浅谈矿山地质钻探

杨庆东

内蒙古第六地质矿产勘查开发有限责任公司 内蒙古 呼伦贝尔 021000

摘要：我国幅员辽阔、地形地貌复杂、物产丰富，岩层间存储着大批宝贵的矿藏资源，是我国经济社会健康发展的重要基石。要确保资源勘探事业的稳步前进，必须依靠持续的科技进步，通过持续不断发展矿山地质钻探科学技术保证资源勘探事业的顺利推进。为此，本文将对中国地质钻探技术的现状进行概述，并深入探讨其实际发展情况。在此基础上，本文将对矿山地质钻探技术进行全面的分析，从而为相关工作人员提供有效帮助。

关键词：矿山；地质钻探

引言

随着我国城市化进程加快与工程建设需求量加大，土地资源的合理利用已经引起广泛重视，矿山地质钻探工艺可以利用技术手段实现对土地资源情况的全局把控，为后续施工工程提供安全性与实用性的保证。但由于我国经济发展不平衡，部分区域在工程地质钻探中的钻探技术还有待提高，亟须总结相关经验理论以提供指导。

1矿山地质钻探工艺

1.1地质化探技术

地质化探技术是一种通过对地球物理化学性质的测定，检测和识别物质存在和空间分布的一种钻探技术。在地质探矿工程中，地质化探技术被广泛用于矿产资源勘探和开采工作。地质化探技术主要包括重力法、电磁法、地震法、磁法、介质红外谱技术等。重力法通过对测量点重力值的测量和分析，检测地下物质分布差异；电磁法是利用地下物质电阻率差异探测地下物质分布的一种方法；地震法利用地震波在介质中传递的速度差异，识别地下物质结构和分布；磁法则通过检测地下物质的磁分布差异进行勘探；介质红外谱技术通过检测地下物质透露特征光谱，识别其类型和分布。在探矿工程中，地质化探技术具有灵敏度高、获取数据快速等特点，可以最大程度地提高勘探效率和准确性。但在应用过程中，也存在一些安全隐患，比如：在进行电磁法勘探时，可能会对周围的设备和人员产生电磁辐射影响。为了降低安全风险，应加强现场安全管理，采取防护措施，合理设置工作防护区域，保障工作人员的安全。

1.2反循环钻探技术

反循环钻探技术根据循环介质的不同可以细分为水力反循环技术与空气反循环技术，由于其低廉的成本与较丰富的使用经验在现阶段的钻探技术中使用广泛。在水力反循环技术中，水与泥浆构成循环介质，并在实际的钻探作业中将有心钻头与泥浆与水的混合介质相融合，再一同传输至目标土壤井底后将柱状岩芯挤回地面，并利用浮力进行钻头的回收。该项技术属于逆向循环技术，可以通过较低的力量得到完整的岩体，且效率较高。其使用优势在于巧妙利用压强、密度等物理原理，没有运用较强的动力驱动就可以得到完整的岩体土壤样本，整体而言勘探样本取样量大且样本完整度较好。该项技术的使用局限性在于循环介质中使用的水资源数量巨大，在一定程度上会造成资源浪费，且在实际使用过程中由于对于钻探使用动力不足其钻探速度较慢。空气反循环技术是水力反循环技术的升级版，克服了水力反循环对于水资源依赖与需求并采用空气作为循环介质，其主要通过压缩空气的冲击力诱导目标岩体附近的锤击系统发挥作用，同时利用压缩空气的膨胀推力改变井底压强，进而将岩体土壤样本带上地面。

1.3地质钻探技术

地质钻探技术是地震勘探、测量、地质化探测等方法的补充和深化，它是一种通过直接获取地下岩石样本，了解地层结构、岩土工程性质的技术。在探矿工程中，地质钻探技术是一项核心勘探方法，它能提供实地样本数据，为探矿工作提供关键信息。地质钻探技术包括震动式钻探、循环钻探、钻孔纹样记录、取芯、地下水位测定等。现在，钻探设备已经逐渐实现数字化、自动化和智能化，钻探速度和精度都得到了大幅提高。在钻探操作过程中，需要注意钻掘设备的选择和维护，合理安排钻孔的位置和方向，以确保地质钻探的正常进行和数据的准确性。

2矿山地质钻探效率的提升策略

2.1提高水文地质勘查技术应用方案编制的科学性

矿山地质水文地质勘查涉及诸多技术、设备的运用，而实际采取的方法不同在实践环节对于勘查条件的要求也存在巨大差别，因此在勘查前务必要全方位论证所要使用的技术，合理编制技术应用计划，用以指导后续勘查作业，保证能够获得预期效果。在实际编制过程中要求工作人员能够根据现有制度、规章、流程来进行，选用最佳的设备与技术，保证技术应用的规范性、有效性。此外，还需结合技术实践过程中出现的问题制定有效的预防对策，更好地规避技术应用风险，更好地在岩土工程水文地质勘查中发挥应用作用。

2.2关注勘察以及取样

在极其复杂的地貌、地质环境下，为了获得更加精准的勘探结果，勘探工作者应当积极探索并不断改善钻探技术，以达到最佳的效果。在勘察和取样过程中，要根据地层类型、地下水位和施工条件选择合适的钻孔方法和技术，确保样品的代表性和完整性。针对不同工程所处地区的岩土层结构和地基基础形式，注意勘察深度及对应间距标准的差异问题。例如，面对高6层的砖混型建筑时，勘察人员只需应用15m勘测深度的勘探孔；而面对高5层的框架住宅建筑结构时，因为其自身承载力柱荷载量相对较大且基础面也比较大，在这种情况下，需要使用比15m更深的勘探孔。结合实际情况，应用克里格法、多道瞬态面波法等具备科学性和时效性的勘查技术，以提高勘察精度。鉴于复杂的地质地貌，勘查工作者应该特别重视勘查点的位置，尽可能减少它们之间的距离，并采取加密措施，以确保勘查结果的精确度，并最大限度减少可能存在的安全风险。

2.3提高技术人员的专业水平

当前，随着信息技术的不断深入应用，许多钻探技术实现了较高程度的自动化，人工干预的不良影响也得到有效控制。但在实际操作过程中仍存在许多人为操作的环节。这些环节的质量效果则不免会受到技术人员的专业素质的影响，进而影响最终的勘查准确性。为有效保障和提高水文地质勘查技术应用的有效性，相关单位、部门必须重视加强对技术人员、作业人员的专业培训，不断提高其专业技能，确保其全面掌握、熟悉业务操作流程，掌握技术应用规范及注意事项，确保各项勘查作业操作的准确、有效。此外，还需加强对人员的定期培训与评估，并结合评估结果分析制定合理的激励机制，提高人员参与培训与自觉提升的积极性。

2.4数字化钻进平台应用

为实现煤矿井下“机械化减人、自动化换人、智能化无人”的发展目标，开发研究井下智能钻进技术装备势在必行。近年来，我国煤矿井下智能化钻进技术装备研究取得了突破性进展。技术人员通过对煤矿井下钻进装备和钻进工艺参数监测技术的研究，开发生产了智能化监测系统，该系统可实现多种钻进参数的实时监测、数据自动存储、数据远程输送，并建立基于数字孪生的数字化钻进平台集成钻进数据、专家经验和科学经验等，实现钻进过程实时监控、数字孪生、信息共享和高效决策，尽量减少钻场施工人员数量，降低人为干预程度。同时，通过融合并分析传感器采集的机械、液压和电控系统运行参数，建立故障预测与诊断模型，也可以实现钻机运行状态的实时智能监测和远程运维管理，降低钻机故障率和施工安全风险，实现安全、高质量钻孔。

结语

随着社会的进一步发展，对开展矿业开采工作，有了更多的要求。为提高钻井效率，必须积极进行矿井地质分析与地质钻井工艺方法探讨工作，并要做好对新型钻井工艺的探讨工作，充分保证钻井作业效果。

参考文献

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