐等流程,有效鞏固施工人員的專業(yè)技術(shù)。另一方面,有關(guān)地質(zhì)勘探機(jī)構(gòu)在招收鉆探人員時(shí),應(yīng)給予年輕的鉆探技術(shù)人員更多的耐心,提供一個(gè)就業(yè)平臺(tái)。此外,針對(duì)一直從事在一線生產(chǎn)施工的農(nóng)民鉆探人員,他們有著豐富的施工經(jīng)驗(yàn),如果他們工作表現(xiàn)優(yōu)異,工作態(tài)度端正,也應(yīng)給予相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)待遇以及生活待遇,提高他們的生活水平,使他們切身感受到企業(yè)對(duì)他們的關(guān)心與照顧,從而全身心的為企業(yè)服務(wù)。

        2 強(qiáng)化鉆探技術(shù)管理工作。在鉆探施工過程中,應(yīng)該抓好施工紀(jì)律,總結(jié)施工技術(shù)、整理技術(shù)資料,嚴(yán)格落實(shí)地質(zhì)巖心鉆探章程,構(gòu)建規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化以及文明化鉆探施工建設(shè),加強(qiáng)鉆機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作。保障施工人員的生命安全,提高工作效率,發(fā)現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)解決生產(chǎn)難題,防止鉆探環(huán)節(jié)中工程事故的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)鉆探工程質(zhì)與量的雙贏局面。

        結(jié)語

        綜上所述,結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行的采礦技術(shù)實(shí)際情況而言,在地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)兩方面還需進(jìn)一步加強(qiáng),需要借助科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)行技術(shù)上的完善。在國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制不斷發(fā)展的今天,礦工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。為了推動(dòng)地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的發(fā)展,從而促進(jìn)地質(zhì)行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展,跟上社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化建設(shè)步伐。在地質(zhì)勘查過程中,既要結(jié)合勘查設(shè)備與實(shí)際勘察場(chǎng)地的地質(zhì)地貌,也要有先進(jìn)的勘查技術(shù)做支撐。通過對(duì)地質(zhì)場(chǎng)地的實(shí)際勘查,從而奠定采礦事業(yè)的基礎(chǔ)。優(yōu)化地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù),不僅能夠使地質(zhì)行業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展,還能改進(jìn)并完善現(xiàn)行勘查技術(shù)的不足,通過優(yōu)化勘查技術(shù),提高地質(zhì)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

        [1]梁志英.淺析地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)工作[J].黑龍江科技信息,2014(36):122.

        [2]程耀榮.淺談地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)[J].河南建材,2013(02):182-183.

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