深部礦體勘探鉆探技術方法及設備研究成果摘要

本項目開發(fā)了FYD-2200型分體塔式全液壓動力頭鉆機，將全液壓鉆機的鉆進效率高、操控性能優(yōu)良的特點與鉆塔起下鉆速度快的特點有機結合形成了一款具有自主知識產(chǎn)權的新機型。施工的第一個鉆孔創(chuàng)造了當時我國小口徑繩索取心鉆孔深度記錄2706.68m。采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)管材研制的深孔繩索取心鉆桿結構和螺紋形式，改進了熱處理和表面處理工藝，提高了鉆桿的強度、柔韌性和耐磨性，較好地解決了3000m以內(nèi)繩索取心鉆探施工鉆桿的問題。國內(nèi)首次在小口徑巖心鉆探中采用全景鉆孔數(shù)字成像技術，獲得地質(zhì)信息，配合巖心定向測量，解決了單孔中巖礦層延伸方向判別的難題。開發(fā)了全方位定向鉆孔設計與軌跡動態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)了鉆孔地質(zhì)設計書、鉆孔地質(zhì)柱狀圖和鉆探工程設計綜合圖件自動生成。

本項目綜合研究包括基礎理論研究和應用研究。基礎理論研究主要是對鉆探設備、鉆探方法及工藝進行優(yōu)選，形成深部找礦鉆探技術優(yōu)化組合方案，另外，還包括對特種鉆探方法，如受控定向鉆探、氣動錘反循環(huán)鉆探和泡沫鉆探等的理論研究，為應用研究提供理論指導和依據(jù)；應用研究主要是針對生產(chǎn)技術難題，如深孔鉆探鉆孔彎曲、硬脆碎地層鉆探效率低、堅硬“打滑”地層難以進尺等進行研究攻關等，需要研究解決的難題非常多，所需采用技術方法必須多樣化，除采用較常規(guī)、投入少、便于實施的技術方法外，往往還需采用技術較復雜的特種鉆探方法，如解決鉆孔彎曲、實施定向鉆進所需采用的受控定向鉆探方法等。鑒于鉆探技術應用研究必須結合生產(chǎn)實際來進行，加上時間、費用限制，本次重點進行鉆探設備、鉆探方法及工藝優(yōu)選等前期基礎性研究和對急需解決的生產(chǎn)技術難題的攻關性應用研究。 2100433B

“勘探技術與地質(zhì)鉆探學”的研究領域主要包括勘探技術和地質(zhì)鉆探學兩個方面?？碧郊夹g涵蓋鉆探技術、坑探技術、勘探機械和安全技術。地質(zhì)鉆探學涵蓋鉆探基礎理論、鉆探方法、鉆井液、巖礦心采取、鉆孔彎曲及定向鉆進等 。

“勘探技術與地質(zhì)鉆探”是能夠直接獲取地下實物地質(zhì)資料的唯一技術方法。該技術方法是地球科學研究、地質(zhì)資源調(diào)查、礦產(chǎn)勘探、工程地質(zhì)勘察、驗證地質(zhì)理論以及地球物理勘探異常等所必需的，也是各類巖土工程、基礎工程、鉆孔采礦、地質(zhì)環(huán)境保護和地質(zhì)災害防治等所必需的。

“勘探技術與地質(zhì)鉆探學”是地球科學不可缺少的重要組成部分，在地質(zhì)類學科中具有唯一性和不可替代性。在過去的專業(yè)分類中，勘探技術與應用地球物理、應用地球化學和遙感技術同屬于“地質(zhì)勘查技術”范疇。在學科分類中，它與工程地質(zhì)同屬于“地質(zhì)工程學科”范疇。地球物理學、地球化學、遙感地質(zhì)學和工程地質(zhì)學均早已列入國家自然科學基金委地球科學部資助的研究領域。由于歷史原因，“勘探技術與地質(zhì)鉆探學”一直未能列入國家自然基金委資助范疇，嚴重制約了該領域基礎研究工作的深入開展，也影響了地質(zhì)工程學科的均衡發(fā)展 。