摘要：矿产资源是支撑我国社会经济发展的重要能源资源，在经济发展水平逐步提高的背景下，逐渐增加了对矿产资源的需求量。不断开采各类矿山，促使开采作业难度逐渐加大。为了提升矿山开采效率，就需要对矿山地质条件进行清晰的分类，进而选择相适配的地质钻探方法。本文基于此，针对矿山地质条件的三种不同类型展开分析，并探究了地质观测、正循环钻进、冲击回转钻进、反循环回转钻进等方法。

　　关键词：矿山开采；地质条件；钻探

　　在矿山开采以及地质勘探工作当中，地质钻探技术都具有举足轻重的作用。伴随科技水平的腾飞，地质钻探技术不断创新发展，进而为更深层次的资源勘探与开采提供了强有力的支撑，奠定了良好的工作基础。而在地质勘探作业中，也需要对地质条件展开精准的分类，从而能够根据矿山地质结构的差异性，对矿产开采作业办法进行合理选择，形成相适配的作业办法，对于矿山作业效率的提升具有积极促进作用。

　　1矿山地质条件分类

　　1.1简单类型

　　对矿山地质条件类型进行分类，判定其属于简单矿山地质类型，需要对矿山周围的地下水位进行观察。通过实地探测矿山结构，发现在矿山中的矿层超过70%以上均位于地下水位之上，且在矿坑周围进行勘探，发现其整体具有较为简单的进水边界条件。分别探查矿山结构地下水中的含水层以及充水层，发现其具有较差的富水性特征，且具有更为集中的地下水径流，属于独立水源结构，与周围的地表水之间并不会形成密切的关联。

　　且经过探测计算，发现在简单类型的矿山地质结构当中矿坑每天中的涌水量不会超过3000m3，在地下进行采矿作业时的区域不会受到充水层影响造成较大的破坏问题。且在该种类型的地质结构当中，矿山的矿床围岩结构主要是巨厚层状的整体岩石结构，且不具备完全发育的岩溶裂隙带，岩石伴随着一定的弱风化情况。观察矿山的采空区，发现其与地表残积层之间间隔5m以内，经过测试，具有更为稳固的矿层顶底板结构，能够充分支撑矿山基础作业，对于作业安全起到一定的保障作用。

　　并且对简单类型的矿山地质条件进行总结，发现其具有更为直观且简单的地质构造，包括不高于36°倾角的矿层以及矿床围岩，不具备完全发育的断裂结构，进而保障在采矿活动当中可不受断裂带的影响，形成更为稳定的采矿表现。且在此类地质条件环境中，具有较为简单且单一的地貌单元，在这样的地形条件下，促使矿山开采作业超过70%均可以进行自然排水处理。

　　1.2中等类型

　　中等复杂程度的矿山地质条件分类，是当前阶段在矿山开采活动当中较为常见的一种类型，通过对这一类型的矿山地质条件进行勘探总结，发现其与简单类型的矿山地质条件具有极大的差异性。基于实际来讲，该种类型的矿山地质条件结构中矿层体超过70%以上均处于地下水位以下，且对矿坑的进水便捷条件进行勘查，发现其具有一定的复杂性，但经过相关方式加以处理，也能够有效解决。

　　观察中等复杂类型的矿山地质条件，发现在地下水的充水层以及含水层当中具有一定的富水性，与此同时，在其中包含了岩溶裂隙发育带以及构造破碎带等。对该类型的矿山矿坑用水量进行测量，发现在全天中，最少涌水量为3000m3左右，而最高涌水量则能够达到10000m3，在地下进行矿山开采作业的过程当中，极易受到涌水问题的影响，进而破坏充水层以及含水层等，造成采矿作业面临安全问题以及进度阻碍。进行详细勘查，矿床围岩的岩体结构主要为薄—厚层状结构，岩溶裂隙以及蚀变带等存在着一定的已经发育现象，对局部地区结构进行勘探，发现存在着软弱岩层结构的问题。

　　矿山采矿作业位置与基岩风化破碎带、地表残坡积层等结构之间保持着5m～10m的间隔，具有较为稳定的矿层围岩以及顶底板结构。观察该类型的矿山地质结构，发现其同样具有相对简单的地质构造，计算岩层倾角，发现矿层以及矿床围岩均能够控制在36°~55°之间。岩层结构具有相对较大的产状变化，进而促使导水断裂带无法形成良好的导水效果，这样的现象将会对井下采矿作业造成一定影响，存在安全隐患。分析该地质条件类型，在此类矿山结构当中，包含了2～3个左右的地貌单元，这样的地形条件能够满足30%～70%之间的矿体自然排水，且主要硐口位置斜坡与岩层之间呈斜交状态。

　　1.3复杂类型

　　随着我国矿山资源的不断开发，扩大了矿山开采范围，在逐步加深矿层挖掘深度的过程中，也逐步涉及到更加复杂的地质条件类型。具有高复杂度的矿山地质结构在矿山开采过程当中增加了采矿难度，通过对以往矿山开采作业当中所涉及到的高复杂度地质条件进行整合分析，发现此类矿山地质具有以下特征。首先，这样的矿山矿层体超过80%以上均处于地下水位之下，造成采矿难度较大。且具有更加复杂的矿坑进水边界条件，具有相对较多的充水水源数量，并且对该矿山结构下地下水含水层以及充水层进行分析研判，发现其具有极强的富水性，且伴随发育了大量的岩溶裂隙带以及构造破碎带等。

　　在地下矿山开采作业当中将会面临着较大的老窖水威胁。一般情况，在高复杂类型的矿山地质条件下，矿坑的涌水量相对较多，最多每天能够达到超过10000m3的总量，过多的涌水量将会对地层结构造成影响，在地下进行采矿作业时，可能会造成含水层破坏，严重威胁作业安全。并且对矿床整体结构进行勘探，发现在矿床周围岩体呈现出散体以及碎裂结构等，存在着较为严重的岩石风化现象，通过对采空区以及地表残积层之间的距离进行测定，发现在基岩风化破对待，以及地表残积坡积层位置与采空区之间具有超过10m以上的距离，矿床围岩以及顶底板结构等难以保持相对较为稳定的表现，矿山整体的工程作业范围内均存在着地基稳固性较差的问题。

　　这一类型的矿山地质条件本身的构造极其复杂，形成了超过55°倾角以上的矿床围岩以及矿层结构，且伴随着较为明显的岩层产状变化，在导水断裂带动作用下，将会对主要的含水层、覆岩以及矿层围岩等结构产生切割作用，进而促使井下采矿作业安全受到威胁，难以保障井下采矿作业安全。并且对复杂矿山地质条件进行全面详细的勘探，发现在这样的地貌结构中，超过了3个以上的不同类型地貌单元数量，受到这样地形条件的限制，促使矿体结构在开采过程当中仅能够保持30%以上的自然排水方式，并且主要硐口位置斜坡与岩层倾角之间具有相一致的表现。

　　2地质钻探方法

　　地质钻探方法是在地质勘探与矿山开采活动当中最为有效的技术手段，通过各种不通过的钻探方法，适应不同的地质条件结构，进而形成更为有效的勘探作业，有助于提升作业水平。随着科技水平的提升，促使地质钻探技术水平逐步提高，同时也将会呈现出更加广泛的应用效果。

　　2.1地质观测

　　展开地质观测作业，主要是在地质钻探过程中开展动态记录，进而对钻探作业中的各项数据资料等进行详细的整合，有助于后续进行分析并对矿山作业技术进行合理选择。在地质观测中，所记录的数据内容包括钻探过程中的涌水位置、出水量、钻孔水位变化参数、裂隙长度参数、水温变化数据、流砂以及冲洗液漏失等，通过这样的内容资料记录整合，进而能够形成完整的工作经验，为后续作业提供参考。具体来讲，在观测过程当中，应做好以下几方面的内容。

　　首先则是对水位变化进行精准的观测。在观测水位的作业环节中，涉及到两方面的内容，一方面，当冲洗液为清水时，在钻探过程当中，要求对下钻前水位以及下钻后水位按照5min的间隔进行定时测量，进而观察清洗液是否存在着漏液问题。若出现严重的漏水现象，则应当应用近似稳定水位的观测技术展开处理。另一方面，当冲洗液为泥浆时，则在这样的作业环节当中，可省去对水位的观测作业活动，该测量方式主要是在冲洗液钻进过程中判断钻孔内部的水位变化情况。

　　其次，对冲洗液的消耗情况展开精准的观测。在地质钻探作业当中，冲洗液的用量与透水性具有着直接的关系，通过对冲洗液的使用变化情况进行整合，则能够清晰直观的透水变化。因此，在钻探作业当中，应当认真观测冲洗液的应用情况。若在钻探作业当中，发现钻孔穿透了含水层的底板结构，则此时在钻进作业中将会呈现出冲洗液大量消耗的现象，基于这样的情况，观测时间间隔应按照10min～30min不等，视冲洗液漏失的具体规模决定，对冲洗液的消耗情况进行清晰的记录。

　　最后，需要对地质构造的活动情况进行观测。针对于地质结构较为活跃的区域，需要使用精密水准仪，对地形结构产生的变形量进行精准的测量，从而精准检测反馈断层结构出现的位移变化程度以及地应力场的实际变化情况等。与此同时，也需要定期对垂直活动断裂带开展短水测量作业，并且结合实际，若作业需要，应当对地震台网进行设置，从而全天候监测地震活动，进一步分析矿区内地质结构的稳定性程度。

　　2.2正循环钻进法

　　在地质钻探作业当中，由于遇到的地质条件类型存在一定差异，则在钻探中可能会遇到各种不同硬度的岩层，因此应根据不同岩层结构展开合理的选择，其中最为常见的一种钻探方法就是正循环钻进方式。

　　在正循环回转钻进的过程当中，应当对钻进方法进行有效的控制，包括各种不同的要素，包括钻机就位准备和初钻作业，在钻进过程当中应当对钻进速度展开有效的控制，并对泥浆性能展开处理，进而更为精准的对孔位进行控制，进而开展顺利的钻进作业。

　　基于实际来讲对钻进速度进行控制的过程当中，应按照土层结构的不同种类以及性质进行决定，例如在和土地质结构当中进行钻进作业，由于泥浆本身具有相对较大的和性，则应当在钻进中按照中等速度，适应尖底钻锥并配合稀泥进行大量泵送的方式展开钻进作业。利用该钻进技术进行作业，在作业过程当中同样具有较为严格的要求，具体来讲，则包括了以下两方面的内容。

　　首先，对钻具的合理选择，要求根据钻孔的参数要求，考虑深度以及直径两方面的内容，并根据GB9808-9812标准中的相关要求，选择相适配且规格质量与技术相符的钻具。为保障在钻进过程当中始终形成良好的作业质量与效率保障，应当定期更换钻具设备，通过更换钻杆的方式，起到良好的设备应用效果。结合实际来讲，若钻孔深度相对较浅，则可以在轴上直接对钻杆进行更换，若在钻进作业中的钻孔深度较深，则可以将中间抽出之后，对梁头进行更换的方式完成交替使用。若需要更换钻孔直径，则可直接替换异径导向钻的方式完成对钻孔的继续钻进作业，此时对于钻具提出了相应的要求，应按照3m～5m长度的要求对导向钻具进行合理的选用。

　　且在钻进过程当中，若口径过大，则对孔内冲洗液的上返情况进行观察，若发现达到了0.1m/s的上返速度，则此时应当将粉管增加在钻具当中的方式展开钻进作业。当完成钻进作业之后，应及时的对钻孔内部的沉渣进行打捞。在钻进作业的过程当中，应当对钻孔内部所出现的变化情况进行灌注，若出现泥浆压力参数降低、泥浆憋泵、回转阻力增加或是负荷突变等众多不同的问题，应当展开及时有效的处理。若通过其他处理办法无法形成有效的处理作用，就需要第一时间提钻进行检查作业，若发现故障问题较为严重，需要停钻处理，需要将钻具提升到钻孔外，避免其留存于钻孔内部。

　　其次，需要对牙轮钻进的技术参数展开有效的调整，应保障在钻进的过程当中各项参数均符合破碎岩石的技术强度标准，进而根据设备的参数性能以及钻具应用强度等，进行合理的选择。在炫金过程当中，应保持钻头巨头0.8m/s～1.5m/s之间的线速度，若在钻进过程当中遇到卵砾石层结构，则应当降低线速度，保持在0.6m/s左右，若地层的硬度相对较低且具有完整结构，则可适当提速进行钻进作业。

　　2.3冲击回转钻进法

　　冲击回转钻进技术的应用，则是同时利用冲击作用，结合回转的方式，完成同步钻探，进而形成更为有效的钻进作业效果。这一技术在应用过程中应当注意，将潜孔冲击器安装在回转钻柱以及取芯钻具之间，进而保障形成更为有效的轴向钻头压力、冲击脉冲等作用，同时结合钻杆的回转扭矩，则能够保障在钻进作业的同时完成对岩心的采取。在应用该技术的过程当中，可保障形成更为良好的硬岩层结构回转转速较快且回次进尺长度，避免钻孔过程中出现较为明显的弯曲变形现象，降低钻探作业成本投入。

　　2.4反循环回转钻机法

　　反循环回转钻进技术的应用主要是建立在钻具钻探过程当中，通过钻杆内控促使钻探介质携带钻进产生的岩屑返回地面。通过这样的钻进方式，能够形成更加快速的钻进效果，相较于正循环的钻探作业方法，该技术具有更加显著的岩屑携带返回能力，进而能够将钻进中残留在孔底的杂质快速带回到地表。

　　3结语

　　矿山开采作业在近年来的发展建设过程中备受关注，不仅需要提升开采效率与质量，同时也应当保障开采作业安全。因此，对于矿山开采提出了更高的要求之下，应当高度重视钻进方法的选择。通过对矿山地质条件进行更为清晰的分类，从而对应不同类型对钻进技术进行合理的选择，确保形成更为安全的作业条件，提升钻探作业质量。