学术论文投稿/征稿

欢迎您!请

登录 注册

手机学刊吧

学刊吧移动端二维码

微信关注

学刊吧微信公众号二维码
关于我们
首页 > 学术论文库 > 理工论文 钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中的应用论文

钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中的应用论文

13

2024-12-18 17:00:21    来源:    作者:liziwei

摘要:随着全球矿产资源需求的不断增长,有色金属矿山深部资源的勘查和开发变得尤为重要。钻探技术是通过钻机在地层中钻孔,采取岩心或岩屑样本,以了解地下的地质结构和矿产资源分布的一种技术。在有色金属矿山深部资源的勘查中,钻探技术可以揭示地下的矿体形态、品位、厚度等关键信息,为矿山开发提供科学依据。文章旨在探讨钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中的应用,分析其优势与不足,并提出相应的优化策略,以期为相关教学和研究提供参考。

  摘要:随着全球矿产资源需求的不断增长,有色金属矿山深部资源的勘查和开发变得尤为重要。钻探技术是通过钻机在地层中钻孔,采取岩心或岩屑样本,以了解地下的地质结构和矿产资源分布的一种技术。在有色金属矿山深部资源的勘查中,钻探技术可以揭示地下的矿体形态、品位、厚度等关键信息,为矿山开发提供科学依据。文章旨在探讨钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中的应用,分析其优势与不足,并提出相应的优化策略,以期为相关教学和研究提供参考。

  关键词:钻探技术;有色金属;矿山深部;资源勘查

  有色金属矿山深部资源的勘查是地质勘查领域的重要研究方向之一。随着勘查深度的不断增加,传统的勘查方法难以满足深部资源勘查的需求。钻探技术以其直观、准确、高效的特点,在有色金属矿山深部资源勘查中得到了广泛应用。然而,钻探技术在实际应用中仍存在一些问题,如钻探成本高、钻探效率低、钻探风险大等。因此,文章将从钻探技术的原理、应用现状、优势与不足等方面进行分析,并提出相应的优化策略。

  1钻探技术原理及应用分类

  钻探技术是通过钻机在地层中钻取岩芯或岩屑,以获取地下地质信息的一种技术。在有色金属矿山深部资源勘查中,钻探技术主要用于了解矿体形态、规模、产状、品位等地质信息,为后续的矿山开发提供重要依据。

  1.1岩芯钻探

  岩芯钻探是矿产资源勘查中的核心技术之一。它通过专业钻机钻取完整的岩芯样品,直接揭示地下岩层的岩石类型、结构、构造等关键信息。在有色金属矿山深部资源勘查中,岩芯钻探发挥着举足轻重的作用,能够直观地展现矿体的岩石特征和品位分布,为矿山开发提供直接、准确的科学依据,是深部矿产资源勘查不可或缺的重要手段。

  1.2岩屑钻探

  岩屑钻探是一种重要的勘查手段,它通过钻取岩屑样品,进行详细的化学分析和矿物成分分析,从而准确揭示地下岩层的化学成分和矿物组成。在有色金属矿山深部资源勘查中,岩屑钻探技术被广泛应用,用于快速评估矿体的化学成分和矿物特征,为后续的矿山开发提供重要数据支持。这种技术不仅提高了勘查效率,还有助于精准定位矿产资源,对有色金属矿山的可持续发展具有重要意义。

  1.3定向钻探

  定向钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中占据关键地位。该技术基于已知矿体或目标层位的信息,通过精确控制钻机的钻进方向,实现按预定路径钻探,从而获取更为准确和详细的地下地质信息。在勘查中,定向钻探不仅有助于精准定位矿体的空间位置,还能有效揭示矿体的延伸方向和规模,为后续的矿山开发提供极其重要的地质依据和指导。

  2钻探技术的优劣势

  2.1优势

  钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中展现出显著优势。其直观性强,通过直接获取地下岩层的岩芯或岩屑,能够直接观察和分析地下地质情况。同时,钻探技术具有极高的准确性,能够精确地揭示岩石类型、结构、构造以及化学成分和矿物组成等关键信息,为矿山开发提供科学、可靠的依据。此外,钻探技术适用范围广泛,无论是哪种地层和岩性,都能有效应对,尤其适用于有色金属矿山深部资源的勘查,展现了其独特的优势和价值。

image.png

  2.2劣势

  钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中的不足之处不容忽视。首先,钻探技术需要投入高昂的成本,包括设备购置、维护以及人力物力的大量消耗,这使得钻探成本相对较高。其次,钻探效率受到地层复杂性、设备性能以及操作人员技能等多重因素的制约,导致钻探进程往往缓慢而低效。最后,钻探过程中存在着诸多安全风险,如井壁坍塌、井壁缩径等,这些风险不仅对钻探设备的稳定性构成威胁,更对钻探人员的生命安全构成重大挑战。因此,如何降低钻探成本、提高钻探效率并降低钻探风险,是钻探技术未来发展的重要方向。

  3钻探技术的优化策略

  3.1提高钻探效率

  3.1.1优化钻探设备

  高性能的钻探设备具有钻进速度快、钻进深度大、钻进精度高等优点,可以显著提高钻探效率。在选购钻探设备时,应充分考虑设备的性能参数、使用寿命、维护成本等因素,选用性价比高、技术成熟的钻探设备。

  对于已经投入使用的钻探设备,可通过技术升级和改造来提高其性能。例如,可以更新钻探设备的动力系统和传动系统,提高设备的功率和扭矩;可以改进钻探设备的钻具系统,提高钻具的耐磨性和使用寿命;可以升级钻探设备的控制系统,实现自动化操作和智能化控制。

  设备的维护保养是确保设备正常运行和延长设备使用寿命的重要措施。应加强设备的日常维护和保养工作,及时发现和解决设备故障,确保设备在最佳状态下运行。同时,应建立设备档案,记录设备的使用情况、维修情况和更换情况,为设备的升级和改造提供依据。

image.png

  3.1.2改进钻探工艺

  钻进参数是影响钻进速度和钻进质量的关键因素。应根据地层条件、钻具性能和钻进要求等因素,合理设置钻进参数,如钻进速度、钻进压力、钻进扭矩等。同时,应根据钻进过程中的实际情况,及时调整钻进参数,确保钻进过程的高效稳定。

  钻具和钻头是钻进过程中的重要工具,其性能优劣直接影响到钻进速度和钻进质量。应根据地层条件和钻进要求,选用合适的钻具和钻头。例如,在硬岩地层中,应选用耐磨性好的钻头;在软岩地层中,应选用钻进速度快的钻头。同时,应定期对钻具和钻头进行检查和更换,确保其在最佳状态下工作。

  随着科技的不断发展,钻探技术也在不断更新换代。应关注国内外钻探技术的最新动态,积极引进和应用先进的钻探技术。例如,采用空气泡沫钻进技术、超声波钻进技术等新型钻进技术,提高钻进速度和钻进质量;采用无线通信技术、自动化控制技术等现代信息技术,实现钻探过程的远程监控和智能化控制。

  3.1.3提高钻探人员的技术水平

  钻探人员是钻探工作的主体,其技术水平的高低直接影响到钻探效率的高低。因此,提高钻探人员的技术水平是提高钻探效率的关键。

  首先,应定期组织钻探人员进行技术培训,提高其对钻探技术理论的认识和掌握程度。培训内容包括钻探设备的操作、钻进参数的调整、钻具和钻头的选用、钻探技术的更新等。通过培训,使钻探人员能够熟练掌握钻探技术、提高钻探效率。

  其次,应建立技术交流平台,鼓励钻探人员之间进行技术交流和经验分享。通过交流,可以使钻探人员及时了解国内外钻探技术的最新动态和先进经验,不断提高自身的技术水平。

  再次,应建立奖惩制度,对在钻探工作中表现突出、技术创新成果显著的钻探人员给予表彰和奖励;对在钻探工作中出现失误、技术水平低下的钻探人员给予批评和处罚。通过奖惩制度,激发钻探人员的工作积极性和创新精神,提高钻探效率。

  3.2降低钻探风险

  在有色金属矿山深部资源勘查中,钻探技术虽然具有显著的优势,但同时也伴随着较高的风险。钻探过程中的风险包括但不限于井壁坍塌、井壁缩径、钻井液漏失、卡钻、井喷等。这些风险不仅可能导致钻探设备损坏,甚至可能危及钻探人员的生命安全。因此,降低钻探风险是确保钻探工作顺利进行的关键。

  3.2.1加强安全管理和监督

  在钻探工作开始前,应制定详细的安全管理制度,明确各项安全操作规程和应急预案。制度应涵盖钻探设备的检查、维护、使用、报废等各个环节,确保设备处于良好的工作状态。同时,应制定钻探人员的培训、考核、上岗等规定,确保钻探人员具备必要的安全意识和操作技能。

  在钻探过程中,应设立专门的安全监管人员,对钻探现场进行实时监控。监管人员应熟悉钻探工艺和设备性能,能够及时发现和处理安全隐患。同时,应建立安全巡查制度,定期对钻探现场进行安全检查,确保各项安全措施得到有效落实。

  钻探工作涉及多个部门和单位,如地质勘查、钻探施工、设备供应等。各部门之间应加强沟通协作,共同制定安全措施和应急预案。在钻探过程中,如遇到重大安全问题或突发事件,应及时向相关部门报告,共同研究解决方案。

  3.2.2增强钻探人员的安全意识

  钻探人员是钻探工作的直接参与者,安全意识直接关系到钻探工作的安全。因此,应加强对钻探人员的安全教育培训,使其了解钻探过程中的安全风险和防范措施。培训内容应包括安全操作规程、应急预案、安全设备使用方法等。

  在钻探工作中,应营造浓厚的安全文化氛围。通过悬挂安全标语、张贴安全宣传画、开展安全知识竞赛等方式,增强钻探人员的安全意识。同时,应鼓励钻探人员积极参与安全管理和监督工作,共同维护钻探现场的安全。

  在钻探工作中,应明确各级人员的安全责任。钻探人员应严格遵守安全操作规程,确保自身和他人的安全。同时,应建立安全奖惩制度,对在钻探工作中表现突出的个人和集体给予表彰和奖励;对违反安全规定、造成安全事故的个人和集体进行严肃处理。

  3.2.3采取有效的安全防范措施

  在钻探工作中,应根据地层条件和勘查需求选用合适的钻探设备和工艺。例如,在复杂地层中进行钻探时,应选用具有较好适应性和稳定性的钻探设备;在需要获取高精度地质信息时,应选用先进的钻探工艺和技术。通过选用合适的钻探设备和工艺,可以降低钻探过程中的安全风险。

  在钻探现场,应设置明显的安全警示标志和隔离设施,防止非钻探人员进入钻探区域。同时,应配备必要的安全防护设备,如安全帽、防护眼镜、防护服等,确保钻探人员在作业过程中的人身安全。此外,还应加强钻探现场的通风和照明工作,确保作业环境的安全和舒适。

  在钻探过程中,应建立完善的应急救援机制。通过制定详细的应急预案和演练计划,提高应对突发事件的能力和效率。同时,应加强与外部救援力量的联系和合作,确保在发生安全事故时能够及时得到外部支援。

  3.3综合应用多种勘查技术

  在有色金属矿山深部资源的勘查过程中,单一勘查技术的应用往往难以满足复杂多变的地质条件需求。因此,综合应用多种勘查技术,如地质测量、地球物理勘查、地球化学勘查等,成为提高勘查准确性和效率的重要途径。

  3.3.1地质测量技术的综合应用

  地质测量是地质勘查的基础工作,它通过对地形、地貌、地层、构造等地质现象进行详细的测量和描述,为后续的勘查工作提供基础数据。通过地形地貌的测量和分析,可初步判断矿区的地质背景和矿体可能存在的位置。例如,通过对山脊、沟谷、水系等地貌特征的研究,可以推测出矿体的走向和倾向。地层和构造是控制矿体形成和分布的重要因素。地质测量可通过对地层和构造的详细测量和解析,了解矿区的地层序列、构造类型、构造变形等特征,为后续的勘查工作提供重要参考。在地表或浅部发现矿体露头后,地质测量技术可以通过追索矿体露头的延伸方向和规模,了解矿体的形态、规模和产状,为后续的钻探工作提供重要指导。

  3.3.2地球物理勘查技术的综合应用

  地球物理勘查是通过测量地球物理场的变化来推断地下地质结构、岩石性质和矿产资源分布的一种勘查方法。首先,重力勘查通过测量地下岩层的密度差异引起的重力场变化,推断地下岩层的分布和构造。在有色金属矿山深部资源勘查中,重力勘查可以用于了解矿区的地层结构和构造特征,为后续的勘查工作提供重要参考。其次,磁法勘查通过测量地下岩层的磁性差异引起的磁场变化,推断地下岩层的岩石性质和矿产资源分布。在有色金属矿山深部资源勘查中,磁法勘查可以用于了解矿区的磁性特征,推断矿体的岩石类型和品位,为后续的钻探工作提供重要指导。再次,电法勘查通过测量地下岩层的电阻率、极化率等电性参数的变化,推断地下岩层的岩石性质和矿产资源分布。在有色金属矿山深部资源勘查中,电法勘查可以用于了解矿区的电性特征,推断矿体的形态、规模和产状,为后续的钻探工作提供重要依据。

  3.3.3地球化学勘查技术的综合应用

  地球化学勘查是通过测量地球化学元素在地壳中的分布和变化来推断地下矿产资源分布的一种勘查方法。其中,土壤地球化学勘查通过对地表土壤中的元素含量进行测量和分析,了解地下岩石和矿体的元素组成和分布特征。在有色金属矿山深部资源勘查中,土壤地球化学勘查可以用于圈定矿化异常区,为后续的钻探工作提供重要参考。水系沉积物地球化学勘查通过对水系沉积物中的元素含量进行测量和分析,了解水系流域内的矿产资源分布特征。在有色金属矿山深部资源勘查中,水系沉积物地球化学勘查可以用于推断矿体在水系流域内的分布范围和规模,为后续的勘查工作提供重要依据。岩石地球化学勘查:岩石地球化学勘查通过对岩石样品中的元素含量进行测量和分析,了解岩石的化学成分和成因类型。在有色金属矿山深部资源勘查中,岩石地球化学勘查可以用于推断矿体的岩石类型和品位,为后续的钻探工作提供重要指导。

  4结论

  钻探技术在有色金属矿山深部资源勘查中具有重要地位和作用。虽然在实际应用中存在一些不足,但通过优化策略的应用,可以提高钻探效率、降低钻探成本、降低钻探风险,为有色金属矿山深部资源的勘查和开发提供有力支持。

        参考文献:

  [1]薛江.有色金属矿山资源勘查可持续发展对策分析[J].世界有色金属,2023(20):101-103.

  [2]王大伟,刘文雅.钻探技术在矿山地质勘查工程中的应用研究[J].冶金管理,2023(11):65-67.

  [3]陈瑞源,叶垚.有色金属矿山地质勘查及找矿技术分析[J].世界有色金属,2022(21):55-57.

  [4]彭玲莉.有色金属矿山资源勘查可持续发展对策[J].世界有色金属,2022(7):106-108.

  [5]施健雄,夏清阳,易强忠.地质勘查与深部地质钻探找矿技术探析[J].世界有色金属,2022(5):61-63.