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新形势下探矿工程中钻探技术的应用研究论文

发布时间:2024-03-11 14:51:21 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要 :科学技术的快速发展,高效地提升了中国探矿 项目工程的品质以及效率。持续发展钻探技术,可以全面 保证钻探技术真正可以用于不同的找矿作业当中, 并且可 以在提质增效的过程当中高效的保证探矿项目工程的整 体品质。因此,全面推进钻探新技术的应用以及研发,可 以使新技术在不同探矿工程的勘探工作中提升其适用性 以及针对性,并且使其应用得到完善,从而可以有效地推 动我国地质勘察工作的全面发展。

  1 探矿工程钻探技术概述

  钻探技术并不是只针对单个方面的对策,而是更加科 学高效综合的开采观念。因此,新技术的实践运用以及技 术推广都会受到许多因素的限制。第一,探矿勘探项目的 关键对象是地下的相关岩体构造。为了实现高效开采,必 须深入地表,从而获得地下岩体和土壤的相关信息。并且 在生产过程中运用钻探技术主要是为了可以全面的分析 研究地下相关物质,从而达到高效钻探的效果。该技术在 开采过程中的应用,能够减少成本的损耗,全面控制开采 过程,方便在比较复杂的地势下开采矿产资源。第二,在 矿产开采过程中, 勘探工程项目中使用钻探技术可以直接 掌握采集对象的实际情况, 从而获得岩石里面的相关物质 信息, 并且结合数据信息的研究分析所得出的最后结果进 行整合。第三,必须全面了解我国的矿产开发资源对社会 经济长期发展的关键意义, 钻探技术才能得到推广和广泛 应用。

  2 钻探技术在探矿工程中应用的重要性

  现阶段,我国钻探技术的水平还比不上一些比较发达 国家的前沿水平, 但国家也在不断加大资金和人才投入的 幅度,并且增加相关企业员工的福利,扩大项目的范围, 逐步缩短与比较发达国家之间的距离。国家工程钻探技 术最初是用来找水资源和盐。但伴随着这项技术的持续完 善,它已被广泛应用到生态和环境以及资源等领域当中。 比如场地的污染修复、有关矿山资源的开采等方面。并且 增大了这项技术在不同专业领域的相互性。在我国目前的 形势下,简单易采的矿床大部分已经被开采,其余的都是 地形复杂不适合开采的矿床。与此同时,我国政府非常重视在资源开发环节中优先考虑生态环境的可持续长期发 展理念。这一背景对我国地下开采资源的可持续发展提出 了更高的标准要求。不但必须强化有关钻井技术相关理论 知识的分析以及研究, 而且急需发展大规模钻井和优质高 效的开采技术。因而,在浅部开采向深部开采过渡阶段, 迫切需要研发适合复杂环境地质的钻探新技术, 从而获得 地下开采资源, 并且保证开采工作不破坏工作区的自然生 态环境。

  3 探矿工程的钻探技术应用现状

  中国的采矿技术和发达国家相比较为落后,因此,一 部分机械零部件需要从国外采购。虽说我国目前致力于持 续研发的过程中,但研发还需要一定的时间。现阶段,需 要运用到其他国家比较前沿的工艺技术, 中国必须以虚心 的态度向比较发达的国家学习有关的前沿技术。虽说目前 需要运用其他国家的相关技术, 但由于我国在钻探工程技 术方面的大量资金投入和相关政策支持, 中国也初步形成 了先进的钻探工程技术机制, 只是市场运用的范围还没有 做到那么广泛。伴随着我国社会经济的不断发展以及物价 的持续上涨,低成本的勘探探矿项目已经不复存在,要想 使钻探技术得到创新、提升生产的品质以及效率,那么就 需要全面的加强高学历的技术专业人才引进力度, 从而可 以有效地处理高成本的相关问题。此外,由于长期以来矿 床开采工作以及开采技术的落后,只注重经济收益,导致 生态自然环境遭到比较大的破坏和污染, 动物生存的自然 环境以及植被也受到严重的破坏, 甚至危害到了人们的日 常生活以及整体生态环境的平衡。
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  4 探矿工程的钻探技术应用分析

  4.1 设备使用与选择方面的应用


  钻探工程技术主要涵盖了地面上的钻孔作业,地质相 关成分的收集,并将其作为样品开展勘探以及研究分析, 从而掌握岩层的相关数据。因而,在钻探工程设备选择的 过程中必须全方位的考虑地质条件,不同的工程设备钻 探出来的结果和品质也不同。在钻探工程设备选择的过程 中,应根据现场的地形和环境选择最佳设备进行开采。

  4.2 气动锤技术

  气动锤技术经常运用于寒冷干旱的地区,具有良好的钻进效率 , 在运用的过程中,其具备了比较多的优点,和 传统的工艺技术相比较, 气动锤技术具有无法比拟的优势 以及作用。这项技术的碎岩方式由以往传统的磨削或切削 破碎变为了冲击体积破碎,持续的提高钻进的效率,甚至 可以实现工作人员持续的“实时”取样。因而,这项技术 的运用已经变为了后期探矿工程工作关键的发展方向。另 外,在钻井速度上,这项技术与现有技术的差别一般可以 达到 8倍以上。

  4.3 反循环技术

  由德国以及荷兰提出并在世界上大范围内运用的反 循环钻探技术, 现在已经研究出适用于各种不一样情况下 的细分技术种类。此项技术按介质可分为空气反循环和 水力反循环两种技术,并且两种技术适用于不同的应用 范围,值得施工作业人员高度关注。第一种技术主要以空 气为主体,用机器把空气送到孔底。空气产生的力量一般 情况下会对岩石造成强烈的冲击, 原路往回返的空气量一 般情况下会携带岩石碎片, 以便有关的工作人员对其进行 研究能更深入地了解掌握地质的具体情况。水力反循环技 术主要是靠水 / 泥浆所带的力量输送到井底,使钻头可以 获得对应的岩心, 原路往回返的物质结构关键是岩心以及 水 / 泥浆。这项技术往往能在地形复杂的地区发挥关键功 效,受介质特性的干扰,这些技术的应用领域一般都会存 在显著差异。首先,空气反循环技术得到的岩石碎片不完 整,没有办法系统描述区域的具体情况,但这种技术的优 点适用性高,可以在大部分地区使用。而水力反循环技术 可以得到比较完整的碎片。但因为水力反循环技术以水为 介质,需要充足的水资源才能发挥优势,其缺点主要是速 度慢,效率比较低。因此,有关的施工作业人员应根据工 程的具体情况确定相关技术的种类, 并且在条件允许的情 况下将以上技术可以结合起来, 以保证能发挥不同技术的 运用优势。

  4.4 潜孔锤技术

  潜孔锤工程技术在国内是比较先进的技术,是对回转 钻探工程技术进行全面深入研究后产生。潜孔锤技术是专 门给潜孔锤添加洗涤液, 并且在运用添加过程中产生的力 带动潜孔锤开展运转。潜孔锤在接收到力之后,能够最大 限度地将获得的能量传递给钻头, 传递过程中不会产生不 必要的相关能量消耗。从而有效的提升潜孔锤在运用环节 中具有操作岩体的效率和功效。另外,进入潜孔锤的清洗 液是通过采矿环节中泥浆泵的运转所获得的物质, 在钻头 钻进升降环节中会带来具备相应节奏的强大冲击力, 潜孔 锤就是由这种冲击力进行驱动。潜孔锤工程技术关键是优 化旋转钻井技术,用相对较高的冲击力代替旋转力,对钻头施加更大的力量, 从而可以更好地在高硬度地区开展钻 探岩石的施工作业,并且可以扩大其应用范围,提高钻井 效率,与此同时,可以有效的降低矿产资源钻探工程的成 本。使用潜孔锤工程技术的过程当中需要特别注意以下几 个方面的问题 :①必须先固定潜孔锤, 然后使用高频振动 方式。②需要严格控制管理清洗液的输送,从而可以有效 降低潜孔锤的磨损,最后保证泥浆的低黏度。③科学合理 的控制冲洗液中砂粒的分布情况, 并且需要在钻探过程中 保持冲洗液的润滑性不变。只有将潜孔锤工程技术应用于 小直径岩心,才可以取得良好的钻探品质以及效果,该技 术能够应用于锚杆施工、水下爆破施工等多种工程中。我 国对潜孔锤工程技术的研究, 关键从潜孔锤技术的钻进能 力和对高强度自然环境的适应性两个方面展开。现阶段, 我国的潜孔锤工程技术居世界首位, 未来有望把潜孔锤工 程技术运用于油气勘探工程和矿山地质勘探工程当中。

  4.5 绳索取心钻探技术

  绳索取心钻探工程技术的应用可以极大的缩短钻探 的时间,并且可以有效减少起下钻具的时间,从而实现高 效钻探的目的。绳索取心钻探工程技术关键用于基岩采 收率高,对基岩等参数井有特殊要求的钻井。这种作业技 术在常规钻井工程中应用并不广泛。关键的原因是工艺较 为复杂,应用起来流程相对繁琐一些,成本比较高,进尺 有限。在恶劣的环境下开展工作会严重影响钻具的使用寿 命,并且会极大的影响钻井工程管理的整体质量以及效 率。这种钻井技术只有在良好的地质条件下才能最大化发 挥出它的使用价值。总体来讲,钻探工程相关的作业工人 还是非常的认可绳索取心钻探技术, 但这种钻探工程技术 自身对自然环境的要求非常高, 因此不适合在比较复杂以 及比较恶劣的工况下进行运用。

  4.6 其他钻探技术

  探矿工程项目有着明确的目的,钻孔的主要目的是查 明施工地区的地质构造和水文条件的具体情况。上面的目 标是不是可以实现,主要取决于所使用技术工艺的契合 度。因此,开展钻探技术创新研究工作是一件非常重要的 工作。

  (1)强岩心钻机。岩心钻机主要是探矿勘探领域的关 键技术之一。在长时间的实践工作中发现中,此项技术不 但可以全面的表现出非常高的数字化以及智能化水平, 而 且对井底动态的研究也非常的详细, 并且这项技术的动力 源是液压。可见,全面开展地质灾害探测与防治,加大研 究力度,是确保找矿项目具备可持续发展的前提条件,并 且也是使技术水平显著提升的关键。

  (2)组合技术的应用。我国的地形复杂而崎岖,在不同的地形上使用的钻井技术一般情况下有显著的差异性。 在某些领域,单一的技术工艺是没有办法达到预期的效 果。因而,需要全方位的按照具体的情况以及需求,将上 述所提出的相关技术综合起来进行运用, 从而可以使其具 有突出的实用价值。另外,这样的技术运用方式不但可以 充分发挥不同的技术优势,同时也可以保证施工品质以 及施工效率。在相关工作的实施中,需要严格注意以下内 容 :第一,设备的维护保养需要委托给专业人士进行实施 以及开展,管理层需要通过引进专业的优秀人才,从而使 设备的维护保养达到理想的效果 ;第二, 严格规范施工时 间, 因为探矿工程首先需要比较长的开挖时间才能实现相 应的效果。因而,只有提供系统以及科学的后勤保证,相 关作业人员才能全身心的投入到施工建设工作当中, 保证 探矿工程在规定时间内高质高效的完成。

  4.7 提升技术人员综合素质

  通过对一些工作资料进行研究可以发现,技术相关 人员的素质以及知识储备的多少会影响钻探技术的运用 效果。钻探技术本质上就是人和机器设备的有效连接,专 业技术人员的工作水平以及应急能力对提高设备的运用 效果至关重要,因此,需要精准的判断才能获得准确的结 果,从而使探矿项目过程更加科学化。因而,应从专业技 术人员抓起,着力提高技术人员的专业素质,重点抓好以 下几点 :首先,加强理论知识的培训,并且按时进行培训 学习活动, 让勘探工作人员在探索中掌握以及了解勘探设 备的运用原理,提高技术人员的专业水平以及技术能力 。 其次,培养专业技术人员的应急能力,当出现问题时,能 够快速的对问题情况进行判断, 并且及时的选择有效的处 理方案,持续积累实践的工作经验,针对有可能出现或者 已经发生的相关问题,需要第一时间找到有效的处理措 施,从而化解风险。最后,高等院校需要创建专业人才的 培训管理体系, 并且及时的和企业进行实践教学经验的相 互联动,从而培养一批高素养、理论经验知识储备丰富, 并且具有实践操作能力的专业人才。另外,需要有效的为 专业人才的学习培训创造良好的条件以及环境。只有为钻 井技术专业人才建立科学合理有效的培训管理体系, 才可 以有效的扩充专业人才的储备库, 从而保证日后开采工程 的顺利进行。

  5 新形势下钻探技术的创新应用趋势

  现阶段,伴随着我国科学技术的不断更新以及快速发 展,应用于我国探矿项目的钻探技术也在不断地开展创 新。在探矿项目工程的环节中,我国需要充分认识钻探技术的关键性以及重要作用, 并且可以全面的加强钻探技术 的自动化水平。根据研究的方向和研究重点,可以优化钻 探技术的应用效果,以便可以充分证明钻探技术的作用。 在实际勘探过程中, 工作人员首先需要调查领域是否存在 地质灾难问题。提高与矿物工程相关的工作的效率和质 量。通过对钻探技术的全方位以及详细研究,能够提高钻 探设备和研发工作的效率, 从而可以有效的促进我国探矿 工程项目的长期稳定以及全方位的发展、进步。

  5.1 钻探技术更加专业化

  随着我国钻探工程技术的持续发展,对钻探工程的相 关设备以及技术的专业标准也变得越来越高。不但钻探工 程需要更先进的技术设备,油气开采和煤矿开发也需要更 先进的技术设备。以中国先进定向的运动技术为例,它不 但能够随时随地进行取样工作,还能够在坚硬的岩石中实 现相关的定向运动,这就说明我国的钻探工程技术有了非 常大的突破, 并且正在向更专业的方向持续进步以及发展。

  5.2 智能化和自动化

  根据钻探工程技术的相关应用要求,在开展钻探工程 取样技术创新研究的过程当中, 给予具备智能化以及自动 化的相关测量技术更大的研究力度。在某些情况下,进行 有关勘测作业的实施, 应积极的利用有关的新技术以及新 工艺的优势, 从而可以有效的克服传统式找矿技术中存在 的问题,最后可以有效的实现对找矿效果的全面控制。要 加大数字化钻探系统的分析研究力度, 不断提升应用系统 的效能,积极的推广相关应用技术,并且强化岩芯定位工 程技术和绳索取芯钻探工程技术的全面融合, 从而有效的 提高资源勘探工作的品质。根据已有的钻探工程技术基础 上创新,随着钻探工程技术的不断优化,从而使整体钻探 技术水平得到提升,因此可以创造出更多效益,最后达到 勘测施工的相关要求以及标准。

  6 结语

  随着我国社会经济的逐步发展。现有的钻探工程技术 早已没有办法满足中国现阶段国情的需求, 并且存在的相 关问题漏洞逐渐暴露出来。现阶段,想要全面的推动这项 技术长期发展,唯一途径就是加大相关的研究力度。就钻 探工程技术的运用而言,在金属矿山的勘探的过程当中, 很多地区只使用一种,要根据不同情况组合钻探工程技术 进行使用, 从而发挥其最大优势。
 
 
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