地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析及發(fā)展建議

馮冬生

（山西離柳焦煤集團有限公司， 山西 孝義 032302）

引言

地質(zhì)鉆探技術(shù)屬于地質(zhì)學(xué)范圍內(nèi)較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在煤礦鉆探工作中有十分廣泛的運用，這也相應(yīng)地增加了人們對地質(zhì)鉆探技術(shù)的了解，對于其未來的發(fā)展也更為關(guān)注。但是在實際工作期間，地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備本身存在一些發(fā)展上的限制，需要有關(guān)人員結(jié)合實際情況加以調(diào)整與完善，提出合理的發(fā)展建議，為今后煤礦工作的發(fā)展提供建議。

1 地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展思路與任務(wù)

近年來，我國工業(yè)發(fā)展速度逐漸加快，新的環(huán)境對地質(zhì)工作提出更嚴格的要求，重點表現(xiàn)為下面幾點：

首先，做好資源勘查評價工作，重點解決地質(zhì)深部開采的問題。其次，為了保證地質(zhì)工作產(chǎn)量、效率與安全，需要全面提升開采探明水平，實現(xiàn)現(xiàn)代化。最后，運用瞬變電磁法、直流電法和地質(zhì)調(diào)查等手段探查采空區(qū)及積水區(qū)范圍，為煤礦防治水害的防治提供積極合理的建議，并且編制礦井防治水基礎(chǔ)圖件并協(xié)助建立各類（種）水文地質(zhì)臺賬。如今受工業(yè)技術(shù)水平提升的影響，越來越多的高技術(shù)含量現(xiàn)代化礦井逐漸完成并且開始投產(chǎn)。現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用也為地質(zhì)行業(yè)帶來諸多機遇，使行業(yè)生產(chǎn)水平得到提升[1]。但是機遇、挑戰(zhàn)往往同時存在，為了抓住機遇、迎接挑戰(zhàn)，需要明確發(fā)展目標，加強資源勘探，提升地質(zhì)勘探精確度，為煤礦資源的合理規(guī)劃與開發(fā)提供支持。

在未來一段時期內(nèi)，地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備發(fā)展的主要思路是在現(xiàn)代地質(zhì)理論的基礎(chǔ)上，應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)創(chuàng)新水平提升，使地質(zhì)勘查與服務(wù)水平更上一層樓。做好地質(zhì)研究工作，發(fā)現(xiàn)更多的優(yōu)質(zhì)地質(zhì)資源，對礦井安全情況進行完善，全面擴充地質(zhì)服務(wù)范圍，保證開發(fā)、環(huán)保之間實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展。確定了這一思路，便要明確地質(zhì)勘探工作的主要任務(wù)，即通過地質(zhì)理論以及資源評價方式，實現(xiàn)地質(zhì)信息復(fù)合技術(shù)的多角度研究，擴大三維地震勘探技術(shù)應(yīng)用范圍，整體提升地質(zhì)勘查精準度，以滿足地質(zhì)鉆探行業(yè)發(fā)展需求。

1.2 地質(zhì)技術(shù)裝備實現(xiàn)向新時期的過渡

在過去幾年時間內(nèi)，我國地質(zhì)技術(shù)裝備已經(jīng)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，體現(xiàn)了非常高的成新率。工作過程中圍繞地質(zhì)技術(shù)裝備展開調(diào)查，發(fā)現(xiàn)65%左右的地勘裝備都是近幾年采購，且所有國產(chǎn)設(shè)備的平均成新率高達63%，進口地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備的成新率則在75%左右。此外，在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)地質(zhì)技術(shù)裝備是煤礦工作主力。

首先，我國地質(zhì)技術(shù)裝備在市場中有非常多樣化的產(chǎn)品，主要體現(xiàn)在商品、供貨商等方面，整體發(fā)展水平較高。所以，從這一情況分析，國產(chǎn)地質(zhì)技術(shù)裝備依然是我國地勘施工所使用的主力設(shè)備。通過相關(guān)調(diào)查可知，全國具備巖心鉆探設(shè)備的企業(yè)達到59%，其中300 m以深的巖心鉆探設(shè)備占總量的71%，千米以深鉆機占總量的88.6%；300～1000 m鉆機占總量的13.4%；立軸式鉆機占總量的92.6%；全液壓鉆機占總量的6.1%[2]。通過以上數(shù)據(jù)可以了解到，立軸式巖心鉆機是當(dāng)前地質(zhì)鉆探工作的主要設(shè)備。

其次，為了符合當(dāng)前地質(zhì)勘查市場的新要求，有關(guān)部門研發(fā)了自動化水平更高的鉆探，相比傳統(tǒng)設(shè)備的深度更大，已經(jīng)在市場中成功投入使用，具體例如HXY-8B，這種機械傳動巖心鉆機更大程度地符合巖心鉆探需求。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，2016年我國企業(yè)生產(chǎn)的全液壓巖心鉆機在全球范圍的銷售量已經(jīng)超過20000臺。

再次，金剛石繩索取心鉆探技術(shù)實現(xiàn)全面運用，除了深孔鉆探鉆桿本身具備的問題以外，整體呈現(xiàn)出非常好的應(yīng)用效果[3]。在煤礦地質(zhì)鉆探施工中，液動錘鉆進與繩索取心鉆進技術(shù)相結(jié)合的方式開始使用，然而要想實現(xiàn)全面推廣還需要一些實踐。一些地勘單位已經(jīng)開始應(yīng)用定向鉆進工藝，然而由于單位內(nèi)部技術(shù)人員與設(shè)備不足，導(dǎo)致該項技術(shù)并沒有完全實現(xiàn)應(yīng)用，個別單位目前開始鉆研更為高效且節(jié)水的鉆探技術(shù)，目的是實現(xiàn)地質(zhì)鉆探工作可持續(xù)發(fā)展。

2 地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備發(fā)展建議

2.1 短期產(chǎn)品

第一，基于當(dāng)前已有機種機型前提下，研發(fā)更加輕便、效率更高的取樣鉆機，以此滿足地質(zhì)鉆研發(fā)展的新要求。第二，通過模塊搭配設(shè)計的方式，研發(fā)全新的輕型易拆裝以及易搬遷巖心鉆機，為巖心鉆探設(shè)備升級與更新提供推動力。第三，以往所使用的立軸式巖心鉆機得到優(yōu)化，通過全新的傳動與結(jié)構(gòu)模式，將短期系列產(chǎn)品作為研發(fā)的關(guān)鍵，從而對系列產(chǎn)品進行優(yōu)化。第四，研發(fā)全新的全液壓坑道鉆機，通過小模塊拼裝模式對300～1000 m鉆深內(nèi)的產(chǎn)品進行研究，以此滿足多樣化市場環(huán)境發(fā)展以及危機礦山替代資源找礦的基本要求。第五，研發(fā)多樣化結(jié)構(gòu)模式以及鉆進深度機型，解決設(shè)備方便加接鉆桿以及參數(shù)控制顯示儀表等相關(guān)問題[4]。充分借鑒國外研發(fā)的先進技術(shù)，例如朱家店煤礦作業(yè)期間，將國外的先進技術(shù)與我國地質(zhì)鉆探技術(shù)相結(jié)合，全面替代了傳統(tǒng)裝備。第六，以煤礦地質(zhì)鉆探期間使用的立軸式巖心鉆機為例，對其進行優(yōu)化設(shè)計，重點應(yīng)用先進技術(shù)，彌補這類產(chǎn)品存在的不足，以滿足市場不斷變化的需求。第七，在地質(zhì)鉆探作業(yè)過程中，技術(shù)人員研發(fā)了具備更多功能的全液壓錨固鉆機，與世界技術(shù)相接軌，滿足先進巖心鉆探產(chǎn)品標準。以當(dāng)前錨固鉆機為基礎(chǔ)，將高強度地質(zhì)管材的具體來源問題予以解決。

2.2 中長期產(chǎn)品

第一，以我國特色為前提研發(fā)專家系統(tǒng)，充分借鑒國外研發(fā)的先進技術(shù)，通過有機集成的方式獲得智能化鉆進設(shè)備，提高傳統(tǒng)鉆機制造水平，使其與國際市場接軌。第二，未來地質(zhì)勘查工作非常繁重，為此需要加快自動化巖心鉆機的研究。將工作的重點放在淺層石油鉆機的研究實現(xiàn)上，致力于實現(xiàn)深度與石油鉆機的融合。第三，通過用電比例控制手段對液壓系統(tǒng)進行優(yōu)化，彌補當(dāng)前地質(zhì)鉆探這一方面存在的空白，加快實現(xiàn)水文水井鉆機的升級與轉(zhuǎn)型，符合國際先進水平標準以及我國油氣資源勘探的基本需求。第四，現(xiàn)如今地質(zhì)勘探工作中所使用機臺設(shè)備配套情況如表1所示，在市場發(fā)展的環(huán)境下，需要做到及時更新設(shè)備，加大全液壓動力頭車裝水井鉆機的研發(fā)力度，在600～1500 m井深環(huán)境下，合理降低特種以及新型鉆機產(chǎn)品價格，使其能夠進入到淺層油氣、煤層氣開發(fā)當(dāng)中。

表1 綜采工作面主要機械配備表（0402工作面）

2.3 其他建議

為了實現(xiàn)地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備的全面應(yīng)用，需要建立一個完善的地質(zhì)技術(shù)裝備管理機制：第一，確保我國地質(zhì)工作發(fā)展進程與地質(zhì)技術(shù)裝備發(fā)展速度同步，其實地質(zhì)技術(shù)裝備很大程度上體現(xiàn)了地質(zhì)技術(shù)裝備的優(yōu)勢，但是卻沒有得到相應(yīng)的重視，導(dǎo)致其無法為地質(zhì)技術(shù)裝備水平提升發(fā)揮作用。第二，加快地質(zhì)技術(shù)裝備更新工作。有關(guān)人員需要充分認識到這一工作的重要性，保證地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備生產(chǎn)質(zhì)量，使其能夠與世界市場接軌。第三，增加地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備資金投入[5]。一些高新技術(shù)裝備的研究需要劃分步驟，例如高光譜礦物分析系統(tǒng)，只有如此才能夠縮短國產(chǎn)設(shè)備和國際標準之間的差距，全面提升整體技術(shù)水平。

3 結(jié)語

在地質(zhì)鉆探領(lǐng)域，地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備的應(yīng)用非常廣泛，并且隨著現(xiàn)代高新科技的不斷發(fā)展，其整體水平得到有效提升。有關(guān)部門和人員應(yīng)加強對地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備的重視，以國際標準為前提，不斷完善地質(zhì)鉆探技術(shù)裝備中存在的不足，以推動我國煤礦鉆探工作發(fā)展。

[1]張云祖.復(fù)雜地層地質(zhì)鉆探的沖洗液技術(shù)[J].世界有色金屬，2016（22）：84-85.

[2]王俊.地質(zhì)鉆探施工中的生產(chǎn)管理措施[J].世界有色金屬，2016（21）：160-161.

[3]王錦霞.地質(zhì)鉆探生產(chǎn)管理中的問題探討[J].山西冶金，2016，39（4）：126-128.

[4]朱金樂.分析地質(zhì)鉆探技術(shù)的發(fā)展作用及未來發(fā)展趨勢[J].科技展望，2016，26（22）：42.

[5]郭德健.鉆孔找礦技術(shù)在工程地質(zhì)鉆探中的運用[J].中國建設(shè)信息化，2016（10）：70-71.