深部探矿钻探特点及技术研究

摘要：随着我国社会进步、经济的快速发展，推动着矿业的快速发展，资源的大量消耗，导致矿产需求量不断增多，向深部探矿钻探成为必然。本文就深部探矿钻探的现状、特点及技术展开分析与讨论，促进我国矿业的快速发展，为地质勘查工作提供依据。

关键词：深部探矿;钻探特点;钻探技术

引言

随着我国经济和社会的持续快速发展，对地下矿产资源的需求和消耗逐年增加，使矿产资源紧缺的供需矛盾日益突出，矿产资源的供给和保障问题已成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题。全国大部分经济较发达地区的浅部矿产资源已被探明、开采而趋于枯竭，不得不转向深部探矿的研究。

1.深部探矿钻探的现状

我国的幅员辽阔，矿产比较丰富，从我国现阶段矿产资源勘查开发利用情况来看，在深部探矿钻探方面还存在很大的潜力，在我国一般地质探矿勘查工作平均深度在300～500m之间，与国外比存在差距。目前我国深部探矿技术还在起步阶段，随着深部探矿深度的不断增加，在深部探矿钻探技术上还有诸多问题亟待解决。

深部地质钻探面临的主要问题有：投入不足，装备落后，更新缓慢等。用于深部眼眶钻探施工的配套装备非常有限;深部探矿钻探队伍的组织体系缺失，相应的人才匮乏，深部探矿钻探观念保守;缺乏深部探矿钻探科技创新的领军人员;深部探矿钻探生产一线缺乏高素质的钻探工人，不利于深部探矿钻探工程产业的发展。

2、深部探矿钻探地层特点

2.1地层复杂

深部探矿钻探一般受地质构造的影响，矿层及其顶底板附近地层一般都比较复杂，一般地层经过长期的构造运行，就会出现很多不稳定的地层，既有裂隙、破碎、松散等力学不稳定地层，尤其是在深部探矿钻探施工周期比较长，地层被钻穿后裸露的时间比较长，就容易造成地层孔壁失去了原有的稳定性;如果遇到坚硬打滑地层，深部探矿钻探的钻头寿命和回次进尺短，打捞岩心辅助的时间比较长，影响深部探矿钻探的效率。

2.2地层多为硬岩

地层上部为一般第四系、新近系等松散地层，地层下部一般为基岩地层。深部探矿钻探与浅部探矿钻探相比，深部探矿钻探钻穿上部同样的松散地层及浅层基岩，地层下部继续钻进多为硬岩。所以，在深部探矿钻探中，较多的地层为硬岩。

2.3钻遇地层类型多

深部探矿钻探与以往浅部钻探相比，深部探矿钻探是向地壳深部的进一步延伸和探索，深部探矿钻探必须首先完成浅部地层钻进后，才能继续进行深部探矿钻探，因此深部探矿钻探的地层类型多，往往涉及的地层是更多、更古老地质年代所形成的地层。

3、深部探矿钻探技术

3.1金刚石绳索取心技术

钻探技术第一次革命就是绳索取心钻探技術，在全球深部探矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的深部探矿钻探技术。国产绳索取心钻探钻具存在质量差、材质不佳、容易折断和脱扣等问题，不能满足1000m深部探矿钻探的需要。而深部探矿钻探一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻探钻具内管的普通钻杆来完成深部探矿钻孔取心作业，这就在完成绳索取心作业的同时增大了深部探矿钻探钻孔工作量。

金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心钻探技术应用于深部找矿的另一个原因。这就使得国内金刚石钻头钻进效率偏低、寿命短。据相关调查发展，我国所制造的的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40m。

3.2液动锤钻进技术

液动锤钻进技术在大陆科学深部探矿钻探工程中的成功应用，在推动了我国深部探矿钻探技术水平的进步、拓宽应用领域起到了至关重要的作用。但是在普通探矿钻探生产条件下，由于泥浆固控系统还停留在传统的岩粉自然沉淀的水平，液动锤钻进技术在钻进过程中泥浆固相含量较高，导致液动锤内部零件频繁卡死，液动锤钻进技术工作寿命大幅度降低，液动锤钻进技术从而提钻频繁。

3.3空气泡沫钻探技术

经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的空气泡沫钻探工艺和空气泡沫钻进规程。空气泡沫钻探技术由于后正值地质钻探工作量锐减，而空气泡沫钻探技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此空气泡沫钻探技术推广应用处于停滞状态。

3.4反循环连续取样（心）钻探技术

钻探技术第二次革命是反循环连续取样（心）钻探技术。采用反循环连续取样（心）钻探技术获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体厚度、矿体埋藏深度、矿体的品位等物化参数的基本要求，而且反循环连续取样（心）钻探技术在钻探施工速度要比传统的深部探矿技术施工速度提高5～10倍，大大降低了深部探矿钻探的施工成本。但由于我国地质上是以岩屑代替传统的柱状岩心，且需使用特殊的双壁钻杆，所以反循环连续取样（心）钻探技术的推广应用受到较大阻力。

4.结语

综上所述，深部探矿钻探技术对我国的矿产开采与利用具有重要意义，深部探矿钻探面临更大的风险和挑战，除深部探矿钻探的地层类型多、复杂多变等客观因素外。在深部探矿钻探设备、钻探方法和工艺方面仍然存在一些问题，有效的解决其中存在的问题，可以有效的加快深部探矿钻探事业的发展，为我国矿产资源的深入挖掘提供更安全可靠的技术。

参考文献：

[1]任文.现代钻探技术的分析应用[J].科技创新与应用，2014（6）：298

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