工程地質勘察中鉆探技術的應用簡述

孔 健

遼寧省調兵山市東北煤田地質局101勘探隊

工程地質勘察中鉆探技術的應用簡述

孔 健

遼寧省調兵山市東北煤田地質局101勘探隊

隨著社會經濟的發展與科學技術的進步，我國地質找礦鉆探技術得到了創新與發展的機遇，在工程地質勘察中，鉆探技術應用變得十分廣泛，對于不同的工程地質條件，需要結合實際情況選用具體的鉆探方法。對此，本文將對工程地質勘察中常見的鉆探技術進行詳細探究。

工程地質;勘察;鉆探技術

1 工程地質勘察工程的概念和特點

1.1 工程地質勘察工程的概念

工程地質勘察是指通過對于地質情況的勘探、調查、試驗從而對于區域內的地質狀況充分了解，為工程的施工打下基礎。在地質勘察過程中需要對工程的巖土結構和水體分布情況進行詳細的分析調查，以便充分了解巖土體的空間分布及變化規律，便于工程建筑施工時采取相應的措施從而確保工程地基的穩定。

1.2 工程地質勘察的特點

工程地質勘察過程中，相關的現場勘察人員需要充分考慮到工程的現場地質條件。不同的工程有不同的勘探要求，一般的民用建筑在勘探布孔時會沿著建筑輪廓線進行布孔，而水壩等大型建筑在布孔時往往會沿著建筑的軸線進行布孔。在鉆探時也應當盡量選擇相對較為簡單的鉆探方法與設備。鉆探不僅可以了解現場的地質條件和地層巖性，還能幫助勘察人員進行地層的取樣與實驗。

2 工程地質勘查中鉆探技術的要求

在工程建設中，地質勘察工作是確保工程建設能夠順利實施的關鍵。工程施工建設對于地質鉆探技術的要求很高，在具體的鉆探施工過程中，需要綜合考慮多個方面，比如巖層提取率必須在80%以上，而夾層的采取率必須在60%以上。對于不同巖層，需要采用不同的鉆探技術，而且還需要及時調節鉆探速度。另外，在水文地質勘察中，為了確保地下水位測試以及水文地質試驗能夠順利進行，必須綜合考慮水層位置以及水文實驗要求確定鉆進位置以及鉆進方法。

3 工程地質勘探中鉆探技術的應用

近年來，隨著我國工程地質勘探技術的不斷發展與進步，鉆探技術也在不斷創新，目前在工程地質勘察中越來越多地應用液動潛孔錘鉆探技術、反循環鉆探技術及繩索取芯技術等。這些技術的應用有效提升了工程地質勘探的勘探效率，下面分別對這三種鉆探技術的應用進行介紹。

3.1 液動潛孔錘鉆探技術的應用

液動潛孔錘鉆探技術是在回轉鉆探基礎上開發的，主要用沖洗液驅動潛孔錘，而當液動潛孔錘受到沖擊時，能將能量傳送給鉆頭，鉆頭即可擊破巖石，其中主要的工具是施工現場的泥漿泵。該技術作為回轉鉆探技術的改進技術，在沖擊力及回轉力的驅使下大大提升了設備的鉆進效率，并且最大限度地降低了鉆孔成本。此外，該技術還能充分利用堅硬巖石抗剪強度低的特點，有效解決鉆孔質量差和復雜地形的鉆探問題。總之，為了更好的推動液動潛孔錘鉆探技術的使用，應在延長潛孔錘使用壽命及提升潛孔錘的工作效率方面加強研究和優化。

3.2 反循環鉆探技術的應用

反循環鉆探技術是一種應用較為廣泛的鉆探技術，其在實際的應用中根據循環介質的不同又被分為空氣反循環鉆探技術和水力反循環鉆探技術。空氣反循環鉆探技術在鉆探過程中以空氣作為介質來進行鉆探，在鉆探過程中通過雙臂鉆桿外管來實現對于壓縮空氣的傳輸，將其輸送到孔底，壓縮空氣在膨脹后產生較大的沖擊力，驅動孔底的孔錘對巖石進行沖擊，而后鉆桿又將空氣和巖屑帶回地面，實現對巖屑的檢測化驗，具體原理如圖2所示。水力反循環鉆探技術是以泥漿或水作為介質進行轉孔的，在轉孔時將水送至孔底驅動鉆頭，在鉆頭的作用下獲得巖層，而后在鉆桿的作用下轉頭內的巖芯帶回地面，實現樣品的鉆探采集。這兩種鉆探方式各有優點。空氣反循環鉆探技術在一些較為干旱、缺水的地區應用較為廣泛，其在鉆探過程中消耗的勞動力較小，鉆探成本較低，但其獲得的巖屑樣本的代表性不強，不能夠準確反映地層的實際情況。水力反循環鉆探技術能夠較好地反映地層的結構情況，但其在鉆探過程中存在消耗大量的水資源、鉆孔速度較慢、所需時間長的缺點。

3.3 繩索取芯技術的應用

繩索取芯技術在鉆探過程中最為顯著的一個特點是不需要使用鉆桿進行鉆探，只有在鉆頭出現故障時才使用鉆桿。繩索取芯技術在鉆孔過程中最為重要的工具是打撈工具和巖芯管，在鉆探過程中其鉆孔時間短，鉆孔方便快捷。此外，繩索取芯技術在鉆孔時需要的鉆孔深度較低，因此能夠較好地保證獲取巖芯的質量。由于該技術無需經常使用鉆桿，升降的頻率較小，因此人工勞動強度較低。目前繩索取芯技術在我國很多地區都有著廣泛的應用。

3.4 鉆探技術的實際應用

3.4.1 受控定向及巖心定向鉆探技術。這兩種技術方式都是找礦鉆探的有效技術，尤其是在對深部位置進行找礦時，借助受控定向鉆探方法非常有效。它可以按照方位向深部挖掘資源，提高鉆孔設計數據的準確性，并實現鉆礦、測量和調試工作的同步進行。

3.4.2 關鍵技術分析。綜合利用鉆柱和鉆桿是做好深部鉆探的主要模式，兩者的平衡使用可以保證鉆桿的平衡性。與此同時，在鉆探技術的利用過程中還可以對鉆柱實施潤滑，增加鉆桿的厚度，防止出現坍塌現象。

3.4.3 鉆探技術的質量控制。在進行深部鉆探工作時有兩個關鍵的技術指標：孔斜、采取率。對于孔斜，要對其傾斜度加以控制，當鉆進深度達到50m時，也要對鉆孔的方位角和定角加以測量。通常情況下，完整巖層采取率應當高于80%，對于破碎巖層的采取率也要大于65%。要結合實際情況采取相應措施提高采取率。

結束語

總之，隨著社會經濟的迅速發展及改革開放政策的實施，我國對礦產資源的需求量不斷增多，傳統的找礦鉆探技術只能基于表層地面進行勘探，無法對深部礦產進行開采，不利于資源質量的保證。對此，我國地質找礦工作必須對鉆探技術進行分析，與找礦工作的實際相結合，不斷研發新的技術。為了實現找礦的深入開采，還要強化鉆探裝備研究，走自主研究和創新的道路，更好地作用于鉆探，提高找礦工作的效率和水平，做好資源的開采與利用。

[1]冉恒謙，張金昌，謝文衛，等.地質鉆探技術與應用研究[J].地質學報，2015(11)：1806-1822.

[2]張佳文，張林霞.我國深部礦產勘查現狀與鉆探技術進步[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2016(21)：7-11.