探礦工程

工程簡介

地質勘探工作中，為探明隱伏礦體或某些特定地質體的形態、產狀、深度、規模、結構和儲量，取出有代表性的實物地質資料的工程技術。研究這一工程技術的學科稱探礦工程學或探礦工程。其內容包括鑽探工程、坑探工程和探礦機械。

隨著生產技術的發展，工程鑽進的套用不斷擴大，如水壩或其他工程建築基礎的灌漿和固結處理、礦山豎井建設中凍結孔的鑽鑿，以及地下坑道的通風孔、電纜孔等的鑽進，都屬鑽探工程的範疇。坑探工程是指勘探巷道的氣掘進，即按地質設計在岩層內鑿出一個可供人員及設備進入的通道，從中直接採集所需的實物樣品，並在其中進行觀察、描述等，從而為地質和礦產情況提供資料。根據業務工作的內容，探礦工程還分為機械設備及工藝技術兩個方面。

第二次世界大戰後，科學技術和工業得到迅猛發展，對礦產資源的需求猛增，從而促進了地質工作的技術進步：

①地質勘探從單一的地質調查發展為多工種綜合地質勘探；

②地質工作從過去局部的、淺層的、定性描述階段轉向地殼的縱深方向和定量測定的新階段；

③探礦工程是直接獲得大量地下實物地質資料和地球物理信息的唯一方法，並作為計算礦產儲量或提出地質體科學結論的可靠依據；

④地質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。

鑽探工程

介紹

在地質勘探和建築基礎勘查工作中，根據地質設計的勘探線距離和網度,用專用的鑽探機械,按一定設計角度、方位和鑽孔軌跡施工的鑽孔，通過鑽孔取得岩（礦）心、岩屑，下入測試儀器探測鑽孔內地層、礦體、油氣和地熱等情況的工程。簡稱鑽探。鑽進中破碎岩石主要採用機械方法。其他物理的或化學的碎岩方法尚處於試驗研究階段。根據破碎岩石的外力作用方式，鑽探方法可分為迴轉鑽探、衝擊鑽探、衝擊迴轉鑽探、振動鑽探和噴射鑽探等。

目的

鑽孔的目的是為了探測，首先是從鑽孔中逐段取出岩（礦）心（見岩心與礦心）、岩屑、液態樣（石油、水、地熱水、礦化水、結晶水等）、氣態樣（天然氣、二氧化碳、氫、氦等）等實物地質資料，供觀察研究、物質成分化驗和物性測定，以獲得齊全的定性定量數據。

作用

鑽探能驗證地表地球物理資料是否準確可靠，為孔內物理測試提供通道，獲得岩礦層的物性信息。一些大口徑鑽探孔可以用作開採地下水、地熱能、油氣，觀測地下水動態，鑽孔安置儀器可作長期觀測站監測預報地震或為加固改造薄弱地基打灌注基礎樁、加固建築物基礎，整治土石流、滑坡等。

特點

地質鑽探工程的工藝流程、工藝技術和基礎理論，與石油天然氣開發鑽井工程大體相近。但鑽孔較淺、較小，設備較輕，面臨的岩礦層品種很多，採取岩（礦）心樣品等的工藝技術遠較油氣鑽探複雜。鑽孔的直徑和深度取決於礦層的埋藏深度和鑽孔的用途。①固體礦產鑽探。鑽孔直徑小（一般為46～94毫米）；要全孔取岩（礦）心和礦屑；按礦種的不同，深度從幾十米到2000多米不等；中國東部地區最深岩心鑽孔為4006.17米，中部地區最深岩心鑽孔2818.88米。西部地區最深岩心鑽孔2472.66米。世界最深岩心鑽孔為5424米（1988，南非威斯特蘭）。②水文地質鑽探。普查孔直徑小於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,中國最深水井1200米。③石油天然氣鑽探。口徑大（一般開孔915毫米，終孔216毫米），較深（一般為1000～7000米），主要鑽探沉積岩，取岩心較少，以岩屑錄井為主，要用大型石油鑽機施工，為防止高壓油氣層發生井噴，井口要安裝防噴器具。④地熱鑽探。遇到的是高溫熱流體（一般為100～200°C）,在沉積岩或火成岩中鑽探，鑽孔口徑、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鑽井液在高溫下失去穩定性，還要預防高溫熱膨脹使套管折斷。井深一般1000～3000米，世界最深井是美國索爾頓湖地熱井(1986)，井深3220米，井溫高達365°C。