邢俊華

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，安徽 合肥 230000）

在礦山開采之前需要開展地質(zhì)勘查工作，該項工作包含內(nèi)容眾多，主要工作內(nèi)容如下:一是礦山勘查。在勘查工作正式開展前，工作人員應(yīng)落實前期準(zhǔn)備工作。其次，技術(shù)人員還應(yīng)明確勘查范圍，根據(jù)礦山中不同區(qū)域情況采取相應(yīng)的勘查手段。在勘查技術(shù)應(yīng)用時，需堅持準(zhǔn)確高效的原則，一邊勘查一邊記錄，使信息采集結(jié)果精度得到切實保障;二是尾礦資源分析。在可持續(xù)開采理念下，技術(shù)應(yīng)用水平和開發(fā)理念對資產(chǎn)開發(fā)持久性具有直接影響，尾礦作為地質(zhì)勘查的重要內(nèi)容之一，需要技術(shù)人員加強重視，減少資源浪費，確保礦山的可持續(xù)開采;三是接替資源勘查。根據(jù)礦物質(zhì)形成原理可知，當(dāng)前許多礦物質(zhì)具有不可再生特點，部分礦產(chǎn)資源的再生周期極長。在地質(zhì)勘查過程中，應(yīng)充分認(rèn)可礦山開采年限價值，最大限度提高開采年限。在對帶有特殊資源礦山進(jìn)行開采時，勘查者應(yīng)注重替代資源的勘查，如鋅礦等，以此達(dá)到提高開采年限的目標(biāo)。

1 基于礦山地質(zhì)探礦工程的鉆探技術(shù)設(shè)計

1.1 地層條件的分析

礦山復(fù)雜地層的形成的影響因素有多種，外部因素及巖層本身所出現(xiàn)運動情況都會造成復(fù)雜地層形成。巖層風(fēng)化、溶蝕、地質(zhì)構(gòu)造運動作用均可造成復(fù)雜地形的形成[1]。因溶蝕導(dǎo)致出現(xiàn)的復(fù)雜地層進(jìn)行鉆探時會出現(xiàn)地層機械破碎情況，從而引發(fā)巖芯采取效率低；在地層環(huán)境較差情況下進(jìn)行鉆進(jìn)施工會對地層的穩(wěn)定性造成二次傷害，同時也會出現(xiàn)孔壁坍塌的狀況[2]。地層特性復(fù)雜多變也表現(xiàn)在地層的硬度、水化性、強度、強塑性等，這些對于鉆進(jìn)技術(shù)的實施都會產(chǎn)生一定影響。例如鉆進(jìn)時出現(xiàn)鉆孔偏斜，而這個傾斜恰巧處于軟硬地層之間位置。在礦石粒徑大小相差較大地層中使用鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)也會出現(xiàn)偏斜的狀況,礦山地質(zhì)探礦工程鉆探施工質(zhì)量無法達(dá)到預(yù)期效果，對礦山地質(zhì)鉆探施工效果造成的影響因素如下圖所示：

圖1 鉆進(jìn)施工流程圖

礦山進(jìn)行深部鉆進(jìn)時若發(fā)現(xiàn)泥巖、頁巖等地層復(fù)雜環(huán)境，如對鉆孔所用的沖洗液未進(jìn)行科學(xué)使用，鉆孔的孔壁會遭到不同程度破壞，經(jīng)常出現(xiàn)卡鉆情況，易導(dǎo)致礦山鉆探安全事故的發(fā)生[3]。

1.2 靶向定位鉆探技術(shù)

礦山進(jìn)行深部鉆探工作要比淺層鉆探有難度。在找礦工作效率低的背景下，先進(jìn)的鉆探技術(shù)應(yīng)運而生，此技術(shù)的應(yīng)用可依據(jù)礦山鉆進(jìn)區(qū)域?qū)嶋H情況而定，找礦工作效率得到顯著提高。

新的鉆探技術(shù)是在傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆探的基礎(chǔ)上研究出來的，在能源開采行業(yè)應(yīng)用較為廣泛[4]。在使用過程中，進(jìn)行鉆進(jìn)前應(yīng)先用潛孔錘進(jìn)行鉆孔，投入適量沖洗液，沖洗液可起到協(xié)助作用，幫助潛孔錘將動能傳輸?shù)姐@頭，達(dá)到快速破巖的目的。

鉆孔設(shè)備的鉆頭不但更有沖擊力同時也具備回轉(zhuǎn)鉆探的功能，可輕松將脆性大、硬度強的巖石鉆透，鉆孔速率得到較大提升，降低了礦山開采成本。另外，礦山地質(zhì)鉆探工作時還可應(yīng)用液動錘WL鉆探方法，此法被歸類為組合式鉆探，WL與液動錘相結(jié)合進(jìn)行地質(zhì)鉆探，更能發(fā)揮出找礦的優(yōu)勢。其中WL最大的優(yōu)勢為可不進(jìn)行提鉆取芯，節(jié)省了一部分鉆探時間。液動錘的協(xié)助使用能夠避免巖心堵塞概率，降低了WL提鉆頻率，同時也降低了提大鉆、打撈巖芯的頻率。最主要的優(yōu)勢為使用液動錘鉆頭的有效壽命得到了延長，尤其是在深部地層鉆探時，可省去其它輔助設(shè)備，鉆探的總成本得到降低。而在進(jìn)行定向鉆探時，巖芯定向技術(shù)是比較常見的。實施鉆進(jìn)前，需先了解設(shè)備的鉆進(jìn)路線，根據(jù)規(guī)定進(jìn)行操作，確保鉆頭根據(jù)設(shè)定的路線鉆進(jìn)，所有鉆孔要在預(yù)設(shè)位置。

表2 傳統(tǒng)方法礦區(qū)地層鉆井率

2 實驗檢測

2.1 實驗準(zhǔn)備

在鉆機與鉆具方面，要求鉆機擁有較大回轉(zhuǎn)速度范圍，與液動錐較低轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，減少鉆頭位置的磨損，可選擇XY系列的鉆機滿足上述要求，因此該實驗采用型號為XY-6鉆機、型號為SYZX75，SS75C的液動錘WL鉆具、型號為SYZX75的液動錘WL。在動力機選擇方面，除XD-5鉆機采用液壓馬達(dá)之外，剩余設(shè)備均為電機帶動，在無動力電源情況下，可用柴油機提供電源。本文采用型號為BW250的泥漿泵，能夠符合2000m施工范圍內(nèi)的鉆機技術(shù)要求。針對該礦區(qū)以及周圍特殊地層，采用液動錘WL技術(shù)進(jìn)行鉆探，工作量為3625.51m，平均時效為1.62m，臺月效率為743.36m，鉆頭壽命均值為36.25m，回次進(jìn)尺為2.68m o其中，帶有3個深孔，工作量為2957.26m，平均時效為2.36m，臺月效率為796.34m，鉆頭壽命均值為34.25m，回次進(jìn)尺為2.13m。

2.2 礦區(qū)地層鉆井率對比

針對礦區(qū)地層勘探，使用鉆探技術(shù)對礦區(qū)地層鉆井進(jìn)行施工，如表1。

表1 鉆探技術(shù)礦區(qū)地層鉆井率

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出，在回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中，鉆壓主要用于為鉆頭金剛石顆粒壓人巖石提供預(yù)壓，促進(jìn)巖石內(nèi)部形成預(yù)加應(yīng)力，沖擊功傳遞條件得以改善，扭轉(zhuǎn)沖擊載荷傳遞方向，使高頻脈動載荷在短期內(nèi)達(dá)到極高值，巖體破碎，提高鉆進(jìn)效率。

傳統(tǒng)方法對礦區(qū)地層鉆井進(jìn)行施工，如表2。

通過以上兩組實驗對比可知，使用鉆探技術(shù)在進(jìn)行鉆探施工時，其側(cè)深相當(dāng)?shù)那闆r下，對比傳統(tǒng)方法，使用鉆探技術(shù)的方法，其地層的鉆井率更高，施工時間也更短，且隨著地層的深度加深，施工時間也不斷減短。

3 結(jié)束語

針對礦山地質(zhì)探礦工程中鉆探技術(shù)進(jìn)行實踐研究，對地層鉆井率提升有很大幫助，使得在同樣的地層深度下，鉆井速度變快。

隨著礦山地質(zhì)探礦工程向深部進(jìn)行鉆探，要面對更加惡劣的地層環(huán)境，會嚴(yán)重影響鉆探施工進(jìn)度，因此選用科學(xué)合理的鉆探方法、控制泥漿工藝、鉆探施工相關(guān)參數(shù)、鉆頭類型等，可以實現(xiàn)良好的鉆探效果。