摘要：鉆探技術(shù)是取得地下實物、驗證地下信息、圈定礦體的唯一技術(shù)手段，因此鉆探技術(shù)的提高對提升探礦效果有重要作用。我國的鉆探技術(shù)與發(fā)達國家相比還有一定的差距，但是在不斷的發(fā)展中也取得了較好的成果。文章分別從繩索取心鉆探技術(shù)、液動潛孔錘鉆探技術(shù)、反循環(huán)鉆探技術(shù)和組合鉆探技術(shù)入手，分析了我國的鉆探技術(shù)對探礦效果提升的利處。

關(guān)鍵詞：鉆探技術(shù)；探礦效果；繩索取心鉆探技術(shù)；液動潛孔錘鉆探技術(shù) 文獻標識碼：A

中圖分類號：P634 文章編號：1009-2374（2016）36-0199-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.099

近幾年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，全世界范圍內(nèi)對礦物和金屬的需求都大幅度提升，全球的固體礦產(chǎn)開采也以每年超過20%的速度上漲，因此鉆探技術(shù)也隨著探礦和開采的發(fā)展而逐漸改革和完善。我國鉆礦技術(shù)的起步較晚，因此和發(fā)達國家相比還有一定的差距。改革開放以來，我國的鉆探技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)可以初步滿足社會的需求，為探礦提供了技術(shù)保障。

1 繩索取心鉆探技術(shù)

1.1 繩索取心鉆探技術(shù)的特點和使用范圍

繩索取心技術(shù)最早是美國將之引入到地質(zhì)的鉆探中，發(fā)展到20世紀80年代的時候，這種技術(shù)在鉆探行業(yè)已經(jīng)標準化，在探礦中發(fā)揮著重要的作用。在當時，美國和加拿大的繩索取心鉆探量已經(jīng)達到了鉆探總量的90%以上，由此可見繩索取心在鉆探和探礦中的重要性。我國在1976年的時候引入繩索取心技術(shù)，然后不斷完善，形成了自己的體系。

具體而言，繩索取心的技術(shù)特點主要體現(xiàn)在以下三個方面：（1）提高鉆進的效率。由于繩索取心技術(shù)不需要頻繁地把巖礦心容納管提升上來，因此就可以節(jié)省較多的時間，進而增加純鉆進時間，對鉆進效率的提升有著重大意義；（2）巖心采取率較高。巖礦堵塞的時候，利用繩索取心可以快速地進行打撈，減少了巖礦腐蝕，再加上鉆探柱的平穩(wěn)性，就會減少礦心的脫落，提高巖礦心采取率；（3）延長鉆頭使用壽命。傳統(tǒng)的鉆探方式會頻繁拆卸精鋼鉆頭，在此過程中會不可避免地產(chǎn)生磨損。因此利用繩索取心技術(shù)，在更換鉆頭的時候才會提起鉆頭，延長了精鋼鉆頭的使用壽命。

結(jié)合上述的繩索取心鉆探技術(shù)的特點，它適用的范圍主要是固體礦鉆探、天然氣鉆探、冰層鉆探、砂礦鉆探等。而且隨著繩索取心技術(shù)的進一步發(fā)展，其適用的范圍會更加廣泛，給探礦效果的提升提供保障。

1.2 繩索取心鉆探技術(shù)的探礦提升效果

繩索取心鉆探技術(shù)在1978年應(yīng)用到探礦行業(yè)后，對探礦效果的提升有著明顯的作用。（1）應(yīng)用這種技術(shù)極大地提升了探礦工程的質(zhì)量，工期也大幅度縮短；（2）這項技術(shù)還提升了鉆頭的使用壽命，鉆進效率也有較大程度的提升。不僅如此，這項技術(shù)應(yīng)用在探礦行業(yè)，還表現(xiàn)出了事故率較低、設(shè)備消耗低和勞動強度低的特點。因此應(yīng)用這項技術(shù)，在縮短工期、保護設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加了探礦的質(zhì)量和效果，有利于探礦的發(fā)展。

2 液動潛孔錘鉆探技術(shù)

2.1 液動潛孔錘鉆探技術(shù)的特點和使用范圍

液動潛孔錘鉆探技術(shù)在我國的發(fā)展比較完善，我國也是液動潛孔錘鉆探技術(shù)研究和應(yīng)用做到最好的國家之一。液動潛孔錘鉆探技術(shù)就是在傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆頭上增加沖擊能量，這個沖擊能量通過配套的設(shè)備實現(xiàn)。通過這項技術(shù)，鉆頭的運動方向就增加了，在鉆探的時候巖層受到的力也更多，可降低鉆探的難度，提升鉆探的效率。從本質(zhì)上來講，液動潛孔錘鉆探技術(shù)利用的就是巖層抗剪切的能力較大，但是承受沖擊力的能力較弱特點，這是鉆探技術(shù)的一次重大改革，對整個鉆探技術(shù)的提升有著深遠的影響。

根據(jù)液動潛孔錘鉆探技術(shù)的特點，它適用的范圍主要是脆性底層的鉆探，這種底層也可以最大化地發(fā)揮出液動潛孔錘鉆探技術(shù)的優(yōu)點。由于液動潛孔錘鉆探技術(shù)是在原設(shè)備的基礎(chǔ)上增加額外的配套設(shè)備來附加能量沖擊，所以大直徑淺孔的鉆探也適合用液動潛孔錘鉆探技術(shù)。但是在使用液動潛孔錘鉆探技術(shù)的時候要注意緊固件的放松，這也是液動潛孔錘鉆探技術(shù)的缺點所在，因為能量沖擊伴隨著振動，而高頻的振動往往使設(shè)備的零件松動。

2.2 液動潛孔錘鉆探技術(shù)的探礦提升效果

目前，液動潛孔錘鉆探技術(shù)在探礦行業(yè)的應(yīng)用極為廣泛，一些脆性的巖層都是利用液動潛孔錘鉆探技術(shù)進行探礦的鉆探，甚至不是脆性的巖層也會利用液動潛孔錘鉆探技術(shù)進行探礦的工程。因為液動潛孔錘鉆探技術(shù)的能量振動會提升鉆進效率，大幅度縮短工期，這對探礦工程有著重要的意義。

在進行一些硬質(zhì)金屬礦的勘探和開采時，往往要耗費大量的人力和物力，即便如此，取得的效果也并不明顯，鉆進效率會受到很大的影響，工期被大大延長。但是在使用液動潛孔錘鉆探技術(shù)后，就很好地解決了這個問題，雖然對金鋼鉆頭的損害較大，但是在相對很短的時間內(nèi)就可以完成探礦的工作，這對探礦效果提升的重要性不言而喻。

3 反循環(huán)鉆探技術(shù)

3.1 反循環(huán)鉆探技術(shù)的特點和使用范圍

反循環(huán)鉆探技術(shù)可以分為空氣反循環(huán)和水力反循環(huán)兩種，空氣反循環(huán)利用壓縮空氣為介質(zhì)，將壓縮空氣通過雙壁鉆桿運送到孔底，然后驅(qū)動孔底潛孔錘向下鉆進，用來驅(qū)動孔底潛孔錘運動的氣體再攜帶巖石碎屑經(jīng)過雙壁鉆桿的中心通道向上返回地面，最后采用這些經(jīng)空氣攜帶上來的巖屑作為樣品，送到檢測中心去化驗分析。這種鉆探取樣的方法具有成本低、效率高、適用于干旱缺水的區(qū)域施工等優(yōu)點。但由于這種鉆探取樣的方法以全面破碎的巖屑作為樣品，而巖屑不能真實完整地反映出所鉆地層的結(jié)構(gòu)特點和構(gòu)造上的缺陷，所以，在某種程度上，這種方法不能準確地反映出地質(zhì)結(jié)構(gòu)。水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探技術(shù)通常用清水或泥漿作為介質(zhì)來進行循環(huán)使用，將循環(huán)介質(zhì)通過雙壁鉆桿運送至孔底，再通過內(nèi)管中心通道將取心鉆頭內(nèi)部形成的柱狀巖心運送至地面。該種鉆探方法具有取心質(zhì)量好、判層工作及時、勞動強度低的優(yōu)點，但其效率相比空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探法較低。綜上可知，為了大大提高鉆探的效率，應(yīng)該將兩種鉆探方法結(jié)合在一起，使用一套雙壁鉆桿來進行驅(qū)動，結(jié)合輔助器具，實現(xiàn)綜合鉆探效率的提升。

根據(jù)反循環(huán)鉆探技術(shù)的特點可知，它可以適用于地質(zhì)勘探取樣、水井勘察與施工、松軟地層中爆破孔成孔、各種復(fù)雜地層中的錨固孔、注漿孔施工等場合，下面結(jié)合其中的兩項進行說明。水井勘察與施工的循環(huán)介質(zhì)為空氣，鉆頭鉆進地下的過程中，施工人員可根據(jù)巖樣上返潮的程度來判斷鉆頭是否進入了水層，如果孔口處返水量逐漸增大，則說明鉆頭進入水層的深度增加了，當鉆頭穿過水層后，返水量逐漸趨于穩(wěn)定，通過這些現(xiàn)象進而可以較為準確地判斷出水層的深度和位置。松軟地層中爆破孔成孔，該種地層在成孔之后往往難以裝藥，使用反循環(huán)鉆探技術(shù)可以通過雙壁鉆桿鉆進，待孔成形后將藥從內(nèi)管中倒入孔中，然后再將雙壁鉆桿取出，該方法既能提高成孔效率，又能保證藥成功裝入。

3.2 反循環(huán)鉆探技術(shù)的探礦提升效果

通過許多鉆探生產(chǎn)實踐表明，反循環(huán)鉆探技術(shù)在野外鉆探生產(chǎn)實踐中具有較高的工作效率，因此它在野外鉆探的應(yīng)用較為廣泛，除了應(yīng)用于固體礦產(chǎn)的勘探外，在石油物探爆破孔、工程地質(zhì)施工、水文地質(zhì)勘探孔、通風(fēng)孔、軟弱地基處理等工作場合反循環(huán)鉆探技術(shù)也能帶來良好的經(jīng)濟效益，且具有較好的推廣前景。但在近幾年，反循環(huán)鉆探技術(shù)在地質(zhì)找礦探礦中使用極少，在這一工作領(lǐng)域該技術(shù)還有待進一步的完善和推廣。

4 組合鉆探技術(shù)

4.1 組合鉆探技術(shù)的特點和使用范圍

組合鉆探技術(shù)是一種綜合型鉆探技術(shù)，它將金剛石繩索取心、空氣反循環(huán)連續(xù)取樣及水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探的優(yōu)點結(jié)合在一起，研發(fā)出了一種同時滿足以上三種鉆探工藝的組合鉆探工藝。繩索取心鉆探技術(shù)鉆進效率高，鉆頭使用壽命較長，但其鉆進效率和時間利用率較低；采用液動潛孔錘鉆探技術(shù)工作時能量沖擊較大并伴隨著振動，高頻的振動往往使設(shè)備的零件松動，而且鉆頭的磨損較為嚴重；空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)是以全面破碎的巖屑作為地質(zhì)樣品，因此該工藝不能完全客觀地反映所鉆地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。組合鉆探工藝將一套雙壁鉆桿、一臺鉆機以及相關(guān)輔助器具根據(jù)所鉆探的地質(zhì)和地層結(jié)構(gòu)要求，通過不同的組合形式，分別完成以上三種鉆探工藝，不僅使鉆探成本降到最低，而且能提高鉆探效率。

組合鉆探工藝的特點是同時具備三種鉆探技術(shù)的優(yōu)點，因此它的適用范圍也更為廣泛，工作環(huán)境一般較差?？諝夥囱h(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)常用于取心困難的地質(zhì)地層找礦勘探、老礦區(qū)外圍擴展勘探取樣鉆探施工以及干旱缺水的施工環(huán)境。水力反循環(huán)連續(xù)取心適合于地下水的鉆探施工，鉆探深度為300～500m。相比前兩項技術(shù)繩索取心鉆探技術(shù)的鉆探深度較大，可用于深層鉆探施工取樣。

4.2 組合鉆探技術(shù)的探礦提升效果

組合鉆探技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，在我國新疆、青海、貴州等地區(qū)得到了較為廣泛的應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)的鉆探技術(shù)，組合鉆探技術(shù)不僅能有效地縮短工作周期，還能大大降低工作成本，目前，該技術(shù)在國內(nèi)地質(zhì)鉆探施工場地具有良好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語

礦產(chǎn)資源是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的重要依靠，近幾年，我國一直不斷開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，伴隨著開礦探礦的需求，鉆探技術(shù)也迅速地發(fā)展起來，雖然我國的鉆探技術(shù)相比以往已經(jīng)有了很大的進步，但和一些發(fā)達國家的鉆探技術(shù)相比仍有待提高，發(fā)展鉆探技術(shù)已成為提升探礦效果最有效的途徑。目前，我國應(yīng)用較為廣泛的鉆探技術(shù)分別是繩索取心鉆探技術(shù)、液動潛孔錘鉆探技術(shù)、反循環(huán)鉆探技術(shù)和組合鉆探技術(shù)，其中組合鉆探技術(shù)結(jié)合了另外三種技術(shù)的優(yōu)點，應(yīng)用范圍最廣，研發(fā)鉆探技術(shù)的目的是更好地保障探礦開礦的順利進行，鉆探的技術(shù)水平越高，施工的效率就越高，施工時間也會隨之變短。

參考文獻

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作者簡介：魏宏焓（1987-），男，廣西賀州人，廣西岑溪市龍灣礦業(yè)有限責(zé)任公司地質(zhì)助理工程師，研究方向：礦山的地質(zhì)技術(shù)及安全生產(chǎn)管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）