地质工程勘查中钻探技术方法及应用效果研究
付连栋
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付连栋,. 地质工程勘查中钻探技术方法及应用效果研究[J]. 地球科学探索,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157200.
摘要:
随着科学技术的进步和国家经济的快速发展,钻探技术已经逐步成熟,并且在不断地更新和更新。钻探技术是地质勘查中不可或缺的一环,在地质勘查中占有举足轻重的地位。在进行实地地质勘查时,为了能够对地质信息进行全面的认识,可以利用钻探技术对岩体和断裂展开处理,之后再将地质信息提取出来,并与化探、物探和遥感等多元信息相结合,展开数据处理与分析,最终确定其地质构造和地质规律。
关键词: 地质工程勘查钻探技术应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157200
基金资助:

地质勘查技术是伴随着科学技术的发展而发展起来的。要满足经济发展的需要,保障施工工人的人身安全,提高地质勘查工作的精度,必须对地质勘查特点有深刻的认识,提高技术人员的整体素质,确保工作人员能够熟练地掌握技术要求复杂的地质工程勘查钻探技术。与此同时,如果想要更好地进行地质勘探工作,必须针对不同的地质条件,选择与之相适应的钻探技术,并进行积极的研究。

1.概述地质工程勘查钻探技术概述

地质工程勘查中的钻探技术是指在一定区域范围内,通过相应设备确定当地地理环境并进行数据分析与处理后得到准确地质结果的一种现代地质勘查技术手段。钻探技术是利用地质基础信息和实践结果,对地质规律信息进行深入的分析研究。钻探技术能初步对地质环境进行探索和检查,工作人员可以利用这些钻探基础数据信息加上专业设备的积累知识对地质构造和规律特点进行深入的研究。进入21世纪,随着我国经济不断发展,我国生产领域对矿产资源的需求不断提高,而且钻探技术发展过程中衍生出来的科学研究项目也对人们日常生活产生了重要影响,成为我国甚至是全世界关注的重点。地质勘查信息中包含的矿产、能源信息一直都在钻探技术发展中发挥着重要指导作用,所以地质信息研究至今为止都是我国在不断探究的项目,为的是将与社会发展和人们生活息息相关的钻探技术优势发挥到最大,提升整个系统的运行效率,提高科技含金量。

2.地质钻探技术的应用问题

一是地质工程探测结果的单方面分析显得缺少专业性,特别是在地质方面及具有复杂地矿的位置。所以,在研究的过程中要结合地质实况、遥感探测、化学探测及物理探测等结果综合进行地质分析和结果验证,有效配合多种不同的技术手段方法,从而对单一的技术缺陷做出弥补,并且可以很好地提升整体工作的效率。同时多种技术手段不仅能够帮助地质探测发展,还会对其他行业的发展提供一定支持。同时通过参照实际勘测地区,能够发现多重的措施,进而完善采集的信息,对有效获取资料提供便利,全面提升测量工作的水平和质量。此外,通过实际勘测,也可以体现钻探技术的准确率,将探测技术提升到一个全新的层次。

二是就获取地质信息而言,不能流于表面,要通过地质观察和分析图像,以获得更加全面的信息。因为地质环境相对较为复杂,在短时间内做出改变是不太现实的,会对后期提取和获取地质信息产生不良影响。所以,在实际施工中应该派遣专业工作人员深入实地作出考察,对相关的信息进行查证,确保准确率,且高效结合物理探测技术、化学探测技术和遥感技术等技术手段结果,保障采集人力资源数据和设备数据的高效性和准确率。

3.地质工程勘查中钻探技术的方法和使用效果

3.1.反循环钻探技术

根据介质的不同,反循环钻探技术可以分为2种类型,一种是空气反循环,另一种是水力反循环。空气反循环技术是通过空气介质,采用双臂钻杆外管,将空气输送到孔底,空气挤压发生膨胀,达到一定程度后膨胀会产生巨大冲击力,空气在孔底会使岩石产生强烈冲撞,钻杆将空气输送到地面,这个过程中会带出细小的岩石,工作人员可以对这些岩石进行研究,从而得知工程实施地点的地质环境和构造规律。这个方法的优点在于工作强度较低、使用简单,不需要工作人员具备精湛的技术水平,且错误率较低,所以能很好地节约工作成本。但是空气反循环钻探技术的使用也有其局限性,例如空气反循环在干旱地区使用时会因为土层较为疏松,使得空气带出的样品缺少代表性,技术人员很难通过这些样品判断地层结构实际情况,对地质勘查工作无法作出准确判断。水力反循环与空气反循环原理类似,是利用水或泥浆作为介质,将水或泥浆输送到孔底,取心钻头取出后带出岩心,岩心跟随钻头返回地面,工作人员对岩心样品进行研究后得到地质环境的实际勘查结果。此方法的优点在于水或泥浆带出的岩心样品具有较高完整性,而且也不需要很高的劳动强度,地质勘查人员能通过样品完整推测出地质环境结构,不过该方法需要耗费大量水资源,且泥浆配比量也需要严格把控,所以该方法可能会大大降低地质勘查效率,影响工程进度

3.2.VLF技术

VLF技术又称低频电磁勘查技术,与其他技术不同之处在于其是以电磁感应为基本的工作原理。工作人员利用低频电磁法对已获得的数据进行简单处理后,可以通过数据显示进行合理预算,预算内容包括矿产资源赋存位置及矿产资源的含量,最终分析矿产资源的具体位置。VLF技术是一种较为基础和简单的勘查方法,可以为找到矿产资源提供数据参考,但是其应用有限,想要获得更准确的信息还要辅助其他技术。

3.3.RS、GPS感应技术

RS又称遥感技术,该技术可以进行大规模和大范围的测绘,通过遥感技术分析矿中地质的相关信息,可以准确定位裸露岩石并利用光谱分析准确定位矿产资源位置。另外遥感技术还可以对矿区周围的土壤环境、地质环境和水文环境进行详细的大尺度长序列调查。GPS技术使用前需要先建立GPS监控和感应系统,通过检测数据进行含矿物的特征分析,并将其和数据库中矿产资源信息进行比对,以确定矿产资源的确切位置。

3.4.液动潜孔锤技术

我国液动潜孔锤技术的理论和实践研究,都在世界上具有一定的影响力。该技术的使用原理:在回转钻探的基础上,用冲洗液代替原本材料驱动液动潜孔锤,当液动潜孔锤受到冲击时,冲击产生的能量会传给钻头,带动钻头破岩。该技术对回转钻探技术进行了改进,通过泥浆泵配送冲洗液,随着钻头的深入潜出运动产生有节奏地冲击负荷,这样可以提高对高硬度基岩的钻进效率,减少反复打孔的工作量,从而降低打孔的成本。

该技术主要适用于脆性大、岩层坚硬的地质,即便是钻孔质量差、需要钻探地形十分复杂,液动潜孔锤技术也能很好适用。使用过程中要保证设备紧固,在高频次振动中设备不移位、不脱落,这样既能节省工作时间,还降低了人工成本。该技术使用中磨损最大的就是液动锤,为了延长液动锤的使用寿命,要保证液压泥浆的质量,泥浆选择要符合黏稠度低、含砂量少和润滑性好等特点。液动潜孔锤技术目前在矿山金属、化工、石油和水电建材等工程中使用较为频繁,但在其他高强工作环境中使用仍具有一定难度,所以液动潜孔锤技术今后的发展方向是攻克更多的技术障碍,要增强潜孔锤的工作性能、使用寿命和范围。

4.结束语

综上所述,钻探技术是一项能对工程勘查现场进行地质条件调查,并能对所收集到的资料进行分析和处理,从而得到地质成果的现代技术。这一技术能使施工人员更好地掌握施工区域的地质结构及地质规律,提前对存在的问题进行分析,从而避免施工过程中发生问题。随着国家经济的发展,对钻探技术的投资也在不断地加大,钻探技术也在不断地改进。

参考文献

[1]邓君君.地质工程勘查中钻探技术的方法及应用研究[J].工程技术研究,2020,5(06):122-.

[2]王军.分析地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用效果[J].世界有色金属,2018,(08):190-191.

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