導(dǎo)語(yǔ)：地質(zhì)勘探鉆探設(shè)施及技術(shù)革新對(duì)策一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的步伐也隨之加快，地下礦產(chǎn)資源的需求量和消耗量也在不斷增加，這使得礦產(chǎn)資源越來(lái)越緊缺，礦產(chǎn)資源的供給和保障問(wèn)題已成為制約國(guó)家建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”問(wèn)題。加強(qiáng)礦產(chǎn)勘查、保證礦產(chǎn)資源供給已成為各界關(guān)注的問(wèn)題。

1鉆探概述

鉆探是用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔，從而達(dá)到所要任務(wù)的工程施工工程。從鉆探的目的可分為：地質(zhì)鉆探、水文水井鉆探、地?zé)徙@探、工程勘察鉆探、石油鉆探、文物勘察鉆探等等。以地質(zhì)鉆探為例，其是從鉆孔中不同深度處取得巖心、礦樣進(jìn)行分析研究，以鑒別、查明礦體或劃分地層，判定地層地質(zhì)情況的作業(yè)。

2地質(zhì)勘查鉆探裝備目前存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)近年來(lái)地質(zhì)工作者的堅(jiān)持和努力，現(xiàn)如今大部分表層礦床已經(jīng)被開(kāi)發(fā)，目前我們面臨的多為深層地段的探礦，這種深層礦層鉆探勘查對(duì)取心(樣)、鉆進(jìn)速度、工程成本、安全防護(hù)等方面的要求都很高。深層礦產(chǎn)的勘查要求理論支持和鉆探驗(yàn)證相結(jié)合的方式。鉆探在系統(tǒng)勘探礦床的地質(zhì)情況下，探明和圈定地下礦體的邊界線，了解礦產(chǎn)品質(zhì)時(shí)，再配合地下坑探工程在深部大致了解礦床的延伸情況及礦床地質(zhì)情況時(shí)都發(fā)揮著作用。鉆探工程是直接從地下巖層獲取實(shí)物樣品的唯一途徑，它是礦產(chǎn)勘查的重要技術(shù)方法之一。但是應(yīng)該看到，我國(guó)鉆探設(shè)備目前存在許多問(wèn)題，例如鉆探設(shè)備陳舊老化、技術(shù)方法落后、鉆探效率低。因此，大力著手于礦產(chǎn)資源的勘探開(kāi)發(fā)，推進(jìn)鉆探技術(shù)與裝備的現(xiàn)代化，對(duì)先進(jìn)鉆探技術(shù)、裝備的研究開(kāi)發(fā)是十分迫切的。如今，地質(zhì)勘查鉆探裝備存在的問(wèn)題(尤其是地質(zhì)勘探鉆機(jī))已成系列化、專(zhuān)業(yè)化的問(wèn)題。它的主要問(wèn)題有：功能單一、搬運(yùn)困難、操作不便、勞動(dòng)強(qiáng)度大、配套裝備有機(jī)組合性差。例如：我國(guó)現(xiàn)有的淺孔取樣鉆機(jī)(鉆進(jìn)深度小于100m)；SH30型取樣鉆機(jī)系列(沖擊鉆進(jìn))；XY型立軸式液壓給進(jìn)取樣鉆機(jī)系列(回轉(zhuǎn)鉆進(jìn))；車(chē)載取樣鉆機(jī)系列(回轉(zhuǎn)鉆進(jìn))等，它們共同的特點(diǎn)是鉆進(jìn)功能單一，不能滿足不同地層的鉆進(jìn)技術(shù)要求和地質(zhì)技術(shù)要求。在工程地質(zhì)勘察鉆探中，所鉆探的地層大多數(shù)為第四系地層(Q4)、粘土層、砂礫層、全風(fēng)化一強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖地層、部分硬質(zhì)巖地層。第四系地層到軟質(zhì)巖，一般可采用沖擊鉆進(jìn)。硬質(zhì)巖地層采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在實(shí)際勘查鉆探中，所鉆地層包括第四系、軟質(zhì)巖、硬質(zhì)巖，均使用到?jīng)_擊鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，并且無(wú)論是長(zhǎng)途運(yùn)輸，還是鉆探旖工現(xiàn)場(chǎng)，都要準(zhǔn)備多種運(yùn)載工具，成本較高，浪費(fèi)大量人力物力，給取樣鉆探施工帶來(lái)諸多不便。在礦產(chǎn)地質(zhì)鉆探中，尤其是固體礦產(chǎn)鉆探，鉆探設(shè)備發(fā)展到今天，也存在鉆探設(shè)備功能單一、不能適應(yīng)各種地層的情況。

3地質(zhì)勘查鉆探裝備未來(lái)發(fā)展方向

在我國(guó)，現(xiàn)行使用的絕大部分地質(zhì)鉆探取樣鉆機(jī)，無(wú)論是淺孔鉆機(jī)，還是中、深孔鉆機(jī)，基本部是液壓立軸式鉆機(jī)。從2O世紀(jì)60年代開(kāi)始自行研制鉆機(jī)，并投入生產(chǎn)使用以來(lái)，已使用了半個(gè)世紀(jì)，逐步形成了xu、xY等系列地質(zhì)取樣鉆機(jī)。8O年代末到9O年代后，對(duì)全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)進(jìn)行了有益探索。但由于研制的樣機(jī)受液壓技術(shù)相對(duì)落后的限制，未能推廣使用。近些年來(lái)，有些國(guó)家無(wú)論是在新設(shè)備研制上，還是在新工藝方法的應(yīng)用上，都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前，國(guó)外研發(fā)的中、深孔高速動(dòng)力頭地質(zhì)取樣鉆機(jī)的國(guó)家有美國(guó)、加拿大、澳大利亞等圜。隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始研制新一代YDX系列全液壓動(dòng)力頭式取樣鉆機(jī)，并得到不斷推廣。我國(guó)已經(jīng)有鉆進(jìn)能力1000In的YDx～3型鉆機(jī)。所以，未來(lái)地質(zhì)鉆探設(shè)備的發(fā)展方向是向全液壓動(dòng)力頭式、計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展，并配套組合的塔、機(jī)、行走一體化，以適應(yīng)各種環(huán)境的鉆探施工場(chǎng)地。

4現(xiàn)有地質(zhì)勘查鉆探裝備的改進(jìn)

4．1地質(zhì)鉆探鉆機(jī)功能的改進(jìn)

現(xiàn)有工程地質(zhì)鉆探設(shè)備，100m以內(nèi)的淺孔取樣鉆機(jī)，其沖擊鉆進(jìn)和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)功能分開(kāi)，是2種型號(hào)的鉆機(jī)。如果將這2種鉆進(jìn)功能組合在一種型號(hào)鉆機(jī)上，不但可減少設(shè)備的投入、提高鉆探效率、降低鉆探成本，還可滿足各類(lèi)地層的需要，取樣質(zhì)量好。將SH3o__2型鉆機(jī)的沖擊功能，設(shè)計(jì)組裝在xY一1型鉆機(jī)上，既可沖擊，又可回轉(zhuǎn)，還可成倍地提高在第四系(O4)地層鉆進(jìn)效率和取樣質(zhì)量。因第四系地層(04)較復(fù)雜，單一的沖擊或者回轉(zhuǎn)，往往鉆探效果不理想，存在鉆孔質(zhì)量低、取樣質(zhì)量差、鉆探效率低、成本高的缺點(diǎn)。在實(shí)際鉆探取樣中，經(jīng)常出現(xiàn)孔內(nèi)事故，但由于其具備沖擊、回轉(zhuǎn)功能，對(duì)處理孔內(nèi)事故效果好，縮短了處理事故時(shí)間。鉆進(jìn)效率較高、取樣質(zhì)量好、降低了鉆探成本，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。建議生產(chǎn)廠家(目前還沒(méi)有生產(chǎn)廠家改進(jìn)生產(chǎn)這種多功能鉆機(jī))，設(shè)計(jì)改進(jìn)xY一1型鉆機(jī)，以滿足用戶和地質(zhì)鉆探需要。

4．2運(yùn)輸工具的改進(jìn)

在鉆探施工場(chǎng)地運(yùn)輸，一直采用人力、膠輪拖拉機(jī)、履帶式拖拉機(jī)搬運(yùn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且若有條件采用自帶方式，無(wú)條件的采用外雇方式，均增加了施工成本?？梢钥紤]將xY一1型取樣鉆機(jī)設(shè)計(jì)裝在小型履帶機(jī)上，改成自走式。既解決了鉆探施工場(chǎng)地的運(yùn)輸，又適應(yīng)了各種鉆探施工環(huán)境場(chǎng)地，提高搬運(yùn)效率。同時(shí)，xY型系列中、深孔鉆機(jī)，也可以考慮將其設(shè)計(jì)裝配在自走式中型履帶機(jī)上。

4．3鉆塔的改進(jìn)

鉆探使用的鉆塔，相對(duì)于鉆機(jī)，是分體的，不但安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且使用、運(yùn)輸也不方便。建議設(shè)計(jì)改進(jìn)成塔、機(jī)一體式，增加液壓起落，液壓調(diào)平鉆機(jī)、鉆塔，節(jié)省輔助生產(chǎn)時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。如果能將xY型系列鉆機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)為具有沖擊、回轉(zhuǎn)(特別是xY—l型取樣鉆機(jī))，塔、機(jī)一體，鉆塔液壓起落，鉆機(jī)、鉆塔液壓調(diào)平，履帶式自走的功能，將帶來(lái)一場(chǎng)地質(zhì)鉆探設(shè)備的革命，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)、鉆塔、運(yùn)輸工具一體化，可極大地提高鉆探效率，減少輔助時(shí)間，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

5地質(zhì)勘查鉆探設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新對(duì)策

(1)要解決我國(guó)深部礦產(chǎn)勘查中的關(guān)鍵鉆探設(shè)備問(wèn)題，就必需研發(fā)深孔全液壓動(dòng)力頭巖心鉆機(jī)及配套設(shè)備，形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、先進(jìn)的深孔全液壓動(dòng)力頭巖心鉆探裝備系列，力爭(zhēng)與國(guó)際巖心鉆機(jī)先進(jìn)水平接軌，使巖心鉆探技術(shù)得到跨越式發(fā)展。如今，大多數(shù)國(guó)家在深層礦產(chǎn)勘查時(shí)已經(jīng)普遍運(yùn)用這種第三代巖心鉆機(jī)，該類(lèi)型鉆機(jī)鉆進(jìn)效率極高，深孔可達(dá)3000m。而我國(guó)現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的是第二代地質(zhì)巖心鉆機(jī)，也就是液壓立軸式巖心鉆機(jī)。如廣西地礦局在某礦區(qū)先是運(yùn)用國(guó)產(chǎn)立軸式鉆機(jī)，它的鉆進(jìn)效率比較低，每小時(shí)鉆探進(jìn)尺僅lm左右。后來(lái)采用國(guó)外進(jìn)口的全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)，在同樣條件下小時(shí)進(jìn)尺可達(dá)3m多，鉆進(jìn)效率提高了3倍。目前，我們國(guó)家這類(lèi)機(jī)型的研制開(kāi)發(fā)及應(yīng)用上要落后于歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，我國(guó)今后一段時(shí)期地質(zhì)勘查任務(wù)還是較繁重的，應(yīng)當(dāng)加快研究、開(kāi)發(fā)自動(dòng)化巖心鉆機(jī)的步伐。

(2)不論是企事業(yè)內(nèi)部還是外部都需要三者相互的結(jié)合，通力合作，將已有的鉆探技術(shù)加以創(chuàng)新并融入實(shí)踐當(dāng)中，密切關(guān)注、掌握最新鉆探技術(shù)及工藝，研究并解決鉆探旋工過(guò)程中的難題，當(dāng)問(wèn)題解決了再反復(fù)實(shí)踐，研發(fā)和應(yīng)用兩手抓以適應(yīng)新形勢(shì)下在深層找礦對(duì)鉆探技術(shù)的要求。對(duì)鉆探設(shè)備及其技術(shù)改進(jìn)方法有以下幾方面：

1)改進(jìn)XY型系列立軸式液壓鉆機(jī)，具有沖擊、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)功能。鉆塔、鉆機(jī)、自動(dòng)行走一體化。

2)我國(guó)YDX系列全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)實(shí)踐，應(yīng)在地質(zhì)鉆探中推廣使用，使我國(guó)鉆探設(shè)備盡快實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代。

3)國(guó)產(chǎn)地質(zhì)管材材質(zhì)，研制出高強(qiáng)度、耐磨性好、韌性佳等合金管材，以滿足地質(zhì)鉆探需要，特別是滿足中、深鉆孔的需要。

4)研制出符合地質(zhì)鉆探各類(lèi)巖層的人造超硬復(fù)合材料，從而提高鉆頭的使用壽命和小時(shí)效率。

5)在我國(guó)自主研制的三合一組合鉆具(即：繩索取芯+液動(dòng)潛孔錘+螺桿馬達(dá))，已成功應(yīng)用在中國(guó)大陸科學(xué)鉆探孔中，并可推廣應(yīng)用到鉆探生產(chǎn)中。需加緊研制孔底換鉆頭，最終實(shí)現(xiàn)四位一體組合鉆具，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生顯著的鉆探效益。

(3)培養(yǎng)高素質(zhì)鉆探技術(shù)人員。目前，我國(guó)許多地質(zhì)鉆探技術(shù)人員和工人缺乏施工操作方面的經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)人還停留在過(guò)去常規(guī)的鉆探操作上，如不能很好使用金剛石鉆進(jìn)與繩索取心技術(shù)，再加上深孔鉆探技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏，其工作難度可想而知。如廣西地礦局曾在桂北2個(gè)大型鉛鋅礦實(shí)施了2個(gè)750nl的鉆孔，當(dāng)鉆探超過(guò)300m，地質(zhì)結(jié)構(gòu)變繁雜，技術(shù)操作難度加大時(shí)，只有經(jīng)驗(yàn)豐富的退休老機(jī)班長(zhǎng)方可施使操作，可想而知，一個(gè)連常規(guī)的鉆探技術(shù)和設(shè)備無(wú)法掌握的技術(shù)人員就更別指望運(yùn)用先進(jìn)的鉆探裝備了。因新型的地質(zhì)裝備技術(shù)含量高、價(jià)格昂貴，所以必須加大對(duì)技術(shù)人員的培養(yǎng)，只有具備較高的文化素質(zhì)和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員才能順利運(yùn)行新型設(shè)備。

6結(jié)語(yǔ)

總之，為加強(qiáng)地質(zhì)工作，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查工作的要求，必須研發(fā)及應(yīng)用當(dāng)代最先進(jìn)的鉆探技術(shù)與裝備，盡早使設(shè)備更新?lián)Q代。通過(guò)采用最新的鉆探技術(shù)及工藝方法，提升礦產(chǎn)勘查的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。