1、1关于深部地质钻探找矿技术的研究摘要随着我国对矿产资源的需求量大大增加，地质钻探找矿技术取得了一定的发展。然而随着露天和地表矿产的开采殆尽，深部地质钻探成为必然。在探测中，我们可以借用比较成熟的地质理论，最先进的物化探方法、遥感技术等，但是第一手资料的获得仍然离不开钻探取样技术。本文就地质钻探找矿技术的现状进行了简单描述，分析了深部钻探存在的问题，并且给出了相应的策略。 关键词地质钻探；找矿技术；深部 Abstract:as Chinas demand for mineral resources is greatly increased, geological drilling prospec
2、ting technology has achieved certain development. However, with the surface and surface mining away, deep geological drilling has become an inevitable. In detection, we can borrow the geological theory of mature, geophysical and geochemical methods, the most advanced remote sensing technology to obt
3、ain first-hand information, but still can not be separated from the sample drilling technology. Present situation of the geological drilling prospecting technology is briefly described, analyzed the existing problems of deep drilling, and the corresponding strategies 2Keywords:geological drilling; d
4、eep prospecting technology; 中图分类号：TD8 文献标识码：A 随着工业化程度的不断加剧，全世界都已基本成为资源消耗性经济，因此现有的露天和地表矿产的开采殆尽，深部地质钻探找矿成为必然。深度找矿是相对而言的，它既指现有矿山的深部和外围找矿,也包括在一些有利成矿区带中对已发现矿床的深部勘查。深部矿床地质构造的多样性，给勘探造成了难度，也对深部钻探提出了更高的要求，因此深部找矿的瓶颈是深度钻探取样技术的局限。 一、深部地质钻探现状 我国国土面积相对较大，覆盖各种地形地貌，地质构造也较为复杂。从目前探明矿产资源情况来看，其分布在全国各地比较广泛。据估计，其探明储量仅为总量
5、的三分之一左右，因此其后备潜力较大。受技术的限制，我国已经开采和利用的矿产多为露天和地表矿产。在勘探工作中，也只是将勘探深度聚焦在地表五百米以上。在西方国家其勘探找矿的平均深度已经深入地表一千米左右。因此可以说是，我国的深部钻探找矿技术刚刚起步。因此随着深度的不断加大，所面临的问题会越凸显。 从目前深部地质钻探的实施来看，其主要问题有：钻探设备仍保持在原有浅部钻探基础上，没有加大投入进行更换；钻探队伍人才匮乏，钻探队伍中级技术人员缺失严重，一线施工人员素质较低。这就造成了难有新技术的突破；技术创新机制缺失，使得对于复杂地层的钻探技术3没有突破，单纯依靠技术引进，给推广造成障碍；钻探队伍管理粗放
6、，管理层、生产层结合不紧密，缺少高效率的体制保障；整个行业缺少技术创新人员，难以带动整个产业的迅猛发展；现场的设备、施工管理缺少规范性和体系化，严重影响成本控制和计划推进。 二、目前钻探技术介绍 （一） 金刚石绳索取心技术 金刚石绳索取心技术在 60 年前发明并推广使用，目前也是应有最广泛和综合效果最好的钻探技术。上世纪 70 年代，我国开始应用该技术。但就目前情况看，其应用广度和深度都存在很大的局限。国产的绳索取芯钻具在材料和加工工艺上存在很多不足，致使在使用过程中，极易折断和脱扣。无法实现千米级别的钻探需求。因此，目前利用此方法完成工作量不足全部固体矿产岩心钻探量的百分之三十。为实现深部找
7、矿，我国一般采用内径可以通过钻具内管的普通钻杆来实现，这样就加大了钻孔的工作量。另外，我国所制造的金刚石钻头在使用寿命上不足四十米，远远不如世界先进水平，致使其成本大幅提升，这也限制了技术的推广。 （二） 反循环连续取样(心)钻探技术 反循环连续取样(心)钻探技术其核心就是利用压缩空气作为介质，通过双壁钻杆冲击将岩石粉碎作为地质样品，在钻探过程中，岩屑会被高速气流通过钻杆带至地面，并按照顺序收集供地质化验分析。虽然该技术取样并非传统的柱状岩心，但是其地质样品经过大量的施工经验证明，其完全能够达到确定样品深度，厚度，品位等物化参数的要求。并4且该技术的钻探速度比一般钻取柱状岩石要快 5-10 倍
8、。不过由于需要使用特殊的双壁钻杆，因此在我国推广收到阻力。 （三） 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术 受控定向钻探技术是一种能够使钻孔轨迹按照指定方向前行的特殊钻探技术，该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。目前我国已经在该项技术上处于国际先进水平，并且技术已经应用于矿产的开采。改技术的优点就是能够到达一般钻孔不能到达的勘探部位，并且能够在坑道内以及陡斜矿体中进行勘探，其工作量和费用会大幅度降低。该技术的缺点就是在定向造斜段无法连续取心。 三、解决深部地质钻探找矿技术的对策 （一） 在岩心钻探设备方面 1、第三代钻机的研制，引进石油钻井行业的技术和思路，研发出适用于岩
9、心钻探的深度钻机，可以使用液压为主动力。 2、加快坑道钻探设备的能力、功能的提升。在现有矿山区域进行深度矿产勘探中，可以直接利用既有的数百米深的地下坑道或开采区，这样就无需对原有深度进行重新钻探，能够充分进行深部勘探，大量节约了不必要的钻探费用和时间。坑道钻探设备需要实现机电液一体化，并且能够有三百至千米级别的产品系列，以达到需求。 3、加快先进岩心钻探设备的推广。设备的研制是技术的开始，必须将设备进行推广，批量化生产才能够到达产业化的目的，才能够实现产业的整体提升，同时产业化形成后才能支持技术和产品的进一步升级、改造。现在，国内已经个别机构在全液压动力头式钻机上取得了一些成5绩，其 2000
10、m 全液压顶驱岩心钻机和 KD-1000 型坑道钻机也在积极地进行项目申报，但整体来看，仍需加快产业化进度。 (二) 在岩心钻探器具及工艺方法方面 1、关注行业技术动向，向先进国家和科研机构学习，在研发思路上，突破学科界限，做到学科交叉合作。同时，吸取新材料、新机械以及计算机电子等方面的知识，利用好计算机辅助设计系统，降低研发成本，保证新技术的适用性和先进性，避免重复的研究，从而节省大量的财力和物力。 2、加快新型基础钻具的研制和新工艺技术的完善。高寿耐磨金刚石钻头、高强度绳索取心钻杆、高效双壁钻杆的研制是保证金刚石绳索取心钻进技术、反循环连续取样(心)钻进技术能够广泛推广的基础钻具。另外，空
11、气泡沫钻进技术具有很好的应用前景，应予以立项推进。 3、器具的多功能、一体化研发。将现有钻探器具和工艺方法进行系统有效的整合，开发出多功能一体化的设备，更好的提高工作效率。诸如我国勘探所研制的“三合一”(螺杆马达+液动锤+绳索取心)钻具，就是很好的例证。 4、建立先进钻探设备、工艺方法的推广机制。首先根据情况，利用先进钻探设备、工艺方法的实施钻探样板工程。上世纪六十年代，我国已经有可以利用钻探设备，随着发展也有一定的改进，因此对于推广新设备和新工艺有一定的基础作用。为此，我们可以利用这一契机，开展各种学习交流探讨活动，进行推广。 5、培养高素质钻探人员。随着新技术、新设备和仪器的精密程度和自动
12、化程度的不断提高，钻探行业的持续进步，需要我们从高端的技术、6工艺研发人员到现场施工人员，都能够达到一定的素质要求，因此我们要对于各层次人员都予以专业化的培养。 结束语 深部地质钻探找矿技术的根本就是新的技术和设备的推广应用，只用将新技术转化成生产力才能够发挥它应有的作用。在我国乃至全球资源的竞争日趋激烈，深部找矿技术是全球性的需求，我们既要自主研发领先行业，同时也不能忽略技术引进和知识的共享，通过借助外部资源弥补劣势。另外要想得到技术持续的改进，就必须改变传统观念，建立人才培养机制，鼓励技术创新，通过示范工程的推进来推动先进技术的应用。深部找矿对于钻探技术既是挑战，也是机遇和平台，为技术的更高发展创造了条件。这也希望我国的钻探技术专业人员和机构，凭借以往的成绩，再创新的辉煌。 参考文献： 1 张伟地质钻探技术发展有关问题的思考J探矿工程（岩土钻掘工程） ，2007， （1） 2 张永勤我国地质找矿取心（样）钻探设备现状及提效能的分析研究J探矿工程（岩土钻掘工程） ，2006， （8） 3朱恒银，马中伟.深部找矿中加强钻探技术工作的几点认识J.探矿工程(岩土钻掘工程)，2007(5)：89. 4 刘森峰. 深部地质钻探找矿技术.中国高新技术企业.2010(18).797-98.
