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摘要:进入新世纪以来,科技水平的快速发展推动着地质勘探技术的不断提升,在地质勘探过程中地质钻探技术发挥着非常重要的价值,在应用中受到人们的高度认可,应用地质钻探技术可以大大提高找矿和探矿效益与质量,提高钻探技术的地位,以此为工程地质勘探工作提供更好的服务。本文主要对工程地质勘探中的钻探技术进行浅谈,以期为相关人士提供借鉴与参考意义。
关键词:工程;地质勘探;钻探技术
1 工程地质钻探的主要特点
对于不同工程的地质条件或者不同类型建筑物,只需要对勘探设备进行布置,在布置中需要与工程使用情况、特点以及自然条件等因素相结合。在地质勘探中除了一部分规模大的水利工程和地下隧道,其他工程的钻孔深度都比较浅,对此就只需要采用一些操作工序简单、便利的设备就可以,开展钻孔施工的目的是为了查明地区的地质结构、水文条件以及岩层结构等,同时工程地质钻探对钻孔结构、方法以及深度等都提出了更大的要求,该项技术的应用主要是为了工程建筑设计和工作而工作,在工程地质钻探过程中对岩石采集提出了更为严格的要求,对工程建筑物断层破碎和夹层采集要求也非常严格。与坑探技术相比,地质钻探技术不受到地形和地质的约束,且钻探精度比较高,不受到地下水的限制,且具备钻探深度比较深、速度较快以及时间短等优势。
工程地质钻探是一项工程量较大的工程,所以需要全面的勘察对应的地区和地形地貌,目的是对地区的地质、矿产含量以及地形地貌等数据资料进行前面的分析,并且在已经掌握材料的基础上深入到现场进行实地勘察。一般来说,开展地质钻探时候要尽可能的避开地质条件恶劣的地段,测量四周建筑物高度和深度,整合与分析一些不良纤细,充分考虑地壳变化引起的不良因素,还需要采取一些措施给予防护。除此之外,工程地质勘測可以快速有效的对工程目标进行勘察,对各个区域的地质情况进行了解,以此为工程施工提供一些有效数据,达到节约工程施工成本、加快建设进度的目的。
2 工程地质勘探中的钻探技术的应用
2.1 绳索取芯钻探技术
进行工程地质勘探工作的时候,此技术是通过使用钻杆把岩芯管插入到岩石当中,若是岩芯管填充满或者钻杆有一些问题存在,则可以直接使用打捞绳来取出岩芯管,提取岩芯。其具备以下几个方面的优势:一是钻探技术使用了打捞工具与岩芯管,其不需要将钻杆取出来,这就一定程度降低了钻具升降时间的浪费,使得钻探全过程更为简单快捷,钻孔速度和效率更高。二是钻孔深度比较浅,岩芯质量比较高,且对劳动力要求不高,所以在开展钻探工作时,这一钻探技术既要采用特别制作的打捞工具把钻杆柱内部的岩芯管取出来就可以,从而降低了工作难度,节约了大量的工作时间。
2.2 液动潜孔锤钻探技术
通过许多年的发展与研究,在我国液动潜孔锤钻探技术取得了非常显著的成就,研究成果在全球范围内占据主导地位,该项技术的工作原理是通过利用冲洗液进行液动潜孔锤冲击的时候,液动潜孔锤会把这一部分的力量传递给钻头,使得钻头将岩石击破,为岩芯的采集带来方便。进行冲洗液输送的时候,泥浆泵是经常使用的工具,泥浆泵在运行过程中冲洗液具备节奏感,可以使得钻头规律的运行,产生冲击负荷,一定程度提高钻工效率,节约大量的成本投入,该项技术广泛应用于岩石层硬度比较高、抗剪力比较强的区域,可以对复杂地质条件下不能保证钻孔质量问题进行有效解决。
2.3 反循环钻探技术
该项技术主要包括空气反循环、水力反循环两种钻探方式,其中空气反循环就是采用压缩空气,利用钻杆外侧输入到钻孔底部,当空气释放的时候就会形成冲击,且把钻孔底部底部的潜孔锤送入到地面,回去岩芯,该项技术具备较低的劳动强度、较低的成本投入等优势,还可以对钻探效率进行提高,在干旱地质的勘探过程中较为适用,但是这种方式工作人员不能够对地层结构和地质各种类型的问题进行准确的掌控。水力反循环选择的介质为水或泥浆,工作原理与空气反循环相同,此方式可以很大程度降低对岩芯的破坏,提高地质勘探的准确性,可是其也有一些劣势,如在施工中施工工期较长,能耗较大,工作效率较低,成本投入较高。
2.4 空气泡沫钻进技术
关于空气泡沫钻进技术,该项技术主要是针对干旱缺水的地岩层进行钻探,因为该项技术没有出现冲洗介质漏失问题,且搜集的材料完整,既可以对钻孔较为严重的漏失问题进行解决,还可以确保钻探效率提高,科研分析更为全面。
2.5 液动冲击回转钻进技术
这是一种勘探深度比较深,岩层比较坚硬的技术,这种技术在我国研究技术方面非常发达,主要是利用冲洗液驱动液动潜孔锤,且利用液动潜孔锤将力量传递给钻头,由钻头开展钻进工作,其可以有效地替代钢粒钻进,此技术可以很大程度提高钻进速度,很大程度节约材料,使得孔斜率很大程度的降低。此技术主要适用于脆性大、岩层坚硬的地区,且液动锤使用情况与液压泥浆有着密切的联系,所以对泥浆提出了更为严格的要求,可以应用于金属矿山、化工以及石油、地质勘探等领域中。
3 我国探矿工程的研究方向与发展趋势
为了确保我国探矿工程得以快速的发展,需要不断提升钻探取样技术的精准度和智能化,全方面的提高取样钻探技术自动化的发展水平,还需要将研究的重点和方向放在工程和地质灾害、人们的利益有利的方面上,同时还实施好定向岩芯装置和技术的开发,确保探矿工程与钻探取心技术有效的结合在一起,对坚硬、复杂地层的探矿钻探技术进行研究分析,从而积极有效地推广绳索取心技术,还需要对地球科学进行研究,从而强化对钻探工艺和钻探设备的研究。另一方面,在工程地质勘探中勘查评价地质资源、治理灾害与环境以及开发能源等是重点任务,与人们的人身安全和财产非常十分紧密的关系,当前随着社会的进一步发展,工程数量正在日益增加,工程地质勘探受到人们的高度重视,相关部门也加大了对工程地质勘探的管理,使得勘探手段更为先进,要想地质工程得以更加全面的发展和突破,务必要对固有的思想进行改变,全方面的提高钻探技术的重要作用与地位,以此为我国经济的快速发展提供更好的服务。
4 结语
综上所述,开展工程地质勘探过程中钻探技术工艺呈现出复杂性、多样化的特征,且涉及的广泛非常广泛,所以进行地质勘察工作时需要结合实际情况,选择适合的钻探技术,从而实现良好的效果,作为工作人员要对钻探技术的相关知识进行全面熟练的掌握,使得工作人员的技能和素质更为专业,从而推动我国钻探技术更加全面和持续的发展。
参考文献:
[1]霍峰森.地质工程勘察中钻探技术的方法以及具体应用[J].西部探矿工程,2018,30(5):129-130.
[2]罗康平,熊志文. 工程地质勘探中的钻探技术应用探析[J]. 科技风,2019(18):116-117.
[3]梁彦. 地质勘察中钻探技术的方法以及应用探讨[J]. 西部资源,2019(04):91-92.
(作者单位:黔西南州兴源水利电力勘察设计有限公司)
关键词:工程;地质勘探;钻探技术
1 工程地质钻探的主要特点
对于不同工程的地质条件或者不同类型建筑物,只需要对勘探设备进行布置,在布置中需要与工程使用情况、特点以及自然条件等因素相结合。在地质勘探中除了一部分规模大的水利工程和地下隧道,其他工程的钻孔深度都比较浅,对此就只需要采用一些操作工序简单、便利的设备就可以,开展钻孔施工的目的是为了查明地区的地质结构、水文条件以及岩层结构等,同时工程地质钻探对钻孔结构、方法以及深度等都提出了更大的要求,该项技术的应用主要是为了工程建筑设计和工作而工作,在工程地质钻探过程中对岩石采集提出了更为严格的要求,对工程建筑物断层破碎和夹层采集要求也非常严格。与坑探技术相比,地质钻探技术不受到地形和地质的约束,且钻探精度比较高,不受到地下水的限制,且具备钻探深度比较深、速度较快以及时间短等优势。
工程地质钻探是一项工程量较大的工程,所以需要全面的勘察对应的地区和地形地貌,目的是对地区的地质、矿产含量以及地形地貌等数据资料进行前面的分析,并且在已经掌握材料的基础上深入到现场进行实地勘察。一般来说,开展地质钻探时候要尽可能的避开地质条件恶劣的地段,测量四周建筑物高度和深度,整合与分析一些不良纤细,充分考虑地壳变化引起的不良因素,还需要采取一些措施给予防护。除此之外,工程地质勘測可以快速有效的对工程目标进行勘察,对各个区域的地质情况进行了解,以此为工程施工提供一些有效数据,达到节约工程施工成本、加快建设进度的目的。
2 工程地质勘探中的钻探技术的应用
2.1 绳索取芯钻探技术
进行工程地质勘探工作的时候,此技术是通过使用钻杆把岩芯管插入到岩石当中,若是岩芯管填充满或者钻杆有一些问题存在,则可以直接使用打捞绳来取出岩芯管,提取岩芯。其具备以下几个方面的优势:一是钻探技术使用了打捞工具与岩芯管,其不需要将钻杆取出来,这就一定程度降低了钻具升降时间的浪费,使得钻探全过程更为简单快捷,钻孔速度和效率更高。二是钻孔深度比较浅,岩芯质量比较高,且对劳动力要求不高,所以在开展钻探工作时,这一钻探技术既要采用特别制作的打捞工具把钻杆柱内部的岩芯管取出来就可以,从而降低了工作难度,节约了大量的工作时间。
2.2 液动潜孔锤钻探技术
通过许多年的发展与研究,在我国液动潜孔锤钻探技术取得了非常显著的成就,研究成果在全球范围内占据主导地位,该项技术的工作原理是通过利用冲洗液进行液动潜孔锤冲击的时候,液动潜孔锤会把这一部分的力量传递给钻头,使得钻头将岩石击破,为岩芯的采集带来方便。进行冲洗液输送的时候,泥浆泵是经常使用的工具,泥浆泵在运行过程中冲洗液具备节奏感,可以使得钻头规律的运行,产生冲击负荷,一定程度提高钻工效率,节约大量的成本投入,该项技术广泛应用于岩石层硬度比较高、抗剪力比较强的区域,可以对复杂地质条件下不能保证钻孔质量问题进行有效解决。
2.3 反循环钻探技术
该项技术主要包括空气反循环、水力反循环两种钻探方式,其中空气反循环就是采用压缩空气,利用钻杆外侧输入到钻孔底部,当空气释放的时候就会形成冲击,且把钻孔底部底部的潜孔锤送入到地面,回去岩芯,该项技术具备较低的劳动强度、较低的成本投入等优势,还可以对钻探效率进行提高,在干旱地质的勘探过程中较为适用,但是这种方式工作人员不能够对地层结构和地质各种类型的问题进行准确的掌控。水力反循环选择的介质为水或泥浆,工作原理与空气反循环相同,此方式可以很大程度降低对岩芯的破坏,提高地质勘探的准确性,可是其也有一些劣势,如在施工中施工工期较长,能耗较大,工作效率较低,成本投入较高。
2.4 空气泡沫钻进技术
关于空气泡沫钻进技术,该项技术主要是针对干旱缺水的地岩层进行钻探,因为该项技术没有出现冲洗介质漏失问题,且搜集的材料完整,既可以对钻孔较为严重的漏失问题进行解决,还可以确保钻探效率提高,科研分析更为全面。
2.5 液动冲击回转钻进技术
这是一种勘探深度比较深,岩层比较坚硬的技术,这种技术在我国研究技术方面非常发达,主要是利用冲洗液驱动液动潜孔锤,且利用液动潜孔锤将力量传递给钻头,由钻头开展钻进工作,其可以有效地替代钢粒钻进,此技术可以很大程度提高钻进速度,很大程度节约材料,使得孔斜率很大程度的降低。此技术主要适用于脆性大、岩层坚硬的地区,且液动锤使用情况与液压泥浆有着密切的联系,所以对泥浆提出了更为严格的要求,可以应用于金属矿山、化工以及石油、地质勘探等领域中。
3 我国探矿工程的研究方向与发展趋势
为了确保我国探矿工程得以快速的发展,需要不断提升钻探取样技术的精准度和智能化,全方面的提高取样钻探技术自动化的发展水平,还需要将研究的重点和方向放在工程和地质灾害、人们的利益有利的方面上,同时还实施好定向岩芯装置和技术的开发,确保探矿工程与钻探取心技术有效的结合在一起,对坚硬、复杂地层的探矿钻探技术进行研究分析,从而积极有效地推广绳索取心技术,还需要对地球科学进行研究,从而强化对钻探工艺和钻探设备的研究。另一方面,在工程地质勘探中勘查评价地质资源、治理灾害与环境以及开发能源等是重点任务,与人们的人身安全和财产非常十分紧密的关系,当前随着社会的进一步发展,工程数量正在日益增加,工程地质勘探受到人们的高度重视,相关部门也加大了对工程地质勘探的管理,使得勘探手段更为先进,要想地质工程得以更加全面的发展和突破,务必要对固有的思想进行改变,全方面的提高钻探技术的重要作用与地位,以此为我国经济的快速发展提供更好的服务。
4 结语
综上所述,开展工程地质勘探过程中钻探技术工艺呈现出复杂性、多样化的特征,且涉及的广泛非常广泛,所以进行地质勘察工作时需要结合实际情况,选择适合的钻探技术,从而实现良好的效果,作为工作人员要对钻探技术的相关知识进行全面熟练的掌握,使得工作人员的技能和素质更为专业,从而推动我国钻探技术更加全面和持续的发展。
参考文献:
[1]霍峰森.地质工程勘察中钻探技术的方法以及具体应用[J].西部探矿工程,2018,30(5):129-130.
[2]罗康平,熊志文. 工程地质勘探中的钻探技术应用探析[J]. 科技风,2019(18):116-117.
[3]梁彦. 地质勘察中钻探技术的方法以及应用探讨[J]. 西部资源,2019(04):91-92.
(作者单位:黔西南州兴源水利电力勘察设计有限公司)