探礦工程鉆探工程

介紹

在地質(zhì)勘探和建筑基礎(chǔ)勘查工作中，根據(jù)地質(zhì)設(shè)計(jì)的勘探線(xiàn)距離和網(wǎng)度,用專(zhuān)用的鉆探機(jī)械,按一定設(shè)計(jì)角度、方位和鉆孔軌跡施工的鉆孔，通過(guò)鉆孔取得巖（礦）心、巖屑，下入測(cè)試儀器探測(cè)鉆孔內(nèi)地層、礦體、油氣和地?zé)岬惹闆r的工程。簡(jiǎn)稱(chēng)鉆探。鉆進(jìn)中破碎巖石主要采用機(jī)械方法。其他物理的或化學(xué)的碎巖方法尚處于試驗(yàn)研究階段。根據(jù)破碎巖石的外力作用方式，鉆探方法可分為回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探、振動(dòng)鉆探和噴射鉆探等。

目的

鉆孔的目的是為了探測(cè)，首先是從鉆孔中逐段取出巖（礦）心（見(jiàn)巖心與礦心）、巖屑、液態(tài)樣（石油、水、地?zé)崴⒌V化水、結(jié)晶水等）、氣態(tài)樣（天然氣、二氧化碳、氫、氦等）等實(shí)物地質(zhì)資料，供觀察研究、物質(zhì)成分化驗(yàn)和物性測(cè)定，以獲得齊全的定性定量數(shù)據(jù)。

作用

鉆探 能驗(yàn)證地表地球物理資料是否準(zhǔn)確可靠，為孔內(nèi)物理測(cè)試提供通道，獲得巖礦層的物性信息。一些大口徑鉆探孔可以用作開(kāi)采地下水、地?zé)崮?、油氣，觀測(cè)地下水動(dòng)態(tài)，鉆孔安置儀器可作長(zhǎng)期觀測(cè)站監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)地震或?yàn)榧庸谈脑毂∪醯鼗蚬嘧⒒A(chǔ)樁、加固建筑物基礎(chǔ)，整治泥石流、滑坡等。

特點(diǎn)

地質(zhì)鉆探工程的工藝流程、工藝技術(shù)和基礎(chǔ)理論，與石油天然氣開(kāi)發(fā)鉆井工程大體相近。但鉆孔較淺、較小，設(shè)備較輕，面臨的巖礦層品種很多，采取巖（礦）心樣品等的工藝技術(shù)遠(yuǎn)較油氣鉆探復(fù)雜。鉆孔的直徑和深度取決于礦層的埋藏深度和鉆孔的用途。①固體礦產(chǎn)鉆探。鉆孔直徑?。ㄒ话銥?6～94毫米）；要全孔取巖（礦）心和礦屑；按礦種的不同，深度從幾十米到2000多米不等；中國(guó)東部地區(qū)最深巖心鉆孔為4006.17米 ，中部地區(qū)最深巖心鉆孔2818.88米 。西部地區(qū)最深巖心鉆孔2472.66米 。世界最深巖心鉆孔為5424米（1988，南非威斯特蘭）。②水文地質(zhì)鉆探。普查孔直徑小于150毫米;勘探孔直徑一般為150～350毫米；水井直徑一般為150～550毫米，深度一般為300米左右,中國(guó)最深水井1200米。③石油天然氣鉆探?？趶酱螅ㄒ话汩_(kāi)孔915毫米，終孔216毫米），較深（一般為1000～7000米），主要鉆探沉積巖，取巖心較少，以巖屑錄井為主，要用大型石油鉆機(jī)施工，為防止高壓油氣層發(fā)生井噴，井口要安裝防噴器具。④地?zé)徙@探。遇到的是高溫?zé)崃黧w（一般為100～200°C）,在沉積巖或火成巖中鉆探，鉆孔口徑、施工方法與油氣井近似，要安裝高壓耐熱防噴器，使用高溫處理劑防止鉆井液在高溫下失去穩(wěn)定性，還要預(yù)防高溫?zé)崤蛎浭固坠苷蹟?。井深一?000～3000米，世界最深井是美國(guó)索爾頓湖地?zé)峋?1986)，井深3220米，井溫高達(dá)365°C。

應(yīng)用

隨著工業(yè)和建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，鉆探工程應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。地質(zhì)找礦任務(wù)已轉(zhuǎn)入以區(qū)測(cè)普查能源、水資源、貴金屬和非金屬為重點(diǎn)，普查找礦和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)規(guī)模大了，還需要探明埋藏較深的隱伏礦體。隨著航測(cè)、遙感區(qū)域的擴(kuò)展，鉆探驗(yàn)證工作量急劇增加。煤、地?zé)帷⑺Y源、貴金屬和非金屬礦產(chǎn)鉆探工作量也隨之增加。鉆孔口徑和孔深將向兩極發(fā)展，既要用金剛石打小口徑鉆孔，又要用大型鉆機(jī)打地?zé)峋?～3米大口徑基樁孔。還要為深部地質(zhì)學(xué)研究施工深孔、超深孔作好前期準(zhǔn)備。

地質(zhì)勘探工作中，為探明隱伏礦體或某些特定地質(zhì)體的形態(tài)、產(chǎn)狀、深度、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)量，取出有代表性的實(shí)物地質(zhì)資料的工程技術(shù)。研究這一工程技術(shù)的學(xué)科稱(chēng)探礦工程學(xué)或探礦工程。其內(nèi)容包括鉆探工程、坑探工程和探礦機(jī)械。

隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工程鉆進(jìn)的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，如水壩或其他工程建筑基礎(chǔ)的灌漿和固結(jié)處理、礦山豎井建設(shè)中凍結(jié)孔的鉆鑿，以及地下坑道的通風(fēng)孔、電纜孔等的鉆進(jìn)，都屬鉆探工程的范疇?？犹焦こ淌侵缚碧较锏赖臍饩蜻M(jìn)，即按地質(zhì)設(shè)計(jì)在巖層內(nèi)鑿出一個(gè)可供人員及設(shè)備進(jìn)入的通道，從中直接采集所需的實(shí)物樣品，并在其中進(jìn)行觀察、描述等，從而為地質(zhì)和礦產(chǎn)情況提供資料。根據(jù)業(yè)務(wù)工作的內(nèi)容，探礦工程還分為機(jī)械設(shè)備及工藝技術(shù)兩個(gè)方面。

第二次世界大戰(zhàn)后，科學(xué)技術(shù)和工業(yè)得到迅猛發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求猛增，從而促進(jìn)了地質(zhì)工作的技術(shù)進(jìn)步：

①地質(zhì)勘探從單一的地質(zhì)調(diào)查發(fā)展為多工種綜合地質(zhì)勘探；

②地質(zhì)工作從過(guò)去局部的、淺層的、定性描述階段轉(zhuǎn)向地殼的縱深方向和定量測(cè)定的新階段；

③探礦工程是直接獲得大量地下實(shí)物地質(zhì)資料和地球物理信息的唯一方法，并作為計(jì)算礦產(chǎn)儲(chǔ)量或提出地質(zhì)體科學(xué)結(jié)論的可靠依據(jù)；

④地質(zhì)勘探工作要力求投資少、收效大、勘探周期短，探礦工程能加快勘探速度、縮短勘探周期。

在地質(zhì)勘探工作中，用來(lái)揭露和追蹤地質(zhì)現(xiàn)象、礦體產(chǎn)狀，從地表或地下掘進(jìn)的各類(lèi)小斷面的坑、井、槽、巷工程。它是探礦工程的一個(gè)組成部分，也是采礦工程的一個(gè)分支。

作用：

①供地質(zhì)人員進(jìn)入坑道內(nèi)直接觀察研究地質(zhì)構(gòu)造與礦體產(chǎn)狀，進(jìn)行地質(zhì)素描；

②直接采集樣品，為探明高級(jí)儲(chǔ)量，以及后續(xù)的礦山設(shè)計(jì)、采礦、選礦和安全防護(hù)措施提供依據(jù)；

③若干有色和稀有貴重金屬礦床必須用坑探工程驗(yàn)證物探、化探和鉆探資料；

④部分坑道用于探采結(jié)合。

特點(diǎn)：

①斷面小，機(jī)掘水平坑道一般為1.8×2.0～2.2×2.2平方米，手掘一般為1.2～1.5平方米；

②坑道一般都比較短淺，因籌建、搬遷較頻繁，宜于使用小型輕便、自行式機(jī)械設(shè)備；

③為防止有害氣體溢出，人畜掉入和保護(hù)礦山完整，坑探任務(wù)完成后，要充填或封閉坑道。

應(yīng)用領(lǐng)域：

坑探工程除在稀有金屬、貴金屬、有色金屬等普查勘探中發(fā)揮重要作用外，近年來(lái)也拓展到隧道、采石、小礦山采掘和砂礦探采等領(lǐng)域。

鉆探和坑探施工設(shè)備的總稱(chēng)。鉆探過(guò)程中帶動(dòng)鉆具向地下鉆取樣品的專(zhuān)用機(jī)械，包括鉆探機(jī)、泥漿泵、動(dòng)力機(jī)和鉆塔，稱(chēng)鉆探機(jī)械?？拥谰蜻M(jìn)過(guò)程中使用的鑿巖、裝巖、運(yùn)巖、通風(fēng)排水等專(zhuān)用設(shè)備，稱(chēng)坑探機(jī)械。探礦機(jī)械與石油開(kāi)采和采礦機(jī)械相比，其特點(diǎn)為：①機(jī)械設(shè)備小而輕便；②礦山以壓風(fēng)為動(dòng)力的機(jī)械較多，而坑探短淺坑道，多以電和內(nèi)燃作動(dòng)力，只在深坑道才多以壓風(fēng)作為動(dòng)力。

由于探礦工程是在石油天然氣及其他礦產(chǎn)的鉆井和采掘工作中演變、發(fā)展起來(lái)的。因而其應(yīng)用的基礎(chǔ)理論也與其大同小異。它既利用了前者已建立的一些理論基礎(chǔ),又結(jié)合自身的特點(diǎn)加以應(yīng)用,建立并發(fā)展了自身的一些獨(dú)特之處。

鉆探巖石力學(xué)　研究鉆探過(guò)程中孔底碎巖、保持孔壁穩(wěn)定和巖（礦）心完整等機(jī)理及方法的學(xué)科。它既把石油天然氣鉆井的孔底碎巖及壓力平衡保持孔壁穩(wěn)定的理論和方法應(yīng)用于地質(zhì)巖心鉆探及水文、工程地質(zhì)鉆探等方面，又利用巖石強(qiáng)度抗壓大于抗剪，抗剪大于抗彎，抗彎大于抗拉的原理，發(fā)展了沖擊回轉(zhuǎn)鉆探，及用各種單動(dòng)的雙層巖心管、半合管等減少振動(dòng)及磨損的方法保護(hù)了巖（礦）心的完整。

巖心可鉆性研究　在這方面是結(jié)合地質(zhì)鉆探和坑探的技術(shù)條件，通過(guò)研究、發(fā)掘巖心物理力學(xué)性質(zhì)與鉆探和坑探鑿巖的相關(guān)關(guān)系，把鉆探與坑探鑿巖的巖心分級(jí)，建立在巖石試驗(yàn)力學(xué)與巖石可鉆性相關(guān)關(guān)系和巖石破碎理論的基礎(chǔ)之上（見(jiàn)巖石物理力學(xué)性質(zhì)與可鉆性、坑探巖石分級(jí)）。

此外，在水力學(xué)應(yīng)用于鉆頭設(shè)計(jì)的鉆頭水力學(xué)、膠體化學(xué)、高分子化學(xué)及流變學(xué)在鉆井液中的應(yīng)用與研究，優(yōu)化理論和優(yōu)選法在探礦工程中的應(yīng)用，遙感、遙控技術(shù)以及計(jì)算技術(shù)在探礦工程中的應(yīng)用與研究等也都已有一定的開(kāi)展和成果。

探礦工程將致力于：

①開(kāi)拓高技術(shù)應(yīng)用，包括優(yōu)化鉆進(jìn)與掘進(jìn)參數(shù)、建立多功能數(shù)據(jù)庫(kù)、開(kāi)展“CAD”機(jī)械設(shè)計(jì)、研究新式隨鉆測(cè)量(MWD)儀器，試行鉆進(jìn)水平孔、煤田氣化鉆孔體系等；

②研究新一代小型輕便和高效率設(shè)備；

③積極開(kāi)展大陸科學(xué)深鉆（超深孔鉆探）的科研工作，研制新型深鉆設(shè)備。

《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》（DZ/T0227－2010）是地質(zhì)鉆探行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布，于2010年12月31日起實(shí)施 。

西部探礦工程出版發(fā)行

據(jù)2020年8月3日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《西部探礦工程》共出版文獻(xiàn)22240篇 。

據(jù)2020年8月3日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《西部探礦工程》共載文19721篇、基金論文量為870篇 。

西部探礦工程收錄情況

《西部探礦工程》是中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊、中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)源期刊，被中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）、中國(guó)核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)臺(tái)灣華藝（CEPS）中文電子期刊在線(xiàn)全文數(shù)據(jù)庫(kù)、化學(xué)文摘（美國(guó)）、科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)（日本）、文摘雜志（俄羅斯）等收錄 。

西部探礦工程影響因子

據(jù)2020年8月3日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《西部探礦工程》總被下載1801816次、總被引56366次，（2019版）復(fù)合影響因子為0.155、（2019版）綜合影響因子為0.105 。

據(jù)2020年8月3日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《西部探礦工程》被引量為52554次、下載量為271677次；據(jù)2018年中國(guó)期刊引證報(bào)告（擴(kuò)刊版）數(shù)據(jù)顯示，《西部探礦工程》影響因子為0.3，在全部統(tǒng)計(jì)源期刊（6719種）中排第5270名。 。

西部探礦工程榮譽(yù)表彰

1990年，《西部探礦工程》獲得新疆自治區(qū)情報(bào)成果三等獎(jiǎng)。

1995年，該刊獲得新疆優(yōu)秀科技期刊二等獎(jiǎng) 。

西部探礦工程辦刊宗旨

《西部探礦工程》的辦刊宗旨是以辯證唯物主義為指導(dǎo)，堅(jiān)持中國(guó)共產(chǎn)黨的基本路線(xiàn)、方針和政策,，深入貫徹中國(guó)共產(chǎn)黨的“雙百方針”， 開(kāi)展工程領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流 。

西部探礦工程題字題詞

《西部探礦工程》的刊名是由原地質(zhì)礦產(chǎn)部部長(zhǎng)孫大光所題 。

西部探礦工程投稿指南

1、文章通順，論文標(biāo)題在20字以?xún)?nèi)，文章字?jǐn)?shù)6000字以?xún)?nèi)（包括圖表所占字?jǐn)?shù)版面）。

2、在論文標(biāo)題下須標(biāo)明工作單位、省市自治區(qū)所在地及郵政編碼。

3、投稿時(shí)須撰寫(xiě)第一作者個(gè)人簡(jiǎn)介（姓名、性別、籍貫、出生年月、族別、技術(shù)職稱(chēng)、現(xiàn)從事工作，在讀研究生請(qǐng)注明碩（博）士及研究方向）。

4、在投稿時(shí)需提供詳細(xì)通信地址、聯(lián)系電話(huà) 。

西部探礦工程欄目方向

• 報(bào)道內(nèi)容

《西部探礦工程》主要刊載與巖土工程、石油鉆掘、隧道工程、地質(zhì)與礦業(yè)工程等方面有關(guān)的新理論、新技術(shù)、新方法和施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 。

• 主要欄目

《西部探礦工程》主要有巖土工程地質(zhì)與礦業(yè)工程、石油與鉆掘工程、隧道與建設(shè)工程和安全與管理工程等欄目 。

西部探礦工程人員編制

據(jù)《西部探礦工程》2020年第7期期刊內(nèi)頁(yè)顯示，《西部探礦工程》編輯部有編輯4人、制圖編輯2人、英文編輯1人 。