固體礦產(chǎn)鉆探工作總結(jié)_

1、固體礦產(chǎn)鉆探工作總結(jié)_ 固體礦產(chǎn)鉆探技術的現(xiàn)狀和展望 本世紀格外是50年月以來，鉆探技術取得了突飛猛進的進展。我國的地質(zhì)鉆探經(jīng)過初建(19491952年)、生產(chǎn)大進展(19531960年)、提高與持續(xù)進展(19611978年)、現(xiàn)代鉆探生產(chǎn)體系的建立(19791990)這4個階段后，其技術水平總體上已接近并部分達到國際水平，有些還達到國際先進或領先水平。 1國際鉆探市場現(xiàn)狀 80年月中后期以來，國際上固體礦產(chǎn)地質(zhì)鉆探總體上處于低潮期，大多數(shù)國家的地質(zhì)巖心鉆探工作量呈大幅度下降態(tài)勢。例如1978年，中國的巖心鉆探在創(chuàng)下1569.7萬m的年工作量(地礦系統(tǒng)為544.27萬m)后，始終處于下滑趨勢，

2、1986年低于1000萬m，1994年僅為340萬m(地礦部方案內(nèi)工作量僅為26.9萬m)，處于谷底。1988年，前蘇聯(lián)固體礦產(chǎn)方面的鉆探工作量為2550萬m，在創(chuàng)下這一歷史最高紀錄后，也隨之下滑，在1989和1990年度，每年降低300萬m，1996年只有173.5萬m。歐洲及北美地區(qū)的狀況也如此。但與地質(zhì)巖心鉆探業(yè)全球性不太景氣形成反差的是，此期間澳大利亞、南非及非洲部分地區(qū)和南美的鉆探業(yè)幾乎是處于鼎盛時期。澳大利亞礦山鉆探在19931994年度創(chuàng)下了950萬m的新紀錄。南美國家若干年來實行對外開放政策，制定新的采礦投資法，以刺激鉆探工業(yè)的進展：智利1993年的鉆探工作量達到歷史最高水平，

3、1997年，外國在智利的礦業(yè)投資額為16.27億美元，1998年，盡管受到亞洲金融危機的沖擊和國際金屬價格下跌的影響，外國在智利的礦業(yè)投資仍保持增長勢頭，估計1998年達到18億美元；巴西估計1998年地質(zhì)鉆探工作量比1997年提高20%。南非的金礦勘探，1990年用于鉆進孔深18004500m的鉆機在150臺以上，雖然到了1993年只有25臺在野外工作，但其以淺礦開采為主的賤金屬礦產(chǎn)鉆探卻在增加，有數(shù)千臺金剛石鉆機在坑道內(nèi)工作。非洲的津巴布韋和加納等國的鉆探工作量也在大幅度增加中。 2國際上固體礦產(chǎn)鉆探技術的一些進展 90年月以來，鉆探工作除越來越多地應用于非傳統(tǒng)領域外，已在一些地區(qū)呈現(xiàn)復蘇

4、現(xiàn)象。盡管由于各種緣由，世界鉆探業(yè)在固體礦產(chǎn)鉆探方面總體上仍不很景氣。但對于礦產(chǎn)資源豐富的國家，很多礦產(chǎn)資源始終未被開發(fā)。而對于一些鉆探技術較發(fā)達的國家也想憑借其技術和設備優(yōu)勢進入礦產(chǎn)資源豐富國家的市場。因而固體礦產(chǎn)鉆探技術的討論開發(fā)工作雖然有所放緩，技術上亦無太大突破，但在完善各種鉆進系統(tǒng)，研制適合各種地質(zhì)條件、各種工況狀況下的鉆探設備、儀器、工具以及鉆探用超硬材料和鉆井液方面還是作了大量工作。一些國家還在鉆探的某些領域加大了討論開發(fā)力度。如美國制定了先進鉆進和開挖技術國家方案，以提高其在該領域已經(jīng)日趨下降的全球競爭力。 2.1自動化地質(zhì)巖心鉆機 不少國家在鉆機的自動化程度、多功能性、多用途

5、方面下了很大的功夫。俄羅斯勘探技術與方法討論所在鉆機研制方面注重三個方向：改進現(xiàn)有的型立軸鉆機；制造全液壓動力頭鉆機；研制自動化鉆探設備。該所討論的自動化鉆機設計有連續(xù)預報的自動化系統(tǒng)，能合理積累地質(zhì)技術信息并儲存在計算機中。特地設計局也研制出了300型全液壓鉆機。 在鉆探自動裝置方面，最有代表性的是瑞典ATLAS COPCO公司為LKAB公司研制的Simba W469型鉆機。一個人可同時遙控操作23臺設備，鉆機平均日進尺300m。據(jù)悉，方案截止到1999年，LKAB公司將在Kiruna和Malmberget鐵礦山用自動化的鉆進技術完全替代現(xiàn)有的鉆進技術。鉆機可配備更換磨損鉆頭的裝置，也可輸入

6、程序使其轉(zhuǎn)變鉆頭類型以適應不同的巖石條件。 事實上自動化地質(zhì)巖心鉆機進入市場是在1996年，典型的是ATLAS COPCO公司的泰美克264 APC型鉆機在瑞典、芬蘭、加拿大的地表和坑道內(nèi)投入了用法。這種由計算機掌握的巖心鉆機自動化程度很高，操只要在開頭鉆進時給一些簡潔的指令，鉆機就可自動工作，一人在24h可鉆進硬巖140m。加拿大的JKS Boyles公司，其自動化巖心鉆機的突出特點是通過計算機的觸摸屏掌握鉆進過程。其它一些國家也開發(fā)了自動掌握鉆機。 法國Jean Lutx S.A.公司研制了一種PPF4遙控儀。鉆工只需按鍵就能完成起下鉆具和全部鉆進過程，掌握系統(tǒng)可以組合在一塊僅35cm25

7、cm的面板上。 2.2深部取心鉆進技術 10余年來，深部取心鉆進技術得到進展，許多國家都有深部勘探任務。如南非礦山勘探公司瞄準的金礦靶區(qū)深度超過4000m，且工作量大，因而南非在深部取心鉆探技術方面最有代表性。他們所采納的設備和技術大部分源自于加拿大博特長年公司。加拿大在深孔方面的新產(chǎn)品研制和技術開發(fā)中主要留意了兩個關鍵：一是提高生產(chǎn)率；二是充分利用現(xiàn)有設備鉆更深的孔。為此，長年公司研制了兩種鉆桿：一種是已廣泛用法的CHD繩索取心鉆桿，設計采納重型結(jié)構(gòu)，接頭為摩擦焊接，這種鉆桿的鉆深力量能達到一般繩索取心鉆桿的2倍；另一種新型鉆桿在熱處理、絲扣技術和材質(zhì)方面又有新的提高，能與一般鉆桿相互通用，

8、適合更廣泛的鉆探工程。南非鉆進深孔的主導設備是長年50型以上和Hydr3000型鉆機，對鉆機的改進是盡可能削減無效鉆進工作時間。美國在其制定的先進鉆進和開挖技術國家進展方案中，革新的深部鉆進系統(tǒng)也是重點之一。 2.3多介質(zhì)反循環(huán)鉆進技術 在各種鉆探技術不斷完善的同時，多介質(zhì)反循環(huán)鉆進技術得到了越來越廣泛的應用，其中中心取樣(國外稱CSR或RC鉆進)鉆探技術是目前國際上在各種固體礦產(chǎn)勘探中應用日益廣泛的一種方法，在一些工業(yè)發(fā)達國家的地質(zhì)礦產(chǎn)勘探中所占比重已超過傳統(tǒng)的金剛石繩索取心鉆探。目前，雖然美、加等國的鉆探工作量下降，但該方法在南美等得到廣泛的應用。俄羅斯勘探技術與方法討論所進行了孔深為10

9、00m的硬巖水力反循環(huán)技術及設備的研制工作，在驗收試驗中，400m水平孔巖心和巖粉實行率為100%，鉆速提高了25%，材料和能量消耗降低10%12%。 2.4新型液動、氣動潛孔錘及鉆桿 在鉆具方面，俄羅斯特地設計局已開頭批量生產(chǎn)新型液動及氣動潛孔錘，其壽命比老產(chǎn)品有較大提高。此外，采納新的結(jié)構(gòu)和制造工藝研制的高強度、長壽命鉆桿(鉆桿內(nèi)外表面均進行強化處理)也已批量生產(chǎn)。 2.5鉆探新方法的討論 俄羅斯這幾年做了較多的工作，對熱機碎巖、聲放射碎巖和高頻碎巖等進行了持續(xù)不斷的討論，其中熱機碎巖和接觸熱溶法碎巖進入了生產(chǎn)性試驗階段。他們還在討論電子束碎巖的可能性。其他一些國家進行了如破裂及砂層的低溫

10、鉆進、火焰幫助鉆進、聲波鉆進等討論。 3我國固體礦產(chǎn)鉆探技術的主要進展 近10年來，我國固體礦產(chǎn)勘探也處于低潮期，加之進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和機制轉(zhuǎn)換，很多從事固體礦產(chǎn)鉆探技術討論開發(fā)的人員主要轉(zhuǎn)入探礦工程的延長領域如巖土鉆掘方面。但對固體礦產(chǎn)鉆探的討論開發(fā)工作仍在進行，并取得了一批重要成果。 3.1以中心取樣鉆探為主的多工藝空氣鉆探技術 原地礦部勘探技術討論所通過攻關討論，對中心取樣鉆探技術的國產(chǎn)化、小型化和配套化工作取得了突破性進展，其中含水樣品快速分別裝置達到了國際領先水平。應用該技術在3個局隊進行的生產(chǎn)試驗中，地質(zhì)效果及經(jīng)濟技術指標均有大幅度提高，其中臺月效率分別提高100%310%，最高單孔臺

11、月效率達1583.5m，單位材料消耗降低50%以上。長春科技高校研制勝利GQ100/40型貫穿式潛孔錘和SBC89/44或SBC73/44外平鉆桿，采納空氣潛孔錘鉆進和反循環(huán)鉆進技術，用于簡單地層鉆進。如在河南嵩縣金礦區(qū)鉆探中，臺月效率由原來常規(guī)金剛石鉆進的99m提高到1065m；成本由500元/m降至101元/m，鉆探取心(樣)質(zhì)量滿足地質(zhì)要求。 3.2水力反循環(huán)連續(xù)取心(樣)鉆探新技術 80年月中期以來，我國地礦和有色系統(tǒng)相繼研制出成套器具，并在松軟巖層中取得了很好的鉆進效果，鉆進深度超過了300m，臺月效率達數(shù)千米。八五期間，原地礦部把中硬巖石水力反循環(huán)連續(xù)取心鉆探技術列為攻關項目，又取

12、得新進展。從生產(chǎn)試驗狀況看，該技術已達到了推廣應用程度。 3.3無巖心鉆探技術 由原地礦部探礦工藝討論所完成的該成果是以地勘牙輪鉆頭進行中硬及堅硬地層的無巖心鉆進為重點，形成一整套技術。近年來該技術在四川、山西、河南幾個礦區(qū)試驗應用中，無巖心鉆探工作量占到鉆孔工作量的46%，與同孔取心鉆進相比，鉆速提高50%以上，臺月效率提高212%，單位成本平均降低68%。 3.4地質(zhì)巖心鉆探設備 90年月原地礦部為適應中心取樣、水力反循環(huán)、高精度受控定向鉆探和液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探等技術的需要，對巖心鉆探設備進行了重點討論開發(fā)。開發(fā)出了主要用于中心取樣鉆進的FD-300型液壓傳動頂驅(qū)式車裝鉆機和具有不停車倒桿功

13、能的CD-3型地質(zhì)巖心鉆機。新研制的BW-4400型泥漿泵是為滿足新的鉆探工藝的要求設計的。煤炭系統(tǒng)的主要適用于坑道鉆探的MK系列全液壓鉆機形成了系列。 3.5繩索取心鉆探技術和沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術 進入90年月，兩項技術均有進一步的進展。地礦系統(tǒng)用于固體礦產(chǎn)勘探的S系列，用于坑道內(nèi)鉆探的KS系列繩索取心鉆具已形成完整系列。還推出了鉆具事故處理工具；用于簡單地層鉆進的加重式繩索取心鉆具系統(tǒng)，新型等強度摩擦焊鉆桿和用于土體工程地質(zhì)勘察的繩索取樣鉆具系統(tǒng)。其他單位研制出用于石油鉆探的繩索取心鉆具系統(tǒng)等。我國是目前世界上開發(fā)液動潛孔錘品種和規(guī)格最多的國家。90年月以后，液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆探技術有三方面的進展

14、：一是向多領域、多用途方向進展，如長春科技高校研制的用于取心的貫穿式液動錘；原地礦部勘探技術討論所研制的用于水井鉆探的YS-273型液動潛孔錘；新星石油公司研制的用于石油鉆探的YSC-178型射流式液動潛孔錘(最大鉆深已達2400m)；原地礦部勘探技術討論所研制的用于嵌巖樁施工的ZC-800型液動潛孔錘等。二是探究充分發(fā)揮水擊能量的潛力，提高單次沖擊功、液能利用率和用法中的牢靠性，原地礦部勘探技術討論所近期開發(fā)的YZX液動潛孔錘在中細花崗巖的鉆進試驗中，最高時效達6.00m/h，平均時效2.27m/h，從試驗狀況看，該型潛孔錘已完全達到體積碎巖的效果。三是對液動潛孔錘的理論討論與優(yōu)化設計，如長

15、春科技高校開發(fā)出液動錘的微機模擬仿真電算程序，取得良好效果。 3.6電子計算機技術在探礦工程中的應用 中國地質(zhì)高校(_)討論開發(fā)的鉆探微機靈能監(jiān)測系統(tǒng)可便利快捷地安裝于地質(zhì)鉆探現(xiàn)場，進行鉆進過程的實時監(jiān)測。利用系統(tǒng)具有的智能識別孔內(nèi)典型工況，查找合理的規(guī)程參數(shù)。同時，還可跟蹤鉆孔軌跡，進行中靶預報。該系統(tǒng)已在國內(nèi)外推廣應用近20臺。原地礦部勘探技術討論所、中裝集團技術中心等對機械的計算機幫助設計做了大量工作，在實際運用中，設計效率提高數(shù)倍，設計質(zhì)量也明顯提高。原地礦部探礦工程討論所、長春科技高校、煤炭科學討論總院西安分院鉆探所將計算機技術用于金剛石鉆頭的設計和制造，建立了數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)。在定

16、向鉆探中，計算機用于鉆孔軌跡設計與掌握以及軸線測算等。 4展望及建議 10余年來，盡管我國的固體礦產(chǎn)鉆探技術取得了重大成績和不少突破，但我國在該領域與發(fā)達鉆探國家的差距仍舊存在。因此，我們還有許多工作要做。首先，已有先進鉆探技術的推廣應用和完善是一項非常重要和迫切的工作；其次，連續(xù)在巖心鉆探的討論開發(fā)方面投入相應力氣；第三，相關制造業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，向國際標準靠攏。 綜觀國際上固體礦產(chǎn)鉆探進展趨勢，結(jié)合我國國情，在鉆探技術進展上，有以下幾個方面值得重視： (1)高效、綜合鉆探技術的討論開發(fā)?？傮w目標是完善現(xiàn)有鉆探技術，以進一步提高鉆探效率和質(zhì)量，并擴呈現(xiàn)有鉆探技術的適應力量。在鉆探設備上，或增大

17、鉆機功率，強力鉆進；或輕便高效且運移便利；或鉆機多功能以適應鉆進多工藝和工作多用途的要求。如國外鉆探施工的主導型設備已是全液壓頂驅(qū)式，裝載方式多樣且以履帶式和車載式為主，我國仍是立軸式。鉆機操作和掌握的自動化是國外鉆探業(yè)對設備的要求，也是我國勘探鉆機與國外的主要差距之一。要進一步完善現(xiàn)有鉆探技術：受控定向鉆探技術向高精度、小曲率半徑、無纜隨鉆方向進展；繩索取心應討論輕便型和深孔繩索取心鉆具系統(tǒng)，完善繩索取心鉆進配套水公平；沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術連續(xù)把重點放在液動潛孔錘上，在增加沖擊功的同時，進一步提高其工作牢靠性和用法壽命。 (2)深部鉆探技術的討論。深部勘探鉆進或許是增加礦物儲量平衡開發(fā)費用的唯一

18、途徑。加之削減淺部礦產(chǎn)和水資源的開發(fā)以愛護生態(tài)環(huán)境和資源，因而深部勘探鉆進在鉆探中的比例越來越高。我國深部鉆探開展甚少，如不留意開展這方面的工作，將會加劇國民經(jīng)濟建設的持續(xù)進展與礦產(chǎn)后備資源不足之間的沖突。2021m以深鉆探關鍵設備、器具和鉆探工藝的討論應予以重視。對某些成礦模式的地層，在數(shù)百米深的地下坑道或采區(qū)內(nèi)進行巖心鉆探可采納小規(guī)格設備進行深部工作，與地表鉆探相比，可節(jié)約鉆探費用和時間。所以應討論坑道內(nèi)新的巖心鉆探技術，鉆進深度1000m左右。 (3)海洋及水域鉆探技術。隨著陸地淺部大部分礦產(chǎn)資源已被探明及部分礦產(chǎn)資源已被開采枯竭，全球資源勘探在轉(zhuǎn)向深部的同時，也轉(zhuǎn)向海洋和其它水域。我國至今仍無正規(guī)的水域取樣鉆探設備和完整配套的施工工藝技術。我國有6000多個湖泊，海岸線長18000km，這些水域中極