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1、关于地质钻探找矿技术思索 摘要：本文作者阐述了深部地质钻探现状，分析介绍了深部钻探找矿技术及其发展，供大家参考。关键词：地址钻探；找矿技术；思考中图分类号：TU984文献标识码：A文章编号：向深部找矿是发展的必然,在深部找矿过程中,除了利用更成熟的地质理论和更先进的物化探方法、遥感技术等新探测技术外,最终还需要使用钻掘(探)技术来取心取样,证实推断和探测的正确性。深部找矿中的关键技术问题,归根结底是新深度、新要求与研发新技术、新设备器具间的矛盾、已有技术成果与推广应用间的矛盾、先进技术与旧有观念之间的矛盾、技术的先进性与经济的可行性之间的矛盾,技术需求与信息滞后之
2、间的矛盾。1深部地质钻探现状7我国矿产资源分布广泛,从目前矿产资源勘查开发利用情况来看,我国矿产资源探明程度仅为1/3左右,在地质找矿方面还有相当大的潜力。我国地质找矿勘查工作平均深度在300～500m之间,而西方发达国家勘查深度平均在800m。我国深部找矿勘查技术尚处于起步阶段,随着找矿深度的不断增加,在钻探技术上还有很多问题有待解决。岩芯钻探是地质找矿工作中的重要环节,要探明地下深部矿藏,除利用先进的地质理论和物化探、遥感等探测技术外,最终需要通过岩芯钻探技术取出地下岩芯,通过试验分析才能确定矿产资源的埋藏深度、品位和储量,并最终提交有效的地质找矿成果。现阶段深
3、部地质钻探存在的问题主要有:装备落后,投入不足,更新缓慢。机械化程度不高,综合效率低,属于逐渐淘汰的装备。用于深部钻探施工的配套装备有限;钻探队伍的组织体系缺失,人才匮乏,观念保守,创新有限;中级以上钻探技术人员严重不足,缺乏科技创新的领军人员;生产一线缺乏高素质的钻探工人,尤其是机班长。不利于钻探工程产业的良性发展;钻探工法难以攻克复杂地层、创新有限,技术的引进与创新存在障碍;技术的引进、推广与自主研发不足以支撑发展的需要;实施深部岩心钻探面临人才、装备、机具和技术等困难;管理粗放,结构松散,效率不高;满足于一般的生产技术管理,管理层与生产层松散,技术与生产结合不
4、密切,计划与控制能力有限,生产效率不高,成本降低困难;现场设施和管理不规范,不足以展示新时期地矿人的风采。2深部钻探找矿技术2.1金刚石绳索取心技术7绳索取心(WI)钻探技术在全球地质找矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的钻探技术。自20世纪70年代中期我国开始推广应用,但在应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距,利用绳索取心钻探技术完成的岩心钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的30%。国产绳索取心钻具存在材质不佳、加工质量差、易折断和脱扣等问题,不能满足1000m深钻孔的需要。而深部找矿一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻具内管的
5、普通钻杆来完成钻孔取心作业,这就在完成取心作业的同时增大了钻孔工作量。金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心技术应用于深部找矿的另一个原因。自20世纪60年代开始研究,70年代开始推广金刚石钻探技术以来,我国金刚石钻头制造水平有了很大提高,但是其使用效果与国外仍存在较大差距。虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的攻关研究,制造了一些聚晶、复合片产品,但其性能也远远赶不上国际水平。这就使得国内金刚石钻头钻进寿命短、效率偏低。据调查,我国的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40m。2.2反循环连续取样(心)钻探技术反循环连续取样(心)钻探技术采用压缩空气作为循环介质,
6、利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工,随着钻进的不断进行,岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表,并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。7国内外大量的钻探施工经验证明,采用该法获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体埋藏深度、矿体厚度、品位等物化参数的基本要求,而且其钻探施工速度要比传统的取柱状岩心施工速度提高5～10倍,施工成本也将大大降低。根据2006年有关统计资料,反循环连续取样(心)钻探技术在澳大利亚完成钻探工作量的比例超过80%。我国在20世纪80年代中期曾开展了该项技术的研究并进行推广应用,但由于地质上是以
7、岩屑代替传统的柱状岩心,且需使用特殊的双壁钻杆,所以推广应用受到较大阻力。值得关注的是目前国际地质钻探承包商和矿业投资者已经提出了取心取样相结合的地质勘探新概念,并在一些国家开始应用,取得了比任何单一方法效率及地质效果都要好的结果,大幅度提高了钻进效率、降低了成本。著名的国际钻探设备制造商瑞典AtlasCopco公司已经开始推广这项综合取心(样)钻探技术。我国则没有这方面的应用研究。2.3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可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术,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。在普通钻孔难
