地質勘查和深部地質鉆探找礦技術的探討

曹 梁

（山東省核工業二四八地質大隊，山東 青島 266000）

在當今的經濟社會之中，隨著人們生活水平的不斷提升，各種能源的需求量也在不斷增加。但是由于地表和淺層礦產資源越來越難以找尋，因此，為滿足當今社會對于礦產資源的需求，相關單位也越來越注重于通過地質勘查以及深部地質鉆探找礦技術來找尋深部的礦產資源。所以，深入分析深部鉆探找礦技術將會對深部找礦工作的順利開展有著重要的意義。

1 工程概況

本次所研究的是西部自治區的礦區深部地質鉆探找礦工作。近年來，此地區部分礦區淺部資源經歷了不斷的開采之后已經趨于枯竭，為了勘查深部的礦產資源，本次工程計劃對該礦區的一個區域的深部地質進行鉆探找礦，該找礦區域的海拔高度大約有3400m，劇相關專家推測，該找礦區域之中的多金屬礦在深部可能十分豐富。通過初步地質勘查發現，該區域內的地質屬于單斜構造，斷裂構造呈現出了發育狀態，巖石有輕微變質的特征，巖體和巖體的接觸帶都出現了強烈的蝕變情況。

2 深部地質鉆探找礦的常見技術分析

（1）空氣反循環取樣鉆探技術。空氣反循環取樣鉆探技術是利用空氣循環介質原理，用雙壁鉆桿來回進行沖擊，打碎深部地質之中的巖石，采集到的巖粉會經鉆孔運輸到地面，然后通過對樣本進行詳細的分析與對比，就可以對深部礦山之中的礦產資源分布情況及其地質特點做到深入掌握，這對于后期開采工作的順利進行將會起到有力的理論支撐作用[1]。將該技術應用到深部地質鉆探找礦工作之中，不僅可以精準確定出整個礦區之中的礦產類型及其范圍，這樣就可以讓深部地質鉆探找礦工作的難度得到很大程度的降低，也可以節約成本。

（2）定向鉆探技術。定向鉆探技術就是定向對目標巖石進行的控制與鉆探。通過對鉆探方向的確定，可以讓鉆探路徑嚴重偏移目標路徑的情況得以有效避免。在深部地質鉆探找礦的過程中，如果確定了鉆進方向，卻因為受到設備和技術等方面的原因而出現鉆進方向嚴重偏移目標的情況，不僅很可能錯過對礦產資源的合理開發，也會對該地區礦產資源的科學判斷造成嚴重的不利影響。為避免這樣的情況發生，將定向鉆探技術應用到深部找礦工作之中，通過對鉆探方向的精準掌控，就可以讓深部地質之中的礦產資源得到精準勘查。由此可見，定向鉆探技術的應用對于我國深部找礦工作的順利開展有著很大程度的幫助作用。

（3）金剛石繩索取芯技術。金剛石繩索取芯技術在當今的深部找礦工作之中已經得到了廣泛的應用，該技術主要是借助于金剛石特有的高強度特點來磨削地質之中的巖石，這樣就可以進入到深層的地質之中，對其中的礦產資源及其分布情況進行深入勘探。在應用這一技術進行具體的施工之中，金剛石以及繩索發揮出的作用都十分巨大。繩索鉆進可以進入到巖石的內部，并且將巖石內部的巖心帶到地表面，為相關專家精純分析深部地質情況提供足夠的便利條件。

3 深部地質鉆探找礦技術在本次工程之中的具體應用分析

（1）施工準備。在本次深部鉆探找礦工作開展之前，為了進一步保障找礦工作的有序進行，我探礦工程部選擇了目前比較常用的施工設備，考慮到本次工程之中實際的地質條件和施工條件，選擇了黃海HXY-5A鉆機設備，該設備可以在1500m的深度范圍之內進行鉆探找礦，且有著較強的牢固性和較高的可靠性。

（2）鉆具材料的合理選擇。在進行深部地質的鉆探找礦過程之中，最為重要的一個傳遞部件就是鉆具，鉆具不僅可以承擔起動力扭矩、壓力和拉力等的作用。因此在本次工程的施工過程中，為了讓鉆桿柱在整個鉆進過程中始終保持動平衡狀態，有效避免鉆桿和鉆具折斷的情況出現，需要選擇了屈服性能高、強度大而且不容易在外力作用之下出現變形和彎曲情況的鉆具材質。

考慮到以上的諸多因素，在本次工程之中，選用了500m加厚型89s鉆桿和1500m加厚75s鉆桿。

（3）施工工藝的合理選擇。①鉆進方法：通過全面考慮該地區的實際地質條件，本次工程主要應用的是金剛石繩索取芯技術。在實際的應用過程中，首先應用φ110復合鉆頭在表面開孔，直到將覆蓋層穿透，進入到地質之中完成巖石2m左右的鉆進為止，總的鉆進深度在23.52m左右，下放套管。然后應用φ91金剛石繩索芯鉆繼續進行鉆探作業，在鉆進到了地下408.60m深度的時候，穿過不穩定的泥質構造后，進行了套管處理。最后運用φ75金剛石繩索芯鉆繼續鉆進到1382m深度之后，就穿過了目的設計礦層10m。②鉆孔結構：因為本次工程的鉆孔深度比較深，所以在具體的施工過程中，為了避免鉆具受到不利影響，我部機臺對鉆孔結構進行了合理規劃，盡量地使用大口徑開孔，逐級坐套管，目的就是確保91金剛石繩索能穿過估約四百米左右20m的構造，通過這樣的鉆孔結構設置，就可以有效避免孔上部分巖層不穩定而出現沖洗液不能上返、鉆渣無法排出，鉆進阻力過大甚至無法鉆進等諸多問題，防止鉆桿折斷、埋鉆、卡鉆等孔內事故的發生，保障工程的有序進行。③鉆進沖洗液和護壁堵漏在具體的施工過程中，首先，通過沖洗液可以為鉆具提供一個潤滑作用，并且可以讓鉆頭在鉆進過程之中所產生的高溫得到冷卻。其次，沖洗液的應用可以讓鉆孔內部底層的壓力始終保持平衡，這樣就可以對孔壁起到一個很好的保護作用，使其不易在壓力的作用下被損壞。其次是護壁堵漏。在鉆進的過程之中，一旦出現了護壁坍塌或者是護壁掉塊等的情況，都應該將正在進行的鉆進工作立即停止，然后通過有效的措施來做好護壁堵漏處理，這樣才可以保障鉆探施工的質量和安全性。因為本次工程的施工地層下部比較完整，所以在具體的施工過程中僅僅出現了上部局部護壁坍塌、掉塊情況，針對這樣的情況，我機臺主要通過水泥漿灌注方法，在鉆進至302.8m進行灌注約40m。約三十個小時待凝固后，下鉆繼續鉆進。

（4）施工成果。本次施工的鉆進深度為1382m，工期為68d，在具體的施工過程中，相關單位及部門對施工現場進行了十分嚴格的管理，通過先進技術的應用和科學的管理，本次深部鉆探找礦工程成功達到了預計的鉆探深度，且有效完成了對巖心取樣的工作任務，使得該區域深部找礦取芯任務得以圓滿完成，為該區域以后的礦產資源及其分布情況的深入分析與研究提供了更多的理論支撐。由此可見，本次深部找礦工作的開展和先進找礦技術的應用，為該地區礦產資源的開發提供了一個有力的推動作用。

4 結語

綜上，本文通過某地區的深部找礦施工實例來分析深部地質鉆探找礦技術及其具體的應用。通過實際的應用與分析可知，深部鉆探找礦技術在當今的深部礦產資源及其分布研究之中可以發揮出至關重要的輔助作用。因此，將當今先進的深部鉆探找礦技術應用到具體的深部找礦工作之中，將會對礦產資源的進一步開發起到有效的推動作用，從而有效滿足當今社會對于礦產資源的需求。