地质勘察和深部地质钻探找矿技术研究

地质勘察和深部地质钻探找矿技术研究

康雅云

新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队    新疆   库尔勒  841000

摘要：基于当前对于矿产资源的大量需求，并且结合我国最近的调查研究显示，我国在对矿产资源的开发方面仅仅只针对表层的矿产资源进行开发，对深层矿产资源的了解和开发程度较少。因此在当前科技水平不断提高且对深层矿产资源的认识逐步了解的情况下，在地质勘察工作的开展中可以采用钻探找矿技术，这样可以提高对于深层矿产开采和研究的有效性，并且满足当前对于矿产的需求。因此，在开展相关工作时，要先针对当前区域的矿产分布情况进行深入的分析与了解，再创新相应的工作方法和技术条件，这样能够更契合当前的对于矿产的开发与研究。

关键词：地质勘查；钻探找矿；深部找矿

1地质钻探技术的分析

1.1绳索取芯钻探技术

绳索取芯钻探技术最初用于石油、天然气钻探。1947年美国长年公司研究用于金刚石地质岩心钻探，到50年代形成系列，目前已成为世界范围内应用最广的一种岩心钻探方法。绳索取芯既用于地表岩心钻探，也用于坑道内岩心钻探，并发展用于海底钻探取样。绳索取心钻探世界最深钻孔为5424米。1972年，中国地质矿产部开始研究绳索取心钻探技术。到目前为止，已研制出系列钻具：S46mm、S59mm、S75mm、S91mm和水文水井钻探用S130mm的绳索取芯钻具。同时，绳索取心钻探技术是不需要提取钻杆就能够将岩心取出的项目，它主要是依靠绳索和相关的工艺设备来进行具体的操作，并且绳索取芯钻探技术在当前的钻探工程中得到了广泛的使用，由于其工作效率高、操作较为简单且能够使用的范围相对来说较广，因此被广泛使用。

1.2反循环钻探技术

20世纪40~50年代，反循环钻探技术开始在荷兰、德国兴起，很快推广到世界各地，并相继出现了多种形式的反循环钻探技术。初期的反循环钻探只能采取岩矿屑。近年来在地质钻探中应用反循探环钻技术已能成功地连续采取岩、矿心。并且反循环钻探技术分为两种，水力反循环和空气反循环钻探技术，这两种钻探技术是按照相关的传播介质而进行相应的划分工作，水力反循环钻探技术就是将水、泥等相应的物质通过循环的方式由地下传至地面；空气反循环则是以空气为一定的介质，通过双壁钻杆的外管将压缩空气送至孔底再利用气压等方式将地下岩石传至地上，这两种循环钻探技术各不相同，因而其适用范围也大不相同。

1.3液动冲击回转钻探技术

通过不断地优化与完善，液动冲击回转钻探技术有了更多的用途与表现形式，并且这项技术在使用的过程中对于地质的条件有着很高的要求，相比于其他的钻探技术来说液动冲击回转钻探系统，是由泥浆泵将钻孔冲洗液通过钻杆进入冲击器驱动液动锤对岩心管和钻头进行冲击，钻杆则由钻机驱动回转并给钻头加压。这种钻探方法也可以同绳索取芯钻具相结合，称为绳索取芯式液动冲击回转钻探。该技术与纯回转钻进方法相比，具有钻进效率高、取心回次长、减少岩心堵塞和减轻孔斜等优点，是一种坚硬地层的高效钻进方法，在我国的地质勘探中得到了成功的应用，其机理同冲击钻进碎岩机理类似，但也有所不同。

1.4液动冲击回转技术

该技术也是发展比较快的技术，经过多年的研究以及技术上的改进，将这一技术使用在不同系列的改进，我国使用YZX127型液动潜孔锤实现大陆科钻一井的探勘。但是普通的钻探生产条件下，如果地质中泥浆固相含量很高，导致液动潜孔锤内零部件频繁卡死，导致工作效率低下。推广运用的过程中该技术被熟知，但是现实生活中的使用比较少。

图1 液动冲击技术电机示意图

1.5空气泡沫钻探

该技术是地质学员与科研所联合制作完成，经过不同环境条件以及机具实验研究，总结出来的相对成熟的泡沫工艺。在研制出来的后期，由于地质钻探工作量锐减，该技术在初期投入、能耗方面都比较高，所以技术推广一度陷入落后状态。

1.6定向技术

这一技术强调按照既定钻孔方向来前进，实现钻孔作业，目前该技术使用在卤矿、芒硝矿等的开采中，这一类物质主要是水溶性矿产。在实际运用中，该技术运用在土耳其Beypazari天然碱矿工程实现高精度的找矿作业，具体的控制精度达到0.5m。即便是普通钻孔作业难以达到的部分，尤其是复杂的坑道内、斜矿地质当中，定向技术都可以实现钻孔作业，工程上显著减少钻探工作量。但是该技术的使用也存在缺陷，不能连续取心。岩心定向技术是通过对孔底的岩心进行定向标记，操作设备只获取这一标记区域的物质即可，之后进行复位测算和计算即可得到地层的产物，效率高精准度高，因此被广泛使用。该技术在石油开采中广泛使用，但是地质岩心的直径比较小，市场上对这一技术的研究也很少，缺乏足够的关注。

2.促进矿产地质勘查与深部钻探找矿技术发展的建议

2.1提高技术认知

金属矿产地质勘查以及深部钻探技术的优化有着非常高的意义，对于各项工作开展产生积极作用。要想提高工作效果，必须对专业技术有足够的认识，深入研究现代科学技术，以更好地提升地质勘查的技术水平，达到精准性效果，更好地促进深部钻探找矿技术水平的提高。一方面，我国的高等院校积极增设矿产地质勘查与钻探专业，引入高精尖的专业师资力量，加速人才的培养；另一方面，相关单位积极参与到人才培训和教育方面，和专业的勘查机构保持合作，组织教育和培训的活动，让每个人都能积极学习先进技术，提升专业技术水平。

2.2加深矿产分布研究

为了使得金属矿产资源查找技术满足工作需要，提高工作能力和水平，必须要提升找矿专业技术水平，具备较高的精准度与科学性，同时还加强对于矿产资源储层分布技术的研究，相关的专业机构投入较多的力量，提高研究的积极性，全面的组织展开相关科研工作，并且了解当地的区域特点，根据获得的数据与信息判定最佳的找矿位置，明确矿床的部位，从而可以更好地提升深部钻探找矿的技术水平，操作也会不断的提高。与此同时，还要重点展开分析，落实矿产资源分布区域特点掌握，对于矿产地质条件展开全面的分析，落实资源勘查的相关工作，对于周边地质条件展开研究，分析资源开采的标准和要求，让资源勘探和开采更加顺利的完成。

2.3加大地质研究力度

在金属矿产资源地质勘查的环节，应该充分地掌握矿产周边客观的具体条件，从这些方面出发，落实地质研究极为重要。在进行深度钻探找矿开始前，组织专业性技术人员对周边区域内的土质条件全面勘查和分析，探讨先进技术的应用效果，总结出金属矿产资源变迁与发展的规律，确定矿产地质的独特性特点，整合相关信息，全面掌握现场的实际情况，出具科研报告，给现场的矿产地质资源开采提供基础条件，从而可以预防因为客观条件产生不利影响，为找矿工作提供基础和根本。积极引入先进技术，使得金属矿产地质勘查中深部钻探技术的优化，实现多项技术的全面发展，构建完善技术体系，让现代化技术充分融合，为实现钻探目标提供基础。

结语

综上所述，深部找矿技术不断发展，在未来必然会要求新技术的融入，强调新深度、新要求和新设备。因此在当前的发展中要充分考虑技术存在的问题，并且积极解决这些问题，采取合理的手段来创新，确保找矿技术能够实现可持续发展。

参考文献:

[1]田俊.地质勘查和深部地质钻探找矿技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2022,(01):190-192.

[2]苏厚斌,李宽.地质矿产勘查和深部地质钻探找矿技术研究[J].世界有色金属,2021,(20):57-58.