地质钻探技术的历史回顾与展望

中国幅员辽阔,矿产富饶。中国钻探历史悠久。新中国成立50年来,地质钻探在矿产、能源与水资源勘查、开发以及工程地质勘察与建设中作出了巨大贡献。中国钻探技术不断进步并进入世界先进行列,应用领域日益宽广。     

新疆地矿局钻探技术的发展及展望

新疆幅员辽阔,矿产丰富.新疆地矿局成立后,地质钻探在矿产、能源与水资源勘查、开发以及工程地质勘查与建设中做出了巨大贡献.钻探技术不断进步,应用领域日益宽广.     

推进钻探技术与装备现代化加快矿产资源勘查开发

本文作者长期从事钻探技术研究和管理工作,对国内钻探技术现状和国际上先进钻探技术和经验有很深的了解.作者认为我国目前地质钻探设备陈旧老化,技术方法落后,钻探效率低下,钻探工人劳动强度很大,远远不能满足加强地质工作,加速矿产勘查的要求.作者指出为加速矿产资源的勘探开发,应该大力推进钻探技术与装备的现代化,学习和借鉴国际上先进技术和经验,研究开发适用于我国国情的先进钻探技术、装备和工艺是十分重要的.对此,作者提出了七点具体建议:1)研发应用全液压顶驱型地质岩心钻机系列;2)研发第四代地质岩心钻机--自动化岩心钻机;3)研发并大力推广应用现代先进定向钻进技术;4)研发应用直升飞机搬迁钻探设备方法技术,加速难进入地区矿产勘查;5)加强对探矿工程研究开发机构的支持,促进研发先进实用的地质钻探装备;6)中国地质调查局加强与中国地质装备总公司的联系与合作,进行业务指导,继续促进产学研"三结合";7)加速培养钻探技术人员,建立先进地质装备推广应用机制.     

基于Web的地质钻探辅助设计软件地层信息库的构建

随着我国勘探、矿产事业的发展,地质岩心钻探已经体现出其优越性和不可替代性,尤其是中国大陆科学钻探的兴起,将地质岩心钻探推到了一个前所未有的高度;在地质岩心钻探领域,辅助设计软件还处于起步阶段,基于Web的辅助设计软件基本还处于一个空白阶段;在任何一个钻探设计里面,地层信息设计尤为重要,关系到钻孔的成败,因此建立一个完整的、具有互通性的地层信息库就十分必要。详细介绍了地质钻探辅助设计软件地层信息库的建立与开发。     

我国地质钻探现状和发展前景分析

我国经济社会发展已步入"新常态"。作为地质调查和矿产勘查工作重要技术支撑的地质钻探行业,资金投入显著减少,地质钻探工作量大幅下滑,常规钻探施工产能过剩;另一方面,地质钻探新的服务领域不断扩大,包括深部科学钻探,地热能及非常规能源勘查,海洋、灾害防治、生态环境、地外天体、极地方面的钻探等。如何应对地勘行业出现的问题,是全行业共同面对的挑战。在对当前及今后一段时期地质钻探工程面临的困难、挑战和机遇等进行调研分析的基础上,对我国地质钻探未来的发展前景进行了预测,认为地质钻探工作量将进一步减少,新领域、新业态的钻探工程及先进钻探技术和装备需求将进一步加大,更加贴近国家需求,更加注重环保理念。     

我国海洋钻探技术

介绍了中国海洋钻探的主要技术方法,其内容包括:中国大洋钻探、南海天然气水合物钻探、深海矿产钻探、深水工程钻探。对每种钻探技术进行了描述,为海洋钻探提供部分技术支持。     

固体矿产钻探技术的现状和展望

分析了国际钻探市场现状以及固体矿产钻探技术的进展,归纳总结了近１０年来我国固体矿产钻探技术的主要进展。并对发展我国固体矿产钻探技术提出了建议。     

钻掘工程国内外发展水平与差距及建议（上）

简介钻掘工程领域国内外发展水平。重点概述在固体矿产岩心钻探、水井钻探、石油天然气钻探、大陆科学钻探、大洋钻探、极地钻探和外星钻探及掘进工程等方面的国内外发展状况与差距,并提出重点研究开发和引进建议。     

我国首次完成全方位多分枝受控定向深孔钻探

冬瓜山铜矿床应用定向钻探技术取得了重大突破,即在国内固体矿产深孔钻探中首次实现了1个上孔内施工4个全方位受控定向分枝孔。本文概略地介绍了所取得的地质、经济效果及所采用的定向钻探技术方法等。     

复杂地层条件下泥浆在钻进过程中的应用

为了确保国内经济的快速持续发展,不可避免对矿产资源的需求量相应增加,同时对矿产的开采也越来越困难.为解决在复杂地质条件下钻探困难的问题,泥浆作为一种冲洗液早已广泛地在钻探过程中被采用.现随着地质条件的越来越复杂,一些新型的冲洗液也相应问世,其相对于原始泥浆更能发挥润滑钻杆、冷却钻头、形成孔壁泥皮等作用.     

地质钻孔数据采集系统设计

地质钻孔是重要的、基础性成果资料。借助先进的信息技术,实现全国地质钻孔资料的电子化存储和管理,对提高钻孔资料的服务利用效率,减少重复工作和资金浪费,并为社会经济发展和找矿突破战略行动提供服务具有重要意义。介绍了钻孔数据采集系统的体系结构、采集内容、主要功能及关键技术等,供决策者及同行参考。     

高效钻探技术是加速“危机矿山接替资源勘探规划”实施的最有效手段

论述了矿产资源对我国经济建设及社会发展的重要意义、我国矿产资源面临的严峻形势以及实施“危机矿山接替资源勘探规划”的必要性。强调了高效地质取样钻探技术在实施“规划”中不可替代的重要作用，提出了加速“规划”实施和降低施工成本的高效钻探技术。     

旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺探讨

随着我国岩土施工技术的飞速发展,在钻孔灌注桩施工中,施工机械更新换代比较快。针对近年来挖钻机施工技术的引进及应用。文中就旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺,阐述了钻进孔的一般原则,泥浆户壁的工艺方法,事故处理与孔斜处理的一般方法等技术问题。     

地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用

简要回顾了地质岩心钻探技术的发展历程,介绍了进入21世纪地质岩心钻探设备与技术的发展现状;举例说明了地质岩心钻探技术在资源勘探开发中的应用,并对地质岩心钻探技术在科学钻探和环境保护中的应用情况进行了概括性描述.     

Preliminary estimation of rock mass strength using diamond bit drilling operational parameters

In many mining engineering applications such as prospecting, development, production and grouting, diamond bit drilling is widely used due to high penetration rate, core recovery and its ability to drill with less deviation. It has been well known that the operational parameters of diamond bit drilling are closely related with rock mass strength properties. One of the most widely discussed subjects in drilling is the possibility of using diamond drill bit operational parameters for preliminary estimation of rock mass strength and deformability properties used in many mining engineering design projects. Once such rock properties are estimated, it will be possible to make tactical planning decisions as mining progresses. In this study two different techniques, multiple regression and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) were used to develop the models for preliminary estimation of rock mass strength. The variables used in the models are widely known and recorded operational parameters of diamond bit drilling such as bit load, bit rotation and penetration rate. To develop the models, a database covering the rock properties and the machine operational parameters collected from seven different drill holes in Turkey was constructed. Results indicate that both regression and ANFIS-based models can successfully be used to predict the rock mass strength. Adaptive neuro-fuzzy inference model exhibits better performance according to statistical performance indicators. By means of the developed models it is possible to estimate the strength of rock mass during drilling operation, especially in weak and highly fractured rock masses. The estimated strength parameters can be related to further mining engineering applications such as the assessment of excavatability, blast design and even mine design studies.     

Water separator shows potential for reducing respirable dust generated on small-diameter rotary blasthole drills

Drilling with water has the potential to significantly reduce the respirable dust concentrations generated from small-diameter rotary drills when drilling blastholes on surface mining operations. However, water adversely affects tri-cone drill bits commonly used in surface drilling operations, causing excessive wear and premature replacement. Consequently, dry drilling with a dust collector system has the most widespread use in the industry. Tests have been conducted by the National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH), Pittsburgh Research Laboratory (PRL) on a newly designed device for smaller diameter drills that separates the water from the bailing air before it reaches the bit and thus provides the cost benefit of dry drilling while providing the benefit of wet drilling for dust suppression. The water that is delivered to the hole with the bailing air is separated from the air by a proprietary mechanical device that is encased in a drill sub (short section of drill rod/pipe) located immediately behind the cutting bit. A cascade cyclone and a real-time dust monitor were used to sample dust emissions from the holes. Dust concentrations and silica content were measured when drilling dry versus drilling wet. The tests show that drilling with this water separating sub can reduce both measured dust emissions from the boreholes and visible dust around the drill rig.     

箭竹坪煤矿区复杂地层钻探施工的技术

针对箭竹坪矿区绳钻施工中存在的孔壁坍塌现象进行探讨分析,采用综合钻探工艺的钻头选择、冲洗液选择、固壁和堵漏措施,预防和减少孔内事故,提高了钻进效率,对类似矿区施工具有指导意义。     

YDX-1型轻便岩心钻机的研制与应用

根据我国矿产资源勘探开发现状,通过对国内外现有岩心钻机的对比分析,研制了YDX-1型轻便岩心钻机,其特点为高效、轻便、易搬运、模块化、全液压顶驱式。通过机电液测控技术、虚拟仪器技术、Internet网络技术,对钻机运行及钻进过程中相关数据进行采集、分析、处理,完成钻机故障诊断和故障处理、孔内工况识别和典型工况自动处理、钻进规程参数优化、远程数据传输及监控等任务目标,实现钻进过程自动化控制。钻机于2013年在山东省威海市进行了野外生产试验,展示出优良性能、高效率和高可靠性,取得了良好的经济技术效果。实践证明:YDX-1型轻便岩心钻机设计布局合理,性能优良,用途广泛,可靠性高,机械化程度高,制造质量总体水平高,对钻探工艺适应性强,是高山交通不便矿区勘探较为理想的新一代钻探设备。     

国外深海底岩芯取样钻机设计参数及其应用效果

深海底蕴藏着大量的矿产资源,海底资源的开发有助于缓解全球性资源匮乏的局面。深海岩芯取样钻机是进行深海底矿产资源勘探、地质调查等不可缺少的重大技术装备。总结了国外已开发深海底岩芯取样钻机的主要设计参数及特点,分析了国外不同钻机的实际应用效果以及发展趋势。研究发现,国外已经先后开发了多台深海底岩芯取样钻机,部分已经应用于深海钻孔取芯,但均存在不同程度的技术问题;经过曲折的研发历程,钻机的钻具以及钻进方法均得到优化,但仍存在取芯率不稳定且普遍偏低等问题。探究国外钻机设计技术及开发经验,以期为我国深海钻机的研发和改进提供参考。     

定向长钻孔施工技术在急倾斜煤层中的应用

针对哈沙图煤矿特殊地质急倾斜煤层矿井瓦斯含量大,本煤层瓦斯抽采钻孔在煤层走向和倾向上波状起伏大,普通钻机施工效果较差的情况,采用定向钻机施工本煤层定向长钻孔以解决区域瓦斯抽采的问题。结果表明：采取上述措施后,施工钻孔深度达702 m,遇地质异常采用的开分支方法最短时间为40 min,抽采瓦斯体积分数达80%以上,保证了施工顺利进行。