地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的方法以及應(yīng)用探討

梁彥

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，地質(zhì)項目勘察活動為社會經(jīng)濟(jì)帶來了豐富的礦產(chǎn)資源。在地質(zhì)項目勘察的全過程中，其工作含有較高的技術(shù)性，對勘察效果起決定性作用的方式就是鉆探技術(shù)，所以，仔細(xì)研究地質(zhì)項目勘察過程勘探技術(shù)的方式及運用，有利于促進(jìn)我國地質(zhì)項目勘察活動的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工程;勘察工作;鉆探技術(shù);應(yīng)用分析

隨著國家對礦產(chǎn)資源需求量的逐漸增多，礦產(chǎn)資源的挖掘也成為社會關(guān)注的重點。在地質(zhì)項目勘察中采用鉆探方法，取得樣品，通過研究樣品以及樣品測試在地質(zhì)勘察中起到了重要的作用。

1.地質(zhì)項目勘察分析

地質(zhì)項目勘察主要采取技術(shù)性方式，對相應(yīng)的地質(zhì)條件進(jìn)行測量、勘探和調(diào)查。在地質(zhì)項目勘察階段，鉆探技術(shù)屬于一項十分關(guān)鍵且科技含量很高的勘查方式。利用勘探技術(shù)，能夠?qū)y試孔內(nèi)的原位及巖土、礦體進(jìn)行采樣，為整個地質(zhì)項目勘察工作提供完善且精確的勘查信息，尤其是在勘察煩瑣的地層結(jié)構(gòu)時，若未科學(xué)的選取鉆探技術(shù)，針對其地層結(jié)構(gòu)也不能進(jìn)行精確分析，進(jìn)而影響到對其地層力學(xué)等參數(shù)資料的獲得，因為其數(shù)據(jù)獲取存在不足，對地質(zhì)項目勘察的報告也會造成影響，極大阻礙到后期工程施工的質(zhì)量，使得其項目存在諸多安全隱患。

2.地質(zhì)項目勘探工作的使用條件

2.1科學(xué)分布勘探項目鉆孔模式

在分布勘探項目鉆孔時，不僅要全面思考施工場地的地質(zhì)條件，而且還要根據(jù)工程本身特性與類型。

2.2鉆孔應(yīng)用途徑多元化

鉆孔應(yīng)用途徑有許多，比如，能夠利用鉆孔對項目地質(zhì)狀況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件進(jìn)行了解，而且還可以實現(xiàn)長期勘查、采樣和測量等工作。同時還有很多測量工作需要和鉆探施工同時進(jìn)行，因此進(jìn)度比較緩慢。

3.地質(zhì)項目勘察過程勘探技術(shù)的運用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，急需大量能源的支撐，所以，針對礦產(chǎn)資源的需求量非常大，并且還在不斷增多，為滿足該種需要，國內(nèi)的鉆探技術(shù)也取得了顯著發(fā)展及進(jìn)步。

3.1繩索取芯方式

繩索取芯方式的特征主要是在不采用鉆桿升降的基礎(chǔ)上，能夠輕易地取出巖芯。一般情況下，僅在鉆機(jī)鉆頭產(chǎn)生故障時才需要利用鉆桿。在鉆探過程，經(jīng)巖芯管來填滿巖礦芯，不用把鉆孔內(nèi)的鉆桿提出地面。借助設(shè)備內(nèi)的專用繩索打撈出巖芯管嘲。利用該種鉆探方法，能夠獲得很多的鉆探時間，較大限度上提高了鉆探效率。該方法是目前比較常用的一種鉆探手段，利用該技術(shù)能夠提高取芯效果，在鉆探過程出現(xiàn)阻礙時，能夠得到及時解決，降低了礦芯與鉆桿之間由于阻塞引起的磨損。因為其技術(shù)特征，能夠不采用鉆桿升降來進(jìn)行取芯工作，能夠增加其鉆頭的應(yīng)用期限。另外，針對鉆探者的勞動強(qiáng)度也有較大限度上的改良，該技術(shù)的運用主要是面對坑槽、石油液化氣、冰層以及固化礦體等進(jìn)行鉆探處理。

3.2液動潛孔錘方式

我國針對液動潛孔錘方式的探究與運用，在國際排名十分靠前。這項技術(shù)的研發(fā)主要針對回轉(zhuǎn)鉆探方式，且在其設(shè)備內(nèi)添加了沖洗液，使之對液動潛孔錘加以驅(qū)動，在其錘身遭到?jīng)_擊后，會令能量最大化的輸送給鉆機(jī)鉆頭，促進(jìn)巖身的破巖處理[3]。液動潛孔錘方式通過改進(jìn)回轉(zhuǎn)鉆探方法，使回轉(zhuǎn)力產(chǎn)生一股強(qiáng)大的沖擊力，令鉆頭破碎高硬巖，在提高鉆進(jìn)效率的基礎(chǔ)上，還節(jié)省了鉆孔費用。另外，液動潛孔錘方式能夠按照堅硬巖體防剪度低與脆性大的特點，對于地質(zhì)條件比較煩瑣的地形展開鉆探。值得注意的是，在采用該項技術(shù)時，為了可以解決高頻振動，要求加固鉆探技術(shù)。而且，為了降低液動錘的損壞，在運輸沖洗液時，保證其液壓漿液維持較小的黏稠度，管理好其沖洗液內(nèi)的含砂量，使之具備較高的潤滑效果。液動潛孔錘方式針對那些小口徑巖芯鉆探工作，在水中爆破和錨固施工中取得了廣泛使用[4]。目前，我國對于該技術(shù)的開發(fā)，主要是基于高強(qiáng)度工作條件與提高潛孔錘水平。相信今后其技術(shù)的開發(fā)，將在礦山地質(zhì)勘探、石油天然氣勘探等方面得到大規(guī)模使用。

3.3反循環(huán)鉆探方式

反循環(huán)鉆探方式主要是通過循環(huán)媒介形成沖擊力，并使之作用于孔下潛孔錘來鉆探。針對其技術(shù)來說，能夠分成水力反循環(huán)技術(shù)（圖1）與空氣反循環(huán)系統(tǒng)。 水力反循環(huán)系統(tǒng)是指用泥漿或是水用作鉆探方式的循環(huán)媒介。利用鉆桿將其介質(zhì)傳遞到孔下，能夠使鉆頭得到柱狀巖心，且可以隨著鉆頭的提高而將之帶回到地面?？諝夥囱h(huán)系統(tǒng)是指通過壓縮氣體，并使壓縮之后的空氣作為循環(huán)媒介，利用雙壁鉆桿外管把通過壓縮之后的氣體傳遞到鉆孔下，使之在壓縮氣體的膨脹作用下產(chǎn)生較強(qiáng)的沖擊力并對孔下潛孔錘展開驅(qū)動式鉆探。空氣反循環(huán)系統(tǒng)能夠在完成氣體作用后，把巖石碎塊經(jīng)鉆桿中心渠道帶回地面，便于采樣研究其巖體。在選用何種媒介進(jìn)行循環(huán)分析時，主要結(jié)合鉆探需要和本地工作條件來決定。水力反循環(huán)系統(tǒng)能夠通過鉆探獲得比較完整的巖塊，提高了取芯質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還減小了工作強(qiáng)度，能夠用完整的巖塊來研究地質(zhì)環(huán)境。而空氣反循環(huán)系統(tǒng)的鉆探效率較低，并且所耗損的能量很大。在地質(zhì)項目勘察采樣中，采用反循環(huán)系統(tǒng)，比較適用在水文水井和一些比較疏松坍塌地層勘察，還能夠?qū)⒃摷夹g(shù)使用在比較復(fù)雜地層的加固與注漿過程。空氣反循環(huán)鉆探方式，在缺水干旱區(qū)域比較適用，并且能夠節(jié)省鉆探成本。但在巖體取樣上存在諸多問題，不能利用巖樣來真實體現(xiàn)所勘察地層的構(gòu)造。

3.4組合鉆探方式

針對組合鉆探方式，更正確的說法是通過工藝來形容。由于該技術(shù)是由以上幾種鉆探方式組合形成的，其鉆探方式既具備各鉆探技術(shù)的優(yōu)勢，還能夠結(jié)合不同地質(zhì)環(huán)境與鉆探需求來選用合適的鉆探手段，在提高了工作效率的基礎(chǔ)上，還減小了勞動強(qiáng)度及鉆探費用。

3.5其他鉆探方式

文章所介紹是目前比較主流的地質(zhì)項目勘察鉆探技術(shù)，有些廠家研制出了一些新型的鉆探方式，能夠在一些獨特的地質(zhì)環(huán)境下應(yīng)用，例如節(jié)水鉆探工藝，主要是根據(jù)干旱區(qū)域的環(huán)境所開發(fā)的鉆探方式;再者，為提高鉆探效率，通過超聲波技術(shù)來生產(chǎn)金剛石鉆頭，使之鉆頭應(yīng)用期限得到了極大提高，并且還可以提升鉆探速度。

4.地質(zhì)項目勘察中常見的鉆探方法

由于在地質(zhì)項目鉆探過程，所遇到的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，因此，需要結(jié)合不同的施工條件，科學(xué)選用地質(zhì)勘探方法，確保在不同地質(zhì)條件下順利進(jìn)行鉆探工作。一般情況下，在地質(zhì)項目鉆探中，主要采用的鉆探方式包括兩種：鉆探工藝中沖擊與回轉(zhuǎn)鉆探。這兩類技術(shù)會按照動力來源加以劃分，劃分模式有人力與機(jī)械兩類。其中，機(jī)械途徑能夠提高鉆探效率，對鉆進(jìn)深度進(jìn)行科學(xué)控制，從而實現(xiàn)地質(zhì)項目勘察的廣泛使用。對于不同地質(zhì)鉆探方法應(yīng)用時，能夠科學(xué)選用鉆探方法與設(shè)備，主要包括三種：其一，擊人法。該種方法主要劃分為孔外輕錘多擊法與孔中重錘少擊法兩類。一般情況下，都能夠應(yīng)用與地質(zhì)堅硬的采樣過程，而且孔中重錘少擊法采樣效果更好。其二，壓人法。這種方法主要應(yīng)用于地質(zhì)較為柔軟的條件下，其主要劃分為持續(xù)壓人法和間斷壓人法。其三，振動法。這種方法主要是利用振動器，在受到振動作用時，將取土器壓人土質(zhì)內(nèi)，從而完成取樣工作。

5.結(jié)束語

總之，地質(zhì)項目勘察中采用的鉆探技術(shù)屬于一項比較復(fù)雜且技術(shù)含量高的工藝。在鉆探過程，需要根據(jù)不同地質(zhì)項目勘察要求科學(xué)選擇技術(shù)，既能夠提升取芯質(zhì)量，還可以減少鉆探勞動量與成本。希望通過人們的經(jīng)驗積累與鉆探技術(shù)的開發(fā)，為國內(nèi)鉆探技術(shù)的進(jìn)步做出一定貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]呂江漫.工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析[J]資源信息與工程，2016， 31（03）：112-113.