地质工程勘查中钻探技术方法及应用效果研究

地质工程勘查中钻探技术方法及应用效果研究

葛海飞,张须强

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摘要:随着科技的进步，地质勘查技术也在不断发展，为了保证经济发展的需求、保障施工工人的人身安全、提高地质勘查工作的准确性，要了解地质勘查特点，提高技术人员的综合素质，保证工作人员掌握技术要求复杂的地质工程勘查钻探技术。同时想要更好地开展地质勘查工作就要根据不同的地质条件选择适合的钻探技术并作积极研究，利用波谱技术分析得出更多专业理论，发展钻探技术，快速得到地质环境特征和相关数据理论，了解矿区地质的碳酸盐岩、水合物和含羟基矿物，保证工作人员利用设备在钻探过程中得到更多准确数据，保证通过数据可以更好地完成地质勘查工作。

关键词：地质工程勘查；钻探技术方法；应用效果

引言

钻探技术可以确定工程勘查施工地的地质环境，并对采集数据进行分析处理得出地质结果的一种现代技术。该技术可以帮助工作人员对工作地区的地质构造和地质规律进行深入了解并对其中问题先一步分析，防止在工作中出现问题。

1.地质工程勘查中钻探技术的方法和使用效果

1.1反循环钻探技术

根据介质的不同，反循环钻探技术可以分为2种类型，一种是空气反循环，另一种是水力反循环。空气反循环技术是通过空气介质，采用双臂钻杆外管，将空气输送到孔底，空气挤压发生膨胀，达到一定程度后膨胀会产生巨大冲击力，空气在孔底会使岩石产生强烈冲撞，钻杆将空气输送到地面，这个过程中会带出细小的岩石，工作人员可以对这些岩石进行研究，从而得知工程实施地点的地质环境和构造规律。这个方法的优点在于工作强度较低、使用简单，不需要工作人员具备精湛的技术水平，且错误率较低，所以能很好地节约工作成本。但是空气反循环钻探技术的使用也有其局限性，例如空气反循环在干旱地区使用时会因为土层较为疏松，使得空气带出的样品缺少代表性，技术人员很难通过这些样品判断地层结构实际情况，对地质勘查工作无法作出准确判断。水力反循环与空气反循环原理类似，是利用水或泥浆作为介质，将水或泥浆输送到孔底，取心钻头取出后带出岩心，岩心跟随钻头返回地面，工作人员对岩心样品进行研究后得到地质环境的实际勘查结果。

1.2空气潜孔锤钻进技术

空气潜孔锤钻井技术是基于潜孔锤钻井技术开发的一项新技术，在国内外使用中取得了较好的效果。其应用主要有：①场地平整。钻孔前，要对现场进行勘查，以便搬运桩机；采用回填法，可保证钻孔位置稳定，保证钻孔施工过程中不会出现位移；接收钻井测量控制点、基准线、水准点等有关数据，并与测量人员一起测量；在测量点放样前，要做好行业的前期准备工作，对仪器设备进行校正，编制钻井施工计划；③引孔机的安装和调试。引孔机到位后，利用水力系统进行标定，并用水平标尺修正水平度。设备安装好后，用潜孔锤钻具对准桩位，使桩尖与桩位中心一致，使桩机平整，保证钻孔中不会出现偏差；④引孔。桩机到位后，用潜孔锤钻头调整桩位，调整竖直度，在引孔期间，要控制潜孔锤的下落速度，观察钻具有没有挤偏，如果有，要采取相应的措施；⑤钻孔口的清理。开孔时，可将空压机排出的压缩空气作为洗井介质，将钻头击穿的碎石从钻孔中排出，安排专门人员对钻孔进行清洗，清除后的碎石颗粒状并集中运输；⑥钻孔穿过坚硬的矿体。导孔过程中，要密切关注钻孔的钻进速度和孔口岩屑的排出情况，根据施工需要的钻孔深度控制钻孔标高，在达到预应力条件时，停止钻孔，取出钻具，边锤击、边旋转，使孔内岩屑顺利排出。

1.3金刚石绳索取心技术

在煤矿开采领域，金刚石绳索取心技术的应用较为广泛，在提高开采质量、降低人员成本等方面有重要作用。金刚石的使用寿命较长，在地质勘查中的应用能有效提高勘查工作效率。此外，金刚石的可塑性较好，技术人员要结合实际情况合理选择金刚石，确保钻探勘查工作的顺利进行。深部地质勘查工作难度较大，传统勘查技术的勘查结果准确性难以保障，而金刚石绳索取心技术的装置较为简单、操作流程较为简便，能随时进行，准确性比传统勘查技术高。但是，仍需进一步提高勘查数据的精确性，才能更好地满足煤矿开采的工作要求。因此，技术人员需加强对矿区的深度调研，选择合适的地质勘查技术，实现精准勘查。

1.4液动锤技术

这是一种基于常规旋转钻井的新工艺，已被广泛应用于矿场。实践中，该装置采用冲洗剂驱动内潜孔锤子。利用冲刷流体的作用，动力冲击式潜孔锤将动力传递至设备钻头，从而达到破岩的目的。它既保持了传统的旋转钻井的作用，又具有较强的冲击能力，适合坚硬、易碎的岩体，增加了高硬度岩层的钻孔速度，节省了大量的采矿费用，达到了预期的使用效果。此外，也可以使用液动锤WL钻井，这是一种将液动锤和金刚石WL相结合的组合钻井技术，使其在钻井和勘探中的应用更加广泛。而WL钻井不需要提钻取芯，还可以有效提高纯钻的效率。采用液动锤可以减少钻芯堵塞、降低井眼提钻次数，既能降低钻芯的频次，又能降低钻进次数。采用液动锤可以延长钻头的使用寿命，尤其是在深井钻井中，可以节省更多的辅助时间，降低钻探费用。

1.5地面瞬变电磁法勘查技术

地面瞬变电磁法勘查技术主要利用脉冲电波进行地质矿产资源的探查，通过向地下发射脉冲电磁场并对反馈的电磁波进行接收、分析，实现对地下深层金属矿产的有效探查，并且能以不接地回线的方式实现地面瞬变脉冲电磁场的构建。若是矿区地下存在金属矿产，金属矿产导体之间会形成感应现象，出现涡流。在无脉冲间隔期间，涡流中会产生相应的交流变化磁场，也就是二次磁场。利用二次磁场的变化规律等有助于了解与掌握地下金属矿产资源的分布状况。

2.地质工程钻探发展方向

2.1利用定向钻进技术，实现一基多孔井场钻探

为了减少钻探施工对矿山地质环境造成的波动引起矿山坍塌，防止在施工过程中产生安全事故，就需要尽量减少钻探工作。所以可以利用定向钻进技术，实现一基多孔的运用，减少钻机的使用数量和设备的搬迁。定向钻进技术可以利用一个基台钻进多个孔洞，或者是在一个孔内钻进多个分支孔。这样可以减少钻井基台的修建数量，也能减少交通道路的修建数量和设备搬迁工作。这样既能够节约探查施工成本，还能够减少钻孔技术对矿山的扰动和破坏。

2.2进一步优化钻探模式和钻探技术

在地质工程钻探工作中，为了掌握钻井现场条件，并对钻进方式、钻进技术等进行改进和创新，可以采用旋转钻井。根据工程实践，将钻井技术与钻井工艺相融合。另外，在钻井开发的新方法和模式上，要不断改进和创新，从根本上提高矿井水文地质工作的效益。进一步加强有关新技术和新模式的研究，拓展研究的深度，为水文地质勘探工作提供技术支持。在实施钻探新技术的过程中，还可以充分发挥气钻、液动冲击钻探、绳索取芯钻探等技术的作用，不断优化和完善钻探流程和技术，最大限度地减少钻探的困难，提高钻机的钻速和动力，适应各种水文地质环境，提高水文地质工作的质量和工作效率。

结束语

本文明确矿井水文地质工程钻探工作的复杂性、全面性和系统性，对技术、设施设备的要求更加严格，灵活高效地应用新措施、新方法，进一步引进新技术和新设备，注重做好定位调整工作。

参考文献

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