背包鉆機在地質勘查中的應用
——以邢臺西部山區勘查為例

胡志濤

（河北省煤田地質局第二地質隊，河北 邢臺 054000）

隨著國家對環境保護工作日益重視，綠色勘查作為一種更為先進的勘查理念為目前勘查工作指明了方向，在此背景下基于綠色勘查的淺鉆技術得到快速發展，背包鉆機作為淺鉆的一種技術手段，在地質勘查工作中得到廣泛應用，取得了比較好的勘查效果。

1 背包鉆機的型號及特點

在本次邢臺西部山區礦產資源調查評價項目中使用的背包鉆機為山東恒旺集團有限公司研發的HW-B30，該鉆機主要用在區域地質填圖、物化探取樣、地質災害預防等工作中。

恒旺背包鉆機是一種主要適用于山區、交通和能源不便地區的小型輕便化取樣鉆孔設備，具有攜帶簡便、操作靈活、高效耐用等特點。本鉆機全部重量僅為25kg，且易拆易裝，快速取芯，該套設備在山區礦產勘查時具有無可比擬的優勢。

2 背包鉆機的結構及工作原理

主要結構包括動力機構、減速機構、鉆桿連接機構。還包括鉆桿、取芯管、鉆頭、接手、壓力供水壺、各種小工具等配件。

其工作時主要由汽油發動機與鉆桿連接，鉆桿通過鉆具與鉆頭連接即可，同時將供水系統與發動機供水接口連接，各部件連接時均有專用轉換器進行對接，無需其他工具與設備，全程由手工操作完成，安裝與拆卸十分容易。設備連接完成后，即可進行鉆探、取樣，設備運作時，可由1～2人同時操作。設備工作過程中，由汽油發動機通過鉆桿、鉆具等帶動鉆頭高速運轉，同時供水系統通過發動機向鉆桿內高壓供水直至鉆孔底部，對鉆頭進行冷卻后攜帶巖屑沿孔壁返回至地表，實現正循環[1]。

3 淺鉆布置及效果

為了更好地對礦化體進行取樣測試，揭露礦化體的圍巖，根據前期物探成果驗證淺部異常，本次共布置15個淺鉆，每個礦化體均有鉆孔布置，均采用背包鉆機進行施工，各施工鉆孔均為裸眼鉆進，全孔取芯，巖礦芯直徑為45mm（見圖1）。

圖1 背包鉆機采取的巖芯

本次評價工作施工的15個淺鉆共計完成鉆探156.29m，孔深5.92m～12.16m，巖層采取率74%～84%，礦層采取率82%～87%，共采集樣品37件，用于基本分析和小體重測試。鉆探施工質量滿足相關規范和設計要求，工程質量合格，取得了較好的找礦效果。

4 工程經驗

4.1 探槽施工的優缺點

本次評價工作前期設計槽探20個，工作量約900m3，后來考慮到探槽施工難以在本區進行，進行了設計變更，最終用淺鉆施工代替了探槽施工。施工槽探雖然能夠揭露地表浮土以下的地質體，可以在地質體上觀察和取樣，取得一定范圍的地質資料，但其缺點顯著，不適用于本項目。主要弊端：邢臺西部是多年涵養區，植被茂盛，施工探槽必然會對植被進行破壞，造成水土流失，會對環境造成惡劣影響，不符合綠色勘查和可持續發展的要求；施工探槽青苗補償費用高，和土地承包工協商困難，如果協商不好使工程難以進行；大多礦化體位于機械難以到達的地方，工作區地形崎嶇，溝坎較多，設備進出受到一定限制；探槽施工有一定的安全隱患，需要采取安全措施，占用工期較長；探槽深度較淺，在本區礦體揭露時受到限制，不能完全揭露淺部礦層。

4.2 背包鉆機的優缺點

本次淺鉆施工使用的背包鉆機主要優點如下：施工單位面積小，屬點狀掘進，對地表植被和環境基本不產生破壞，解決了地表勘查工作的環境保護問題；可追索淺部礦體走向，為深部勘查提供依據，降低投資風險；能夠快速驗證物探異常，提高找礦效率；施工中需要臨時占用土地時，與土地管理者關系容易協調，青苗賠償費用低，使工程能順利實施，容易實現勘查目的；本設備攜帶方便，搬遷靈活、快速，山區使用不受限制，最大可鉆深度達20m，能耗較低，使用成本較低，節省工程費用。該鉆機在使用時的不足之處：主要采用清水鉆進，水壓較小，隨著深度的增加，可能無法及時排出巖粉，巖粉下沉可能導致嚴重的埋鉆事故，同時鉆頭也得不到及時的冷卻，容易粘鉆，降低鉆進效率；在鉆進過程中發動機有自動熄火現象，熄火后發動機無法再次啟動，經過維修發現油箱蓋打開才能啟動，無法找出滅火原因，影響了施工進度。

5 結語

背包鉆機在地質勘查工作中有很大優勢，能夠解決一些實際問題。尤其是在植被茂盛的山區進行淺部礦體揭露時，能夠保證工程的進度和質量。隨著淺鉆技術的快速發展，背包鉆機適應了綠色勘查的發展要求，能夠節約占地，減少植被破壞，更加環保與安全。但同時背包鉆機在礦產勘查工作中還存在諸多的不足及缺陷，其中有使用者經驗不足的原因，也有設備自身問題，需要在后續的勘查工作中不斷加強實踐，積累經驗，研發新設備，使其更好的為地質勘查服務。