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論鉆探設備及技術創新應用的現實意義
目前,我國許多地質鉆探技術人員和工人缺乏施工操作經驗,其工作難度明顯加大了,下面是小編搜集整理的一篇相關論文范文,歡迎閱讀查看。
摘要:筆者多年從事鉆探工程的操作實踐工作,有機會熟練操作和接觸各類鉆探機械及最新鉆探技術于各種礦產勘查項目中,深刻體會到,充分利用當今最新鉆探設備及技術,為新時期我國地質找礦事業再立新功。
關鍵詞:鉆探設備;鉆探技術;礦產勘查;創新應用
1 鉆探設備及鉆探技術現狀
礦產資源緊缺的狀況已有目共睹,如何加強礦產勘查,保證礦產資源供給已迫在眉睫。經過幾十年地質工作者的不懈努力,如今表層礦床已經勘查和開發的差不多了,21世紀面臨的多為深層地段的探礦,這種深層礦層鉆探勘查對取心(樣)、鉆進速度、工程成本、安全防護等方面有更高的要求。對面深層礦產的勘查,除了理論支持以外,鉆探驗證至關重要。在系統勘探礦床的地質情況下,探明和圈定地下礦體的邊界線,了解礦產品質時,在配合地下坑探工程在深部大致了解礦床的延伸情況及礦床地質情況時,都離不開鉆探。鉆探工程一直是礦產勘查的重要技術方法之一,是直接從地下巖層獲取實物樣品的唯一途徑。但是應該看到,我國目前存在鉆探設備陳舊老化、技術方法落后、鉆探效率低等諸多問題。因此,加強礦產資源的勘探開發,大力推進鉆探技術與裝備的現代化,研究開發先進鉆探技術、裝備是十分迫切的。
2 鉆探設備及技術創新對策
(1)研發深孔全液壓動力頭巖心鉆機及配套設備
解決我國深部礦產勘查中的關鍵鉆探設備問題,形成具有我國自主知識產權的、先進的深孔全液壓動力頭巖心鉆探裝備系列,縮小我國巖心鉆機與國際先進水平的差距,實現我國巖心鉆探技術的跨越式發展。目前,許多國家已經普遍將這種第三代巖心鉆機運用于深層礦產勘查,深孔可達3000m,鉆進效率高。而我國現在廣泛運用的地質巖心鉆機還是第二代,即液壓立軸式巖心鉆機,且少有改良,明顯落后于時代。如廣西地礦局在某礦區先是運用國產立軸式鉆機,小時鉆探進尺僅1m左右,這類鉆機鉆進效率低下,后來采用國外進口的全液壓動力頭鉆機,在同樣條件下小時進尺則達3m多,鉆進效率提高了3倍。目前,歐美一些發達國家在這類機型的研制開發及應用上明顯領先于我們,我國今后一段時期地質勘查任務相當繁重,應當加快研究、開發自動化巖心鉆機的步伐。
(2)研發并大力推廣應用最新鉆探技術
目前,我國許多地質鉆探技術人員和工人缺乏施工操作經驗,不少人甚至對過去常規的鉆探操作,如金剛石鉆進與繩索取心技術都不會或掌握不好,也少有深孔鉆探技術經驗,其工作難度可想而知。。從被譽為鉆探技術第一次革命的金剛石繩索取心技術,到被列為第二次鉆探技術革命的反循環連續取心(樣)鉆探技術,從“八五”期間重大成果之一的空氣泡沫鉆探技術的推廣應用,到最近10年技術越來越成熟的受控定向鉆探技術及巖心定向技術的突破性進展,從中都能看到鉆探技術的一個個清晰的發展軌跡,但其中有一個重要的現實是,各種對各種鉆探新技術的研究及推廣運用在全國各地很不均衡。這其中有這樣或那樣的原因,在此不細究,只求對策。筆者認為,不管是企事業內部還是外部都需要產、學、研三者“結合”且需常“結合”,各方通力合作,創新運用已有鉆探技術于生產實踐當中,密切跟蹤及掌握最新鉆探技術及工藝,研究鉆探施工過程中的難題和困境有了成果再反哺生產實踐,研發和應用兩手抓兩手都要硬,以適應新形勢下在深層找礦時對鉆探技術的相應要求。
(3)加快培養高素質鉆探技術人員及先進鉆探設備的推廣應用
目前,我國許多地質鉆探技術人員和工人缺乏施工操作經驗,不少人甚至對過去常規的鉆探操作,如金剛石鉆進與繩索取心技術都不會或掌握不好,也少有深孔鉆探技術經驗,其工作難度可想而知。如廣西地礦局曾在桂北2個大型鉛鋅礦實施了2個750m的鉆孔,當鉆探超過300m地質結構變繁雜技術操作難度加大時,年輕的鉆工技術過不了關,只能請退休的老機班長來。試想一下,一個連常規的鉆探技術和設備都不能掌握的技術人員又怎能指望他去運用先進的鉆探裝備呢?新型的地質裝備技術含量高、價格昂貴,必須培養具有相應文化素質和實際工作經驗的技術人員和工人來掌握使用。
3 鉆探新技術在礦產勘查中的應用實例
(1)鉆探技術應用愈來愈專業化。其專業化主要呈兩種表現方式:第一,在礦種方面趨于專業化,如膨潤土礦鉆探、硅藻土鉆探、鋁土礦鉆探、砂礦鉆探、高嶺土礦鉆探、鹽并鉆探等。第二,在施工區域方面趨于專業化,如卵礫石層鉆探、黃土地區鉆探、水上鉆探、污染地區鉆探、河谷區鉆探、凍土層鉆探等。近年來我國加大投資力度向地質找礦勘查傾斜,特別加強鐵礦、煤炭的勘查,許多新技術的運用也更多地在這兩個領域得到實踐,如在煤炭勘查方面,已有大批勘察單位采用MRD鉆探技術,它可以取芯、可以在堅硬巖石里定向運動,先垂直向下,然后水平鉆進,按你的要求軌跡運行。簡單地說,如果有一個事先打好的孔,它可以摸到那個孔位。這種技術還在石油和天然氣勘察中得到廣泛運用,由此可見,其專業化在礦產勘查中的作用越來越明顯。
(2)眾所周知,在西部很多地區存在干旱缺水、地層破碎漏失的地質特性,鉆探施工時如果按傳統做法采用水作為循環液,那么施工過程中需要配備專門的供水車,而且要到很遠地方拉水,這樣一來成本非常高。僅供水的施工費用就占總施工費用的好幾成,即便同期采用了節水鉆探技術,因供水造成的成本高的狀況仍然難改觀。這類極端缺水地區鉆探的難題,直到開發了空氣組合新型鉆探技術才算是得以解決。它屬于非傳統節水鉆探方法的創新突破,充分利用空氣無處不在的特點,以空氣或僅消耗少量水的泡沫液作為循環介質,將當前先進高效的空氣鉆進與繩索取心鉆探技術有機結合起來,鉆探效率要比水鉆的鉆探效率高60%~100%,成本將降低到30%~50%。由此可見,新技術應用帶來的可觀經濟效益。
(3)在眾多膠結松散、振動易碎的地層中,歷來取心率很低,大概為10%~30%,傳統鉆具所取出的“巖心”,僅有幾個礫石而已,松散膠結物皆被沖蝕、磨損,往往使地層被誤判,上下層位被顛倒。這些問題多年來一直困擾著鉆探界的技術人員,直到研制出射流式雙管鉆具后才得以解決。此技術的應用,不但鉆探采心率大幅提高,而且能較完好地保持地層原狀的結構。用射流式取心工具采取的巖心為柱狀,采取率為90%以上,地質資料被完整地采取上來。多年的實踐證實,這項技術在這類地區的鉆探施工應用具有里程碑式的意義。
4 結束語
總之,為加強地質工作,實現地質勘查工作的要求,必須研發及應用當代最先進的鉆探技術與裝備,盡早使設備更新換代。采用最新的鉆探技術及工藝方法,提升礦產勘查的技術水平和經濟效益。
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