“深部礦體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”項(xiàng)目及其成果簡(jiǎn)介

(一)項(xiàng)目來(lái)源及研究目的安徽是資源儲(chǔ)量的大省,具有得天獨(dú)厚的成礦地質(zhì)條件。它地處華北、揚(yáng)子、大別山三個(gè)板塊結(jié)合帶,在華北、揚(yáng)子兩個(gè)板塊結(jié)合縫上,馳名中外的郯廬斷裂自北向南縱穿全省,是全國(guó)19個(gè)成礦帶之一的長(zhǎng)江中下游銅鐵多金屬成礦帶。為了進(jìn)一步加快深部找礦步伐,安徽省地礦局313地質(zhì)隊(duì)于2008年4月向安徽省國(guó)土資源廳、安徽省地礦局申請(qǐng)“深部礦體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”項(xiàng)目立項(xiàng),2009年被列入安徽省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(編號(hào):09010301015)。該項(xiàng)目的研究目的是提高深部礦體勘探速度、勘探靶區(qū)精度、地質(zhì)成果的準(zhǔn)確性,為加速我國(guó)尋找隱伏礦與開拓深部“第二找礦空間”提供技術(shù)支持。主要任務(wù)是通過(guò)研發(fā)鉆探設(shè)備及機(jī)具、鉆探方法、取心方法、鉆孔護(hù)壁、高效長(zhǎng)壽鉆頭等技術(shù),解決深部鉆探效率問(wèn)題;通過(guò)研究受控定向鉆探技術(shù)解決深部陡礦體和異型礦體、地表障礙物下部礦體勘探難題;通過(guò)鉆孔攝像及定向取心技術(shù)完成鉆孔地質(zhì)信息采集,由單孔獲取巖礦層參數(shù)的任務(wù)。歷經(jīng)近四年的研究、試驗(yàn),再研究、試驗(yàn)與完善,于2012年底結(jié)題,通過(guò)鑒定驗(yàn)收。(二)項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容“深部礦體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”項(xiàng)目由安徽省地礦局313地質(zhì)隊(duì)主持承擔(dān),合作單位有:中國(guó)地質(zhì)裝備總公司、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所、無(wú)錫探礦工具廠、唐山市金石超硬材料有限公司、張家口探礦機(jī)械廠等,同時(shí)聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)部分資深專家作項(xiàng)目指導(dǎo)?！吧畈康V體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”項(xiàng)目指導(dǎo)思想是,結(jié)合我國(guó)深部找礦技術(shù)需要,充分集成國(guó)內(nèi)探礦技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)行產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合機(jī)制,以縮短研究周期,加速成果轉(zhuǎn)化。項(xiàng)目的總體思路是:符合我國(guó)國(guó)情,以野外生產(chǎn)需求為中心,要求研究成果適用性好、可靠性強(qiáng),易推廣應(yīng)用,且具有先進(jìn)性、創(chuàng)新性,有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該項(xiàng)目共分4個(gè)課題:課題一:分體塔式全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)及高強(qiáng)度繩索取心鉆桿研制(1)分體塔式全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)(FYD-2200型)1)鉆機(jī)實(shí)行分體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),改變深孔鉆探車載、桅桿式結(jié)構(gòu)存在的弊端,以適應(yīng)山區(qū)、丘陵、農(nóng)田等道路較差的地區(qū)運(yùn)輸;2)提升鉆具設(shè)計(jì)為高塔形式,以增加立根長(zhǎng)度;3)鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,增加調(diào)速范圍;4)鉆機(jī)長(zhǎng)行程(4.8m)設(shè)計(jì),以增加回次進(jìn)尺長(zhǎng)度;5)鉆機(jī)動(dòng)力頭卡盤設(shè)計(jì)為卡瓦夾持和頂驅(qū)式兩用結(jié)構(gòu);6)鉆機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)數(shù)字化,塔上操作可視化及鉆探現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控。(2)高強(qiáng)度繩索取心鉆桿1)鉆桿及接頭優(yōu)選國(guó)產(chǎn)高鋼級(jí)無(wú)縫管材,進(jìn)行特殊熱處理,以增加強(qiáng)度和耐磨性滿足3000m以內(nèi)孔深鉆探要求;2)鉆桿螺紋副設(shè)計(jì)為特殊形式,以增加抗扭、抗拉、防脫和密封性;3)采用成型精密刀具加工鉆桿接頭螺紋,以提高螺紋加工精度。課題二:鉆孔攝像及定向取心技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用研究(1)鉆孔攝像技術(shù)1)實(shí)現(xiàn)360°孔壁數(shù)字成像、無(wú)縫拼接及高清晰度虛擬鉆孔巖心圖顯示;2)具有深孔內(nèi)信息傳輸與數(shù)字分析處理功能;3)運(yùn)用鉆孔攝像技術(shù)在單孔中解析巖礦層產(chǎn)狀。(2)定向取心技術(shù)1)研究垂直孔、傾斜孔巖心定向系統(tǒng),以擴(kuò)大定向取心技術(shù)應(yīng)用范圍;2)設(shè)計(jì)恒壓巖心打印裝置,保證可靠的導(dǎo)向鉆進(jìn)和平衡反扭矩效果;3)研究水壓力平衡,提高機(jī)械倉(cāng)密封的可靠性;4)研究孔底巖心打印控制裝置,實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作狀態(tài)的自動(dòng)控制;5)研制微型金剛石鉆頭,以保證定向取心器孔底打印可靠性;6)研究定向取心技術(shù),在泥漿護(hù)壁鉆孔中解析巖礦層產(chǎn)狀。課題三:鉆孔設(shè)計(jì)與軌跡動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)研究1)鉆孔彎曲規(guī)律分析,預(yù)測(cè)待鉆鉆孔的軌跡形態(tài)變化規(guī)律;2)鉆孔軌跡設(shè)計(jì)及鉆孔軌跡形態(tài)繪制;3)鉆孔軌跡空間位置計(jì)算及中靶精度預(yù)測(cè);4)探礦、地質(zhì)綜合設(shè)計(jì)書編制;5)鉆孔綜合資料整理及其電子文檔自動(dòng)生成;6)鉆孔軌跡三維可視化動(dòng)態(tài)顯示。課題四:深部巖心鉆探鉆進(jìn)工藝方法研究1)關(guān)鍵裝備優(yōu)化選擇與配置;2)鉆孔結(jié)構(gòu)及套管設(shè)計(jì);3)特殊地層鉆進(jìn)取心技術(shù);4)高效、長(zhǎng)壽命金剛石鉆頭研制與使用;5)泥漿與護(hù)壁技術(shù);6)鉆孔軌跡控制技術(shù);7)孔內(nèi)事故預(yù)防與處理;8)鉆頭成本與技術(shù)指標(biāo)分析。(三)項(xiàng)目研究主要成果經(jīng)過(guò)幾年的研究與實(shí)踐,“深部礦體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”項(xiàng)目按任務(wù)書設(shè)計(jì)要求完成了FYD-2200型分體塔式全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)及配套機(jī)具、高強(qiáng)度繩索取心鉆桿(N、H系列,施工深度3000m以內(nèi))、地質(zhì)勘探鉆孔攝像及定向取心技術(shù)、鉆孔設(shè)計(jì)與軌跡動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)、深部巖心鉆探鉆進(jìn)工藝方法的研究與開發(fā)。完成了“江淮下游新生代晚期環(huán)境變化研究”與“湖北神農(nóng)架晚期第四紀(jì)環(huán)境研究”不擾動(dòng)樣環(huán)境科學(xué)鉆探孔、“汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探”WFSD-3孔、“深部礦體勘探鉆探技術(shù)方法及設(shè)備研究”ZK1725孔等科學(xué)鉆探試驗(yàn)孔,國(guó)家深部探測(cè)3000m科學(xué)鉆探“華南于都 贛縣礦集區(qū)科學(xué)鉆探選址預(yù)研究”NLSD-1孔與“華東廬樅盆地科學(xué)鉆探選址預(yù)研究”LZSD-1孔、安徽壽縣正陽(yáng)關(guān)鐵及多金屬潛力資源預(yù)查項(xiàng)目和滁州明光鹽礦勘探孔等深部找礦鉆孔的鉆探任務(wù),并在安徽霍邱鐵礦、金寨沙坪溝鉬礦、泥河鐵礦、廬樅鐵礦、瑯琊山銅礦以及山東、浙江、江西、甘肅、四川、北京、上海等地不同地層、不同口徑、不同鉆進(jìn)方法的深孔地質(zhì)找礦和科學(xué)鉆探中加以應(yīng)用,取得了良好的效果。項(xiàng)目研究共獲得8項(xiàng)國(guó)家專利(其中發(fā)明專利3項(xiàng))、1項(xiàng)國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)。項(xiàng)目四個(gè)課題全部通過(guò)國(guó)內(nèi)外科技查新及安徽省科學(xué)技術(shù)廳組織的專家技術(shù)鑒定。項(xiàng)目全面總結(jié)的小口徑深部巖心鉆探工藝及配套機(jī)具體系,對(duì)地質(zhì)巖心鉆探、科學(xué)鉆探、環(huán)境地質(zhì)勘探、水文地質(zhì)水資源勘探施工等項(xiàng)目具有指導(dǎo)意義。項(xiàng)目研究成果總體評(píng)價(jià)為達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。