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        鉆探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查工程中的應(yīng)用研究

        2021-12-04 07:05:31郭華斌
        世界有色金屬 2021年22期
        關(guān)鍵詞:勘測(cè)鉆桿巖心

        郭華斌

        (江西省地質(zhì)局二六四大隊(duì),江西 贛州 341000)

        目前在礦山地質(zhì)勘查工作開(kāi)展的過(guò)程當(dāng)中,對(duì)于施工質(zhì)量要求在逐步提升,所以針對(duì)于勘測(cè)所得出數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度也有更多的要求和標(biāo)準(zhǔn)。因此,在搜集和計(jì)算勘測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,要求數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、可靠,為后續(xù)的工程施工提供一定的幫助??睖y(cè)員工在開(kāi)展工作的同時(shí),要求使用的鉆探設(shè)備要操作準(zhǔn)確,使用靈活,熟練操作勘測(cè)設(shè)備,確保各種勘測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確有效,確保項(xiàng)目后續(xù)操作的質(zhì)量和效率。

        1 開(kāi)展礦山工程地質(zhì)勘查工作的基本要求

        礦山工程地質(zhì)勘查主要是使用一定的技術(shù)手段對(duì)要開(kāi)展施工的區(qū)域?qū)嵤┮欢ǖ目辈楹蛯?shí)驗(yàn),對(duì)進(jìn)行施工的區(qū)域做一個(gè)詳細(xì)的調(diào)查,以此來(lái)有效的為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作打好基礎(chǔ)。實(shí)施礦山地質(zhì)勘查時(shí),要對(duì)勘查區(qū)域的巖土情況做一個(gè)詳細(xì)的了解,與此同時(shí)還要勘測(cè)地下水的分布和實(shí)際巖土的地質(zhì)結(jié)構(gòu),并對(duì)地質(zhì)勘查的信息做一個(gè)詳細(xì)的記錄,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行歸納和總結(jié),選擇有效的措施來(lái)確保施工過(guò)程的安全性。

        實(shí)施地質(zhì)勘查的時(shí)候,需要相關(guān)的技術(shù)人員具備較強(qiáng)的技術(shù)綜合能力,在面對(duì)不同的地質(zhì)類型的時(shí)候,能夠做出準(zhǔn)確的判斷和選擇。例如,在民用建筑工程和水利工程中,所使用的勘測(cè)方式就會(huì)不一致。特殊地形區(qū)勘查在進(jìn)行布孔的時(shí)候需要圍繞施工區(qū)域的輪廓進(jìn)行。除此之外,還要針對(duì)地質(zhì)和地層實(shí)施試驗(yàn)。

        2 鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘探中的實(shí)際應(yīng)用

        中國(guó)的地域遼闊,礦產(chǎn)資源非常豐富,如何高效的挖掘這些資源,讓資源充分被利用起來(lái),是鉆探技術(shù)領(lǐng)域所要深入研究的課題。鉆探技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前是有效獲得重要勘探資源的主要方式和手段。以下將對(duì)幾種常見(jiàn)的鉆探技術(shù)進(jìn)行介紹。

        2.1 繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用

        繩索取芯技術(shù)的應(yīng)用手段主要在于可以不用持續(xù)抬起鉆桿,可以不用取巖心,同時(shí)還不需要去收集充滿巖心的巖心管。這種技術(shù)的應(yīng)用主要在于對(duì)鉆頭進(jìn)行更換的時(shí)候才會(huì)用到。這種繩索取心的技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)是比較常見(jiàn)的一種技術(shù)手段,具有極強(qiáng)的便利性,同時(shí)還能夠進(jìn)一步卸下巖心的質(zhì)量。這種技術(shù)的使用可以不必鉆探很深的位置,就能夠達(dá)到較高的工作效率。當(dāng)前在鉆探領(lǐng)域當(dāng)中,使用這種繩索取心技術(shù)能夠有效的減少工具和巖心之間的摩擦,有效的保證了巖心的質(zhì)量,大大提升了鉆探的效率,提高了鉆頭的使用壽命。結(jié)合以上的諸多優(yōu)勢(shì),該技術(shù)手段被廣泛的應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探、隧道鉆探等領(lǐng)域。這種鉆探技術(shù)有效率高、成本低的諸多優(yōu)勢(shì),不會(huì)存在鉆桿升降的問(wèn)題,在這個(gè)操作環(huán)節(jié)中大大降低了操作人員的工作強(qiáng)度,對(duì)鉆頭也起到了一定的保護(hù)作用。

        2.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

        反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用種類主要有兩種,分別是水力反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)。從字面意義解釋,這兩種不同的技術(shù)種類的區(qū)別在于兩者之間存在不同的循環(huán)介質(zhì),也就是水(泥漿)和空氣。水力反循環(huán)的技術(shù)操作主要是通過(guò)水和泥漿發(fā)生循環(huán),通過(guò)這種循環(huán)將孔底的巖心逐步提升到地面,實(shí)施對(duì)樣品的采集。空氣反循環(huán)鉆井技術(shù)是指運(yùn)用了雙壁鉆桿的力量,憑借著在外管向內(nèi)部輸送空氣,通過(guò)空氣的沖擊力量使其達(dá)到一定的膨脹作用,進(jìn)一步通過(guò)潛孔錘的作用來(lái)沖擊碎屑巖,得到對(duì)地質(zhì)巖石的真實(shí)了解。

        這兩種方式都有各自的長(zhǎng)處和劣勢(shì)??諝夥囱h(huán)這種技術(shù)工作強(qiáng)度較低,操作的環(huán)境是比較適合干燥的環(huán)境,具有成本低的特點(diǎn)。其劣勢(shì)在于得到的碎屑巖石樣品不能代表全部樣品的特定,只能代表取樣的局部;水力反循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)處在于能夠取樣整塊巖石,獲取的采樣標(biāo)本較為全面,得到的資料也較為完整。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度較低,缺點(diǎn)是在鉆探的操作中其工作效率也較低,容易對(duì)水資源造成大量的浪費(fèi)。由此可見(jiàn),這兩種操作方式都各自有優(yōu)缺點(diǎn),但是無(wú)論針對(duì)于何種地質(zhì)情況,進(jìn)行鉆探技術(shù)都能夠得到良好的效果。

        2.3 液動(dòng)潛孔錘技術(shù)的應(yīng)用

        液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)前在國(guó)內(nèi)較為領(lǐng)先。該技術(shù)的主要操作原理是通過(guò)清潔液的壓力來(lái)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)錘子,當(dāng)設(shè)備上有外界施加的力時(shí),能量就會(huì)逐步傳遞到該工作區(qū)域,在這種狀況下,就會(huì)將巖石進(jìn)行破壞,以此來(lái)達(dá)到有效的挖掘目的。

        液動(dòng)潛孔錘的傳遞原理是通過(guò)沖洗液來(lái)傳輸動(dòng)力完成的,液動(dòng)錘會(huì)跟隨這鉆探的深度潛入到鉆孔,進(jìn)而通過(guò)鉆頭來(lái)施加壓力。這種技術(shù)在高頻的工作環(huán)境下,特別適合硬性和脆性的工程地質(zhì)條件。具體在施工操作的階段,需要特別注意的是設(shè)備的牢固性和液動(dòng)錘的實(shí)際磨損狀況,想要高效的降低磨損可以在泥漿材料上有效的進(jìn)行選擇,選擇的過(guò)程中要盡量選擇較低含沙量的材料。綜上所述,想要更好的突出液動(dòng)潛孔錘的技術(shù),就要加強(qiáng)對(duì)其的研究,以此來(lái)延長(zhǎng)潛孔錘的工作效率和壽命。

        2.4 組合鉆探技術(shù)的應(yīng)用

        組合鉆探技術(shù)所指的就是反向循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取芯技術(shù)和液壓潛孔錘鉆探技術(shù)的綜合。綜合看待這三種鉆井技術(shù),都是各有其優(yōu)缺點(diǎn)。組合的鉆探技術(shù)結(jié)合了這三種技術(shù)的全部?jī)?yōu)勢(shì),利用鉆井技術(shù)的組合功能,有效的發(fā)揮這幾種鉆井技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。使用組合型的鉆井技術(shù)能夠更加的貼合實(shí)際的地質(zhì)現(xiàn)狀,按照要求開(kāi)展施工,可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省成本,提高工作效率,大大減少能源的消耗。

        2.5 新型鉆探技術(shù)的應(yīng)用

        新型鉆探技術(shù)是在近幾年新研發(fā)出來(lái)的鉆井技術(shù),時(shí)代的發(fā)展研發(fā)出了多種新型的材料和方法。例如,通過(guò)新研究得出的節(jié)水鉆井技術(shù)可以應(yīng)用于干旱地區(qū)的鉆井施工。該技術(shù)使用的是超聲波技術(shù)特制的新型鉆頭,這種鉆頭能夠較高的提升工作效率,大大節(jié)省時(shí)間,高效的增加了鉆頭的使用壽命。這種新型鉆探技術(shù)和一般的鉆頭比較,鉆頭可以相對(duì)提升20%的鉆速。所采用的新型清洗液能夠高效并迅速的清理掉鉆桿內(nèi)留存的垃圾和污垢,對(duì)鉆桿設(shè)備起到很好的清潔和保護(hù)作用,延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命。

        3 鉆探技術(shù)使用注意事項(xiàng)

        在鉆探技術(shù)實(shí)施在礦山地質(zhì)勘查工作的過(guò)程中,需要全面了解和掌握當(dāng)?shù)赝寥劳临|(zhì)的基本情況,要對(duì)地質(zhì)的礦石類型做出全面的調(diào)查和分析,掌握地下土質(zhì)的結(jié)構(gòu)類型,只有調(diào)查全面才能制定較為科學(xué)和合理的工程施工建議。在運(yùn)用鉆探技術(shù)的工程中,同時(shí)還需要注意幾大問(wèn)題。

        (1)在一般情況下,鉆探的深度不能大于10m;

        (2)選擇開(kāi)挖點(diǎn)的時(shí)候,調(diào)查分析人員要在井眼中先取樣,然后實(shí)施分析和觀察,如果當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件十分復(fù)雜的話,需要科學(xué)的選取開(kāi)挖點(diǎn);

        (3)如果需要在建筑物周?chē)鷮?shí)施挖掘,需要在當(dāng)?shù)厍袑?shí)考慮建筑物的周?chē)喞?。在鉆探位置的選擇上,需要進(jìn)一步繞開(kāi)建筑的外體輪廓,需要沿著外圍的大壩軸線開(kāi)展。

        4 鉆探方法和設(shè)備的選擇

        4.1 鉆探方法和設(shè)備的選擇

        在鉆探技術(shù)的選擇上,需要根據(jù)不同的鉆探設(shè)備和方法來(lái)選擇所要使用的鉆探技術(shù),在此可以劃分三種方法進(jìn)行應(yīng)用:第一,壓入法。這種方法的應(yīng)用是通過(guò)連續(xù)性和間歇性的壓入方式進(jìn)行軟巖層的分離;第二,擊入法。這種方法的應(yīng)用是針對(duì)于較為堅(jiān)硬的地質(zhì)地層中,采用較有重量的錘子來(lái)完成最終的采樣效果;第三,振動(dòng)法。這種應(yīng)用方法是比較常用的,也較為廣泛,這種方法是通過(guò)土壤振動(dòng)的方式將鉆頭置入土壤層當(dāng)中,對(duì)巖心進(jìn)行采樣。鉆探技術(shù)目前已經(jīng)被較為廣泛的適用于地質(zhì)勘探的工程操作中,未來(lái)的工程地質(zhì)能夠與實(shí)際的操作技術(shù)相結(jié)合,找出最恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)鉆探方法。在通常的地質(zhì)勘查工程中,能夠使用的鉆探方法非常多,涉及的范圍也很全面,但是為了能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)劃勘查的目的,需要結(jié)合實(shí)際的鉆探要求來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)你@探手段。

        4.2 方法選擇的效果

        在當(dāng)前的礦山地質(zhì)勘查工程當(dāng)中,鉆探技術(shù)是最有效的方法,為了確??辈榈刭|(zhì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性,需要確保得到的鉆探信息是準(zhǔn)確的。在進(jìn)行鉆探施工的操作時(shí),要依據(jù)實(shí)際的地質(zhì)勘查情況來(lái)確定所要選擇的鉆探方法。那么怎樣在對(duì)地質(zhì)調(diào)查的階段中采用合適的鉆探技術(shù)是目前調(diào)查單位和工程師們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

        5 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,在對(duì)地質(zhì)實(shí)施勘查時(shí),需要使用較為科學(xué)的鉆探技術(shù)手段來(lái)掌握地質(zhì)條件和環(huán)境,使其更具可靠的價(jià)值。目前在開(kāi)展的礦山地質(zhì)勘查工作中,上述的幾種鉆探技術(shù)被大范圍的使用。為了能夠更好的得到地質(zhì)工程勘探的結(jié)果,需要針對(duì)于不同的工程地質(zhì)和自然條件去選擇最科學(xué)和最恰當(dāng)?shù)你@探技術(shù),確保地質(zhì)勘查鉆探技術(shù)實(shí)施的順利進(jìn)行,滿足計(jì)劃的施工周期和質(zhì)量要求。

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