深部找礦關鍵鉆探技術問題對策

摘 要：近年來，我國的經濟水平和社會水平不斷提高，由于人民生產和生活需要，需要更多的礦產資源。并且近幾年，我國將地質勘探作為工作重點，逐步開發深度在500米到2000米的深部找礦技術，這也是我國地質找礦事業發展的必有之路。深孔鉆進是深部找礦中必需的步驟，但是我國的鉆探技術仍然不夠成熟，相應的會產生一定問題，對鉆探的過程和結果造成一定影響。文章將就深部找礦中的鉆探技術展開探討，分析問題并提出相關建議。

關鍵詞：深部找礦；鉆探技術；問題分析

引言

我國是一個地大物博的國家，但是近年來，我國逐漸擴大了礦產勘探范圍，對于礦產資源有迫切的需求，我國也加大了地質找礦工作的資金投入和技術投入。隨著淺部礦產和露天礦產資源數量急劇減少，發展深部找礦技術成為迫在眉睫的問題。在深部找礦中的深孔鉆談施工中，會有若干困難和問題出現。如何解決這些問題，提高深部找礦工作水平，是需要研究的重要問題。

1 我國深部找礦技術現狀分析

雖然我國的礦產資源數量巨大，但是仍然有很多未探明資源，和發達國家相比，我國的已探明礦產資源有較大差距，勘探深度也遠不及發達國家。雖然近年來我國大力發展深部找礦技術，但是實際上仍處于初步發展階段，還有很多技術問題亟待解決。鉆探是深部找礦工作的重要因素，運用鉆探技術，能夠探明礦藏的質量、儲存量和深度等，通過分析獲得礦產的開采可行性資料。

效率不高、裝備落后和機械化程度較低等，是我國深部找礦鉆探技術中存在的若干問題。由于這些問題的存在，造成我國深部找礦技術發展遇到瓶頸，深部找礦深度可達1500米，有的甚至達到2000米，這種深度都要求較高的成本、安全防護和較快鉆探速度等，對施工設備、技術也提出了較高要求。

2 鉆探施工影響因素分析

2.1 地質因素

深部找礦過程中會遇到地質因素造成的問題，例如鉆孔坍塌、跑斜以及掉塊等，下面將從幾個方面分析地質因素對鉆探施工造成的影響。

2.1.1 硬巖層

如果在鉆探過程中，遇到研磨性較強、硬度較高的巖層，可能或造成鉆頭打滑，嚴重影響鉆進速度。雖然可以使用胎體較軟的鉆頭緩解打滑問題，但是又會造成鉆頭消耗嚴重，頻繁的更換鉆頭會影響正常施工時間，造成施工進度緩慢和地質找礦速度降低的問題。

2.1.2 蝕變帶、破碎坍塌帶

首先是蝕變帶和破碎坍塌帶的取芯問題，上述兩種地質難以滿足地質設計要求，必須改進鉆進工藝才能提高采取率。例如遼寧省某鉆探公司，在2001年進行某礦區的鉆探施工，鉆頭到達將近200米深度處時，遇到了破碎帶，造成采取率太低，后改用質量鉆具后，才成功取芯。質量鉆具設計簡單，特點是鉆進過程中，巖心不直接受到沖洗液沖刷，巖心的消耗有效的被降低，使采取率達到地質設計需求。

其次是蝕變帶和破碎坍塌帶的鉆進問題，在鉆進過程中經常出現各種問題和事故，例如埋鉆和夾鉆等，這些都可能造成鉆孔報廢，影響施工進度，同時造成施工成本增加。例如遼寧某施工單位在鉆孔施工達到230米時，發生夾鉆事故，造成鉆孔報廢，無法得到有用的地質信息，影響接下來的施工進度。

2.2 鉆探設備影響

深部找礦鉆探對鉆探設備的要求較高，鉆孔深度必須和設備的扭矩和提升能力等相符。這樣，如果鉆孔深度較大，發生情況才能及時將鉆具提升出鉆孔，防止發生事故。

對于深部找礦鉆孔的鉆桿，其材質必須滿足一定的抗壓和抗拉強度，鉆桿連接必須易拆卸并且牢固，還應有較好的密封性。如果密封性不好，就會出現跑水現象，造成鉆頭冷卻困難，發生糊鉆和燒鉆等問題，嚴重可能造成鉆孔報廢，給施工單位帶來巨大的經濟損失；如果鉆桿的韌性太差，可能造成脫扣和折扣等現象，造成安全事故，影響施工進度。對于施工所使用的水泵，主要作用是沖洗液的循環，在鉆探施工中，會有大量的巖粉產生，需要水泵有足夠的功率，才能及時將巖粉排出，減小糊鉆或者燒鉆現象出現的概率，保證施工的順利進行，同時也降低了施工成本。

3 提高深部找礦鉆探施工水平的對策

3.1 使用先進鉆探設備和技術

提高深部找礦鉆探技術水平，可以采用全液壓動力頭鉆機，如果鉆孔深度較大，可以配備高鉆塔。桅桿式全液壓動力頭鉆機有諸多優點，例如操作簡單、適應性較強等，但是桅桿有長度限制，解決這個缺點可以配備四角高鉆塔。經研究，人工拆卸鉆桿的時間比液壓動力鉗拆卸時間多出三分之一，另外，采用液壓動力鉗能夠減少工人工作量，提高效率。所以，先進的鉆探設備是提高鉆探施工水平的重要因素，但是應注意鉆機功率達到施工要求，一般采用電力作為動力源，采用懸吊式液壓鉗作為鉆桿擰卸裝置。

3.2 優化鉆孔結構

在施工前，必須做好深孔施工工程設計，首先應優化鉆孔結構，確定合適的終孔口徑，需要結合經濟情況和施工實際考慮。上世紀七十年代，終孔口徑一般為直徑46毫米的小口徑，目前，按照國家的最新規定，終孔直徑應控制在150毫米到60毫米。

3.3 使用先進堵漏材料和護壁技術

首先是沖洗液的選擇，質量較高的沖洗液應具有潤滑性較好、粘度較低和切力較低的優點。應保持沖洗液的固相含量以保證清洗液的穩定，為防止鉆桿結垢，可以使用離心機清除固相物質。如掉塊、坍塌等復雜地層是深孔施工中經常遇到的，為加強護壁能力，務必要加強沖洗液的性能。對于特殊地層，應根據實際情況靈活應對，可以使用“提鉆取芯”的工藝來保證沖洗液性能。

其次是膨脹套管技術的運用，這是近年來逐漸興起的新技術。通過膨脹管來隔離涌水、漏水或者掉塊、破碎和坍塌等復雜地層，然后將鉆頭下入膨脹管中，繼續進行鉆孔施工，而不會對井眼直徑造成影響，相對于傳統的套管技術，膨脹管技術不需要預留一級套管，所以孔徑級數未收影響，膨脹管技術顯然更能符合地質設計需求，能夠有效控制鉆孔施工成本。

4 結束語

綜上，對我國深部找礦鉆孔技術的現狀進行了分析，總結鉆探施工中出現的問題，并針對這些問題，提出提高鉆探施工水平的策略，通過使用先進設備和技術，加強沖洗液性能，使用膨脹套管技術等策略，減少施工中的問題，提升工程質量。

參考文獻

[1]鄒儉華.地質勘查及深部地質鉆探找礦技術分析[J].黑龍江科技信息，2013（32）：131.

[2]白林，劉廣新.鉆探技術在深部找礦中的作用[J].中國科技博覽，2013（32）：591.

[3]張鴻飛.深部找礦鉆探施工工藝與方法[J].探礦工程：巖土鉆掘工程，2012（10）：26.