1、2023年8月上 世界有色金属 193地质钻探技术在工程地质勘察中的应用分析李家峰，邵吉亮，张亚坤*（中国地质调查局牡丹江自然资源综合调查中心，黑龙江 牡丹江 1 5 7 0 0 0）摘 要：中国地域广阔，各地区的地质情况千差万别，给工程地质勘察工作增加了难度。为了能够深入勘察，可以利用地质钻探技术，通过精确分析获取有效信息。本文首先分析了地质钻探技术在工程地质勘察中的实际应用，然后探讨了其在固体矿产勘查工作中的作用，明确了不同地质钻探技术应用的要点，为相关研究人员提供了参考。关键词：地质钻探技术；工程地质；勘察中图分类号：T U1 9 5 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6
2、 5（2 0 2 3）1 5-0 1 9 3-3Application Analysis of Geological Drilling Technology in Engineering Geological SurveyLIJia-feng,SHAOJi-liang,ZHANGYa-kun*(Mu d a n j i a n g Na t u r a l Re s o u r c e s C o mp r e h e n s i v e S u r v e y C e n t e r o f t h e C h i n a G e o l o g i c a l S u r v e y B
3、u r e a u,Mu d a n j i a n g 1 5 7 0 0 0,C h i n a)Abstract:C h i n a h a s a v a s t t e r r i t o r y,w i t h d i f f e r e n t g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s i n d i f f e r e n t r e g i o n s,w h i c h i n c r e a s e s t h e d i f f i c u l t y o f e n g i n e e r i n g g e o l o g i
4、c a l s u r v e y w o r k.I n o r d e r t o c o n d u c t i n-d e p t h e x p l o r a t i o n,g e o l o g i c a l d r i l l i n g t e c h n o l o g y c a n b e a p p l i e d,a n d t h r o u g h p r e c i s e a n a l y s i s,e f f e c t i v e i n f o r ma t i o n c a n b e o b t a i n e d s mo o t h
5、l y.T h i s a r t i c l e f i r s t a n a l y z e s t h e p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n o f g e o l o g i c a l d r i l l i n g t e c h n o l o g y i n e n g i n e e r i n g g e o l o g i c a l e x p l o r a t i o n,a n d t h e n a n a l y z e s i t s r o l e i n s o l i d mi n e r a l e x
6、 p l o r a t i o n w o r k,c l a r i f y i n g t h e a p p l i c a t i o n p o i n t s o f d i f f e r e n t g e o l o g i c a l d r i l l i n g t e c h n o l o g i e s,a n d p r o v i d i n g r e f e r e n c e f o r r e l e v a n t r e s e a r c h e r s.Keywords:g e o l o g i c a l d r i l l i n g
7、t e c h n o l o g y;E n g i n e e r i n g g e o l o g y;s u r v e y收稿日期：2 0 2 3-0 5作者简介：李家峰，男，生于1 9 8 7 年，汉族，河南固始人，本科，助理工程师，研究方向：资源勘查工程。在社会经济高速增长的背景下，能源需求不断上升。矿产资源作为现代化工业建设的主要能源之一，相关人员更加认识到钻探技术在地质勘察中的重要作用，积极推动新技术的研发和应用。高效运用钻探技术可以帮助工作人员精确掌握施工现场的地质结构分布，提高矿产资源的开采效率，并为地质勘查提供可靠的数据支持。近年来，随着地质资源勘查项目的增多，我国购
8、买勘查设备的频率也在增加。与此同时，地质技术和设备供应也在不断变化，在满足市场需求的过程中，定制设备成为勘探单位的主要配备工具1。在实践中，为了满足勘察市场的需求以及深度化和自动化的要求，一些大容量、大功率、尖端精密的勘查设备也不断为地质勘查市场提供服务，技术人员也在不断改进钻探技术，并取得了巨大成效。我国地质调查和矿产勘查数量的增长，同样也提升了地质钻探技术水平。但从目前整体发展形势来看，我国现有技术与世界先进国家的施工技术水平还存在一定差距，需要相关人员在工作中及时改进和完善，大胆尝试，敢于创新和发展，推动我国地质调查行业稳步发展。1 地质钻探技术在资源勘查中的作用钻探技术是影响我国矿产勘
9、察和地质调查工作水平的重要因素，在实际应用中，工作人员通过采集岩心、岩屑和流体等信息，获取所需的钻探数据。在地质勘察工作期间，勘察技术能力越强，工程进展越顺利2。同时，相关人员执行勘察任务时必须选择科学先进的钻探技术。在实际操作过程中，工作人员需要全面了解地形结构和岩层岩性，认真分析岩层提取和夹层提取的数据是否匹配。受岩层分布结构影响，具体施工中选用的技术差异较大，工作人员需要确保钻探技术的科学合理性。工作人员在勘察水文时，应根据地下水层所处位置情况，确定钻探深度和具体操作速度，并进一步论证最终方案的可行性。如果施工区域内地下水层分布不均，需要在分层止水技术的辅助下完成钻探工作，以保证技术应用
10、的合理性，提高勘察结果的准确性。2 钻探对固体矿产勘查工作的作用2.1 解决复杂地层许多问题在固体矿产勘查过程中，钻探技术可以有效地解决深部地质构造复杂的问题。同时，它还可以有效地控制风化破碎、松散水面等复杂地层。这对提高固体矿产资源勘查工作效率至关重要3。2.2 控制钻孔偏斜问题在固体矿产勘查工作中，一些情况会导致实际工作无法满足地质勘察的规范要求，尤其是在角度变化的过程中。通过应用钻探技术，可以使其符合实际要求，合理地控制钻孔偏差问题。这主要是因为钻探设备具有自动化控制功能，在实践中能够有效地定位钻孔的变化，提高纠正偏差的效果。2.3 解决样品采取难问题在进行固体地质矿产资源勘查时，样品的
11、提取非常重要。通过应用钻探技术，可以有效地解决与钻探相关的难题。主要通过深层钻进的方式提取所需样品，从而促进地质资源勘查的进行。2.4 可有效控制钻探施工成本在地质资源勘查过程中，由于施工环境的特殊性，对施世界有色金属2023年8月上194工材料和工具的性能和强度要求非常高。因此，在施工过程中产生的施工成本较高。通过合理的钻探工艺，可以有效地减少工具和材料的使用量，从而有效地控制钻探施工成本。3 工程钻探在钻探领域的发展3.1 工程钻探的发展趋势在地质资源勘查过程中，基础设施建设需要钻探技术的支持。因此，在项目进行地质勘察是非常重要的，它能够为基础设施建设提供相关地质数据，并确保工程按照要求进
12、行。在工程钻探领域中应用地质钻探技术，可以满足工程施工的多元化需求，并且在技术不断发展的过程中，对促进工程项目的建设和地表基质调查有着重要作用。3.2 工程钻探的施工标准技术人员在进行钻孔作业时，必须严格按照预先确定的孔位进行操作，若需要调整位置，当距离超过50米时，应当向项目组报批，并签署相关的书面确认文件。进行地质钻孔作业时，孔径应大于110毫米。岩芯采取率：粘性土和完整岩体不低于90%，砂类土不低于70%。风化带和破碎带不低于65%，卵砾石类土不低于60%。无岩芯间隔的黏土不得超过1米，其他情况不得超过2米。控制回次进尺范围，不得超过1米。工作人员必须精确掌握钻孔深度，必须使用钢尺进行准
13、确测量，误差值应在百分之一以内；孔斜测量误差值应控制在2%以下。对于超过水位以上或者超过5米的岩层结构，应采用干钻作业模式。每天开始钻进作业前，工作人员必须检查钻具的精度，测量误差值应控制在5厘米以内。在钻进作业进行中，当地下水位首次出现时，需及时测量并记录数据。开始钻孔作业前，必须正确测量水位，并控制误差值不得超过2厘米。钻孔作业完成后，按照要求进行封孔操作，并拍照登记相关工作的完成情况。3.3 工程钻探的注意事项第一，必须使用指定的钻具，在获取到岩心后，通过技术人员的深入分析和探讨准确获得地质内部数据。第二，在提取岩心的过程中，工作人员需使用专业工具，按照特定的工艺流程进行碎岩操作。目前，
14、在碎岩作业中应用的技术种类较多，因此岩心的尺寸也各不相同。通过对岩心的分析，技术人员可以进一步了解地层和矿物的结构分布，从而掌握地层结构的特征和变化情况。选择适宜的钻探技术，技术人员能够准确了解地层内部的流体特征，进一步了解地质内部的结构分布，为后续研究工作的顺利进行提供完整的数据保障。4 地质钻探技术在工程地质勘察中的应用4.1 绳索取芯钻探技术绳索取芯钻探技术在我国地质勘察工作中的应用现状表明，使用岩心导管和专用打捞设备可以提高其效果。该技术具有以下优势：首先，在获取岩心时，一般情况下不需要频繁提升钻杆；其次，该技术使用的施工器材易于操作，适用范围广泛；此外，对钻孔深度没有过高要求，人工劳
15、动强度较低，因此勘测效率和质量更有保障。目前，绳索取芯钻探技术在坑道、冰层以及固体结构的矿产勘察和开采中得到了广泛应用。打捞器是金刚石绳索取芯作业中的主要施工器械，需要配备钢丝绳。这种工具应能与所有管件正常连接，并通过钢丝绳和打捞器将其拉至地上。它能够有效清理内部杂质，提高钻杆的性能和安全保障。4.2 液动潜孔锤钻探技术液动潜孔锤钻探技术是对回转钻探技术的改进和升级，其运动动力主要来自冲洗液，在完成输送和岩心取样任务的同时，提供孔锤的动力。相比之下，液动潜孔锤技术在实际应用中成本损耗明显降低，管理难度也较低，因此在矿产行业和隧道工程施工中得到了广泛推广4-6。为提高该技术的应用价值，应重点关注
16、以下内容：首先，随时关注并确保设备处于良好运转状态；其次，重点关注液压泥浆泵的性能是否满足现场施工要求；最后，严格控制冲洗液的含沙量，并保持良好的润滑性，以避免液动锤在作业过程中出现过多损耗，影响勘探能力。4.3 多工艺空气反循环钻进技术多工艺空气反循环钻进技术经过对多种钻探技术的研究和比较，空气反循环技术表现出更高的水平和明显提升的施工效率。该技术可以在不受地形条件限制的情况下取得良好的钻孔效果。实践证明，使用多工艺空气反循环钻进技术可以满足钻进作业进度要求，并为地质工程的顺利施工提供重要保障。然而，在岩心取样操作中，该技术无法满足柱状岩心的施工要求，因此在实际应用中受到一定的制约，应用范围
17、并不广泛。利用空气的压缩作用力，该技术确保潜孔锤钻机的作业动力，提高了矿产勘查行业的整体水平。潜孔锤的反复作业有效提升了岩石的破碎效果，通过工业废气的带动，岩屑脱离了地表。多工艺空气反循环技术在实际应用中取得了明显的成效，但也存在一些局限性。由于不同岩石的硬度不同，钻探作业方式有明显差异，因此相关人员需要根据实际情况进行操作。4.4 高精度受控定向钻探技术在矿产开采行业的施工中，周边自然和地理条件对施工影响较大。为了避免这些影响因素，工作人员需要根据地形特征选择适合的定向钻探工艺。即使施工现场地形结构复杂，工作人员也可以依靠前期工程建设数据完成勘察工作。定向钻探技术在地质勘察中起着重要作用，能
18、够按照需求完成各种规格的定向孔作业，减少人力操作，设备性能要求并不高，进一步缓解地质调查单位的资金压力，降低施工成本。具体施工中，每个主孔可钻入多个分孔，这些分孔呈羽状突出。根据实际情况来看，定向钻探技术的探测结果更加准确。钻探施工必须严格按照既定目标进行，确保钻孔的运动方向和路线与实际要求一致，保证设备高效运转。液动螺杆钻是不可或缺的设备，即使在无承载条件下也能完成下钻勘探作业。在我国，该技术适用于隧道项目的地质勘查以及陡峭坡地的施工，能够精确测算孔位。实际应用中，操作简2023年8月上 世界有色金属 195便，资金投入不高，工程量也不大。由于我国大部分地区的岩石体分布受限于岩芯尺寸，高精度
19、受控定向技术尚未得到广泛推广，无法达到目前的岩石取样标准。在地质勘查工作中，一旦确定采用受控定向钻探工艺，相关人员必须提前做好安全防范措施，及时消除周边潜在风险，同时严格控制孔的精度，提高安全和质量保障。4.5 深部地质钻探技术我国地域广阔，地形差异大，其中蕴藏着丰富的矿产资源。由于地形的多样性和位置的差异，从地表到深处都存在大量的矿产资源，现场开采难度逐渐增大。在经济快速发展的时代，能源需求逐步增加，传统的钻探勘测技术已经相对落后，许多深埋的矿产需要深度钻探技术来满足社会生产和生活的矿产建设需求。从实际应用效果来看，深度钻探技术在矿产施工中提高了工作效率，工程进展更加顺利，同时对周边环境的干
20、扰和破坏也更小。采用深度钻探技术后，矿产开采行业的现场施工流程得到规范化，并且项目运营成本得到合理压缩。深度钻探工艺的现场应用中，钻具和钻杆的性能以及操作工艺起着重要作用。技术人员应重点关注这类设备的承受力是否能够满足现场压力变化的要求，避免在实际应用中出现性能损耗，保证钻探数据的科学准确性，确保实际操作中钻具和钻杆的平衡性良好。5 地质钻探技术在工程地质勘察中的应用措施第一，我们要结合以往的施工情况制定一套科学规范的安全生产管理标准。为了确保管理体系的真实可靠性，相关人员应在以下阶段推进工作开展。首先，在工作中不断改进和完善安全管控制度。地质调查管理人员应随时关注国家政策和法规的变化情况，为
21、工作的顺利开展提供更全面的约束和保障。提高现有员工的安全意识，推进制度的有效落实。虽然钻探技术不断升级，但由于施工环境的限制，仍然存在很大风险。地质调查监管机构应切实发挥职能作用，从思想上提高认识，认真贯彻和执行行业安全管理理念。合理分配工作任务，使每个监管环节都落实到具体的人员。在地质勘查工作中，应注重落实钻探技术的基础工作，提高每个员工的风险排查和隐患治理能力，从源头上消除安全隐患。第二，我们要加强施工器材和设备的管理。钻探技术的实际应用中，设备的性能必须达到现场施工要求，并与施工所需材料、项目运作资金以及现场施工效率密切相关。有关部门应提高对设备质量管控的重视。在地质调查资金许可的条件下
22、，选择一些性能优良、质量安全有保障的施工设备。施工中采用的设备越高品质，不仅保障了设备的安全运行，还明显改善了工程质量和效率。地质调查单位应注重设备的日常管理，所有工作人员必须通过专业培训并达到考核标准后方可上岗作业。相关设备的使用必须严格按照规范执行，尽量避免人为原因导致严重磨损。第三，为了有效开展地质勘查工作，地质调查单位应加强员工的安全教育，逐步完善现有安全体系，确保地质勘查工作顺利进行。第四，地质调查单位应重点培养人才，提高现有员工对钻探技术的掌握和应用能力，为地质勘查的顺利开展打下坚实基础。第五，我们要加大对新技术的推广和运用，不断提升我国地质勘查行业的整体水平。6 地质钻探技术在工
23、程地质勘探中发展趋势6.1 定位数字化未来地质勘探的发展将转向数字化。这使得传统的技术形式会发生变革，将技术与信息科技相结合，推动钻孔技术向数字化方向发展。通过利用技术构建数字化应用系统，实时监测开发资源情况，并实现资源整合和定位轨迹等功能。在这种情况下，系统能够收集钻探技术所需的数据，并同时进行施工控制。6.2 孔钻深度化在进行大规模勘探工程时，其地下深度通常在300m到500m之间，拥有巨大的开发潜力。然而，由于受到技术和理念等因素的影响，往往无法进一步深入。而在未来的发展中，各种技术水平不断提高，可以针对钻孔技术进行进一步研究，以便根据需求深化钻孔深度，并注意设备和技术变化，以预防事故发
24、生。6.3 碎石高效化在进行地质勘探施工时，提高碎石水平的方法是精细化打磨材料，并对其进行深入研究，以加强碎石技术的应用。在未来的发展中，工作人员可以利用高精度设备进行碎石工作，并提前计算不同方式的优缺点，选择最佳的碎石处理工艺，以达到理想的工作效果。7 结语综上所述，我国当前经济发展中的能源产业离不开钻探技术的带动。根据我国当前钻探技术的实际应用情况，我们可以深入了解施工现场的地质分布情况。工作人员通过钻探取芯和采样分析技术，准确掌握地质结构，精确分析矿产的分布情况，并以此为依据制定合理的开采计划。随着科技的不断发展和进步，钻探技术的应用范围不断扩大，已成为城市发展规划中不可或缺的重要技术手
25、段之一，为各行业的安全稳定发展提供全面保障。1岳资州.地质钻探技术在铁路隧道工程中的应用J.四川水泥,2021(07):153-154.2杨勇.工程地质勘察中钻探技术的应用J.价值工程,2020,39(20):244-245.3余天富.论地质工程勘察中钻探技术的方法及其应用分析J.中国金属通报,2020(04):199-200.4何文强,吴其辉.浅谈地质勘查和深部地质钻探找矿技术J.世界有色金属,2020(03):221+223.5马正成.工程地质勘察中钻探技术方法及应用J.有色金属设计,2019,46(02):107-109.6张旭波.地质雷达技术在复杂地质条件岩土工程勘察中的应用J.西部资源,2019(03):158-160.
