淺析工程地質勘探中的鉆探技術

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，我國的科學技術水平得到了很大的進步，工程地質勘探技術也得到了很大的發展，鉆探技術作為地質勘探的一種重要手段，被廣泛應用，可以直接的在底下巖層中獲得地下物質，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。隨著地球地質的變化和氣候的變化，地質勘探越來越被人們重視，對于地球和能源物質的分析也有很大的作用。

關鍵詞：工程 地質 勘探 鉆探 技術

一、工程地質勘探的發展

工程地質勘探是利用機械工具對地下的物質結構進行采樣分析，在地質比較復雜的地區，只看表面的地質情況無法反應出整體的地質情況，這就要對地下進行深入的勘探，中國國土面積和海洋面積廣闊，礦產資源豐富，在地質勘探過程中，為了查明地下物質的形態、深度、規模、結構和含量主要應用鉆探技術和坑探技術，由于坑探技術成本高、工期長，所以鉆探就得到了廣泛應用，鉆探技術是在預定的地點利用鉆探設備向地下鉆深，采取地下的巖石樣本和水樣，進行具體的分析。中國煤炭事業發展迅速，這主要依靠地質勘探技術進行對礦物質的勘查，同時在物探、水文地質、工程地質、古生物鑒定、航空測量等方面鉆探技術也應用廣泛。

早期的鉆探技術是根據地質巖層的問題，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出以金剛石為鉆頭，進行繩索取心金剛石鉆進技術，取得了豐碩的成果，有效地促進地質勘探技術的發展。繩索取心金剛石鉆進技術得到了完善和發展，這要求有良好的配套的工藝設備，加強工作生產的實施。鉆頭作為鉆頭技術的重要組成部分，其好壞直接影響著鉆探進度的進行，九十年代以后，技術人員根據不同的勘探區域的不同巖層進行研究和分析，研制和推廣了以天然、人造、聚晶、復合片等類型的鉆頭，來滿足地質勘探的需要。

二、工程地質鉆探的主要特點

在不同的工程地質條件或不同類型的建筑物，只要能布置勘探施工設備，應注意要結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備即可，鉆孔的目的是查明地區的地質結構、水文條件、巖層結構。工程地質鉆探對鉆孔的結構、鉆進的方法、鉆進深度等都有很大的要求。工程地質鉆探技術主要是為了工程建筑的設計和施工而工作，在工程地質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格。工程地質鉆探與坑探相比不受地形和地質的約束，而且鉆探精度高、不受地下水限制、鉆探深度深、鉆探速度快、鉆探時間短等優點。

工程地質鉆探是一個較大的工程，所以應對所選的地區、地貌進行勘察，主要是搜集地區的地質、礦產含量、地形等數據資料并進行分析，在已有的材料基礎上進行實地勘察，一般進行工程地質鉆探要避開地質條件惡劣的環境地段。對周邊的建筑物的高度及地基的深度進行測量，對不利信息進行整合并分析，對于地殼變動產生的不良因素進行考慮，并采取防護措施。工程地質勘測能經濟迅速的對工程目標的地區進行有效地勘察，并了解地區地質情況，為工程施工提供有效數據，并能有效地節約工程施工的資金，加快工程建設速度。

三、鉆探技術分析

地質鉆探技術就是對地底進行鉆孔，來獲取地下巖層中的巖石材料的一種方法，并根據材料進行分析，來推斷地下礦物質的含量，對于不同地區不同鉆探目的，鉆探裝備設施也是不同的，我國現有鉆探技術有很多種，都是根據我國不同地理環境研究出的方法，如空氣泡沫鉆進技術、潛孔錘反循環鉆進技術、氣動潛孔錘鉆進技術、液動沖擊回轉鉆進技術、繩索取心鉆進技術、定向對接井鉆進技術和新型的節水鉆進技術等。

空氣泡沫鉆進技術是對干旱缺水等地巖層的鉆探，由于此技術沒有沖洗介質漏失的問題，收集的材料較為完好，不僅解決了鉆孔嚴重漏失的問題，還提高了鉆探效率和科研分析的全面性。

潛孔錘反循環鉆進技術是對較深區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速度，而且具有較高的經濟效益，同時還可以判斷處巖層的變化情況，適用于干旱地區。但是由于這種方法采集到的樣品為巖屑，無法全面的對地質結構進行分析。并且在我國大部分地區得到了推廣和應用，成為淺部地區巖層突破的首選。

液動沖擊回轉鉆進技術是對勘探較深、較為堅硬的巖層的一種技術，這種技術我國的研究技術很發達，使用沖洗液驅動液動潛孔錘，液動潛孔錘將力傳遞給鉆頭，由鉆頭進行鉆進工作，它取代了鋼粒鉆進的方法，此種方法使得鉆進速度大大的提高，而且節省了大量的材料，孔斜率大大降低。液動沖擊回轉鉆進技術適用于脆性大、巖層堅硬的地區液動錘的使用情況與液壓泥漿有很大關系，所以對泥漿的要求很高，只要應用在金屬礦山、化工、石油、水電建材、地質勘探等行業。

繩索取心鉆探技術是一種不需要鉆桿的技術，這種技術是現在使用較為廣泛的一種方法，大大提高了采取巖石的質量，提高了工作效率，節省了工作時間，增加了鉆頭的使用壽命。由于繩索取心鉆探技術的使用優點很多，所以應用廣泛，如石油天然氣、礦產鉆探、鉆探工程地質、鉆探地熱等。

除了上面幾種鉆探技術，還有新型的節水鉆探技術是為了適應干旱地區地質研究的，是以超聲波技術制作金剛石鉆頭，大大的提高了生產效率，增加了鉆頭的使用壽命。

四、我國探礦工程的研究方向與發展趨勢

只有提升鉆探取樣技術的精確化和智能化，全面提高取樣鉆探技術的自動化水平。并將研究的重點和方向放在實際的工程和地質災害上，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的開發，做到探礦工程與鉆探取心技術的完美結合。 進一步研究堅硬、復雜地層的探礦鉆探技術，積極應用和大力推廣繩索取心技術的應用。 致力于地球科學的研究，加強對其鉆探工藝和鉆探設備的研究。 研究和發展超深孔鉆探技術，為我國的地質勘探和礦產尋找的發展努力。研究新型的成孔材料和成孔工藝流程，進一步推廣新材料、新技術的應用。針對不同功能和作用的鉆探井，需要按照先進、便利、實用、經濟的原則，進行使用。

在勘查評價地質資源、研究地球科學、治理災害與環境、開發系能源等方面的工作是現在勘探工作的重點，工程地質勘探對于百姓的生命財產安全尤為重要。隨著社會的發展，工程數量的不斷增加，工程地質勘探越來越受到人們的重視，有關部門也加大了對工程地質勘探的管理，工程地質的勘探手段也越來越先進。要想進一步取得地質工程的發展和突破，必須改變固有思想，全面提高鉆探技術的重要性和地位，更好的服務于我國經濟發展等多個領域。

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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，學歷：本科。