摘 要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了很大的進(jìn)步,工程地質(zhì)勘探技術(shù)也得到了很大的發(fā)展,鉆探技術(shù)作為地質(zhì)勘探的一種重要手段,被廣泛應(yīng)用,可以直接的在底下巖層中獲得地下物質(zhì),在找礦和探礦等方面用處最多,鉆探施工是一個艱苦的工作,對于施工人員有較高的理論和實踐要求。隨著地球地質(zhì)的變化和氣候的變化,地質(zhì)勘探越來越被人們重視,對于地球和能源物質(zhì)的分析也有很大的作用。
關(guān)鍵詞:工程 地質(zhì) 勘探 鉆探 技術(shù)
一、工程地質(zhì)勘探的發(fā)展
工程地質(zhì)勘探是利用機(jī)械工具對地下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行采樣分析,在地質(zhì)比較復(fù)雜的地區(qū),只看表面的地質(zhì)情況無法反應(yīng)出整體的地質(zhì)情況,這就要對地下進(jìn)行深入的勘探,中國國土面積和海洋面積廣闊,礦產(chǎn)資源豐富,在地質(zhì)勘探過程中,為了查明地下物質(zhì)的形態(tài)、深度、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和含量主要應(yīng)用鉆探技術(shù)和坑探技術(shù),由于坑探技術(shù)成本高、工期長,所以鉆探就得到了廣泛應(yīng)用,鉆探技術(shù)是在預(yù)定的地點利用鉆探設(shè)備向地下鉆深,采取地下的巖石樣本和水樣,進(jìn)行具體的分析。中國煤炭事業(yè)發(fā)展迅速,這主要依靠地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行對礦物質(zhì)的勘查,同時在物探、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、古生物鑒定、航空測量等方面鉆探技術(shù)也應(yīng)用廣泛。
早期的鉆探技術(shù)是根據(jù)地質(zhì)巖層的問題,那時的鉆探鉆孔很大,鉆探的效率和時間都不理想,為了提高效率研究人員研發(fā)出以金剛石為鉆頭,進(jìn)行繩索取心金剛石鉆進(jìn)技術(shù),取得了豐碩的成果,有效地促進(jìn)地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展。繩索取心金剛石鉆進(jìn)技術(shù)得到了完善和發(fā)展,這要求有良好的配套的工藝設(shè)備,加強(qiáng)工作生產(chǎn)的實施。鉆頭作為鉆頭技術(shù)的重要組成部分,其好壞直接影響著鉆探進(jìn)度的進(jìn)行,九十年代以后,技術(shù)人員根據(jù)不同的勘探區(qū)域的不同巖層進(jìn)行研究和分析,研制和推廣了以天然、人造、聚晶、復(fù)合片等類型的鉆頭,來滿足地質(zhì)勘探的需要。
二、工程地質(zhì)鉆探的主要特點
在不同的工程地質(zhì)條件或不同類型的建筑物,只要能布置勘探施工設(shè)備,應(yīng)注意要結(jié)合工程施工的類型和特點以及自然條件,除了一些大型的水利工程和低下隧道,其他鉆孔深度較淺,所以一般采用較為簡單方便的設(shè)備即可,鉆孔的目的是查明地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件、巖層結(jié)構(gòu)。工程地質(zhì)鉆探對鉆孔的結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)的方法、鉆進(jìn)深度等都有很大的要求。工程地質(zhì)鉆探技術(shù)主要是為了工程建筑的設(shè)計和施工而工作,在工程地質(zhì)鉆探中對巖石采集的要求很高,對于工程建筑物的斷層破碎帶和夾層采集尤為嚴(yán)格。工程地質(zhì)鉆探與坑探相比不受地形和地質(zhì)的約束,而且鉆探精度高、不受地下水限制、鉆探深度深、鉆探速度快、鉆探時間短等優(yōu)點。
工程地質(zhì)鉆探是一個較大的工程,所以應(yīng)對所選的地區(qū)、地貌進(jìn)行勘察,主要是搜集地區(qū)的地質(zhì)、礦產(chǎn)含量、地形等數(shù)據(jù)資料并進(jìn)行分析,在已有的材料基礎(chǔ)上進(jìn)行實地勘察,一般進(jìn)行工程地質(zhì)鉆探要避開地質(zhì)條件惡劣的環(huán)境地段。對周邊的建筑物的高度及地基的深度進(jìn)行測量,對不利信息進(jìn)行整合并分析,對于地殼變動產(chǎn)生的不良因素進(jìn)行考慮,并采取防護(hù)措施。工程地質(zhì)勘測能經(jīng)濟(jì)迅速的對工程目標(biāo)的地區(qū)進(jìn)行有效地勘察,并了解地區(qū)地質(zhì)情況,為工程施工提供有效數(shù)據(jù),并能有效地節(jié)約工程施工的資金,加快工程建設(shè)速度。
三、鉆探技術(shù)分析
地質(zhì)鉆探技術(shù)就是對地底進(jìn)行鉆孔,來獲取地下巖層中的巖石材料的一種方法,并根據(jù)材料進(jìn)行分析,來推斷地下礦物質(zhì)的含量,對于不同地區(qū)不同鉆探目的,鉆探裝備設(shè)施也是不同的,我國現(xiàn)有鉆探技術(shù)有很多種,都是根據(jù)我國不同地理環(huán)境研究出的方法,如空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)、潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)、氣動潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)、液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)、繩索取心鉆進(jìn)技術(shù)、定向?qū)泳@進(jìn)技術(shù)和新型的節(jié)水鉆進(jìn)技術(shù)等。
空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)是對干旱缺水等地巖層的鉆探,由于此技術(shù)沒有沖洗介質(zhì)漏失的問題,收集的材料較為完好,不僅解決了鉆孔嚴(yán)重漏失的問題,還提高了鉆探效率和科研分析的全面性。
潛孔錘反循環(huán)鉆進(jìn)技術(shù)是對較深區(qū)域水面高且壓力大的問題研究出的一種方法,是由空氣壓縮送到鉆孔底部,對底部進(jìn)行沖擊作用,從而使孔低的潛孔錘做功,而空氣作用后返回地面,并帶回一些巖屑,此種方法大大的提高了鉆進(jìn)速度,而且具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,同時還可以判斷處巖層的變化情況,適用于干旱地區(qū)。但是由于這種方法采集到的樣品為巖屑,無法全面的對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。并且在我國大部分地區(qū)得到了推廣和應(yīng)用,成為淺部地區(qū)巖層突破的首選。
液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)是對勘探較深、較為堅硬的巖層的一種技術(shù),這種技術(shù)我國的研究技術(shù)很發(fā)達(dá),使用沖洗液驅(qū)動液動潛孔錘,液動潛孔錘將力傳遞給鉆頭,由鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)工作,它取代了鋼粒鉆進(jìn)的方法,此種方法使得鉆進(jìn)速度大大的提高,而且節(jié)省了大量的材料,孔斜率大大降低。液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)適用于脆性大、巖層堅硬的地區(qū)液動錘的使用情況與液壓泥漿有很大關(guān)系,所以對泥漿的要求很高,只要應(yīng)用在金屬礦山、化工、石油、水電建材、地質(zhì)勘探等行業(yè)。
繩索取心鉆探技術(shù)是一種不需要鉆桿的技術(shù),這種技術(shù)是現(xiàn)在使用較為廣泛的一種方法,大大提高了采取巖石的質(zhì)量,提高了工作效率,節(jié)省了工作時間,增加了鉆頭的使用壽命。由于繩索取心鉆探技術(shù)的使用優(yōu)點很多,所以應(yīng)用廣泛,如石油天然氣、礦產(chǎn)鉆探、鉆探工程地質(zhì)、鉆探地?zé)岬取?/p>
除了上面幾種鉆探技術(shù),還有新型的節(jié)水鉆探技術(shù)是為了適應(yīng)干旱地區(qū)地質(zhì)研究的,是以超聲波技術(shù)制作金剛石鉆頭,大大的提高了生產(chǎn)效率,增加了鉆頭的使用壽命。
四、我國探礦工程的研究方向與發(fā)展趨勢
只有提升鉆探取樣技術(shù)的精確化和智能化,全面提高取樣鉆探技術(shù)的自動化水平。并將研究的重點和方向放在實際的工程和地質(zhì)災(zāi)害上,對人們和實際利益有益的方向上。做好定向巖心裝置和技術(shù)的開發(fā),做到探礦工程與鉆探取心技術(shù)的完美結(jié)合。 進(jìn)一步研究堅硬、復(fù)雜地層的探礦鉆探技術(shù),積極應(yīng)用和大力推廣繩索取心技術(shù)的應(yīng)用。 致力于地球科學(xué)的研究,加強(qiáng)對其鉆探工藝和鉆探設(shè)備的研究。 研究和發(fā)展超深孔鉆探技術(shù),為我國的地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)尋找的發(fā)展努力。研究新型的成孔材料和成孔工藝流程,進(jìn)一步推廣新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。針對不同功能和作用的鉆探井,需要按照先進(jìn)、便利、實用、經(jīng)濟(jì)的原則,進(jìn)行使用。
在勘查評價地質(zhì)資源、研究地球科學(xué)、治理災(zāi)害與環(huán)境、開發(fā)系能源等方面的工作是現(xiàn)在勘探工作的重點,工程地質(zhì)勘探對于百姓的生命財產(chǎn)安全尤為重要。隨著社會的發(fā)展,工程數(shù)量的不斷增加,工程地質(zhì)勘探越來越受到人們的重視,有關(guān)部門也加大了對工程地質(zhì)勘探的管理,工程地質(zhì)的勘探手段也越來越先進(jìn)。要想進(jìn)一步取得地質(zhì)工程的發(fā)展和突破,必須改變固有思想,全面提高鉆探技術(shù)的重要性和地位,更好的服務(wù)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多個領(lǐng)域。
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[3]王緒春;淮北市袁店深部勘探區(qū)煤炭普查9-2地質(zhì)孔施工工藝技術(shù)[J];地下水;2011年
作者簡介:
曹艷舉,1988年7月15日出生,男,漢,籍貫:黑龍江省拜泉縣,學(xué)歷:本科。