[科普中国]-砂矿床钻探

砂矿床钻探是为了查明砂矿床的地质情况和储量而进行的钻探。地壳表层含矿的或矿床在风化、侵蚀、搬运和再沉积过程中形成碎屑沉积物，其有用矿物富集起来形成可开采利用的矿床，称为砂矿床。以金、铂、铌、钽、锡等贵重稀有金属为主。砂矿床一般具有埋藏浅、易找、易采、易选、投资少、收效快等特点，而且还是寻找原生矿床的重要线索和标志。

探矿方法用于砂矿床的探矿方法有坑探法和钻探法。坑探法主要是采用探槽和浅井。钻探法从1858年开始用于砂矿床勘探，那时，华侨矿工在印度尼西亚班加岛勘探水位以下的砂锡矿床，首先发明了人力冲击回转钻探机具，即世界上最早的砂矿钻──班加钻。此后，钻探法在砂矿床的勘探中逐步广泛应用，并成为砂矿床勘探的主要方法。

钻探法是用钻机在地层中钻孔取原状土样，以鉴别地层 和土质情况的勘探方法。常用手摇钻探法和岩心机 钻探法。前者打浅孔，后者打深孔。钻孔中用取土 器取原状土样，以测定岩土的物理力学性质。钻探 的深度、地层变化、层土物理力学性能及水文地质 条件等都需详细描述和记录。是最广泛采用的一种 勘探方法。

技术特点构成砂矿床的碎屑沉积物主要有泥、沙、卵砾石或巨砾，其结构松散破碎、复杂多变，而其中所赋存的有用矿物分布无明显规律。因此，砂矿床的钻探技术及其设备和常规岩心钻探不同，并自成体系。①钻孔比较浅，深度一般在30米以内。②为了保证勘探质量，保护孔壁稳定，必须下入套管护壁。套管钻入地层未终孔前，不允许随意上下提动或起拔。整个钻探过程中，套管先钻进一定深度，然后采取管内砂样。这两个工序一般是交替进行。取样所需的时间远多于钻进所需的时间。③一般不用钻孔冲洗液冷却钻具和护壁。钻具的回转速度和回次进尺长度、回次取样长度均受到一定的限制。④所取出的砂样，必须在现场立即进行描述、分析、粗淘洗及砂样的缩分等。⑤目前用于砂矿钻探的设备普遍具有低转速、大扭矩、多功能、搬迁方便的特点。1

砂矿钻探方法钻探方法有冲击钻探、回转钻探、振动钻探以及多种方式组合的复合式钻探法。现行卓有成效的仍然是冲击和回转相结合的方法。发展趋势是冲击钻探逐渐减少，回转和振动钻探所占的比例逐渐增加。砂矿的取样方法有抽汲、回转、打入、抓取和反循环连续取样法。最基本的方法是抽汲回转和打入。抓取只适宜大于300毫米口径的钻孔。反循环连续取样法是20世纪70年代后开始在砂矿钻探中使用的新方法，它具有效率高、样品质量好、成本低等优点，正在逐步地推广应用。

中国近年来研制了多种轻便、复合式砂矿钻机，已经形成系列，效率提高，取样质量改善，大大减轻工人劳动强度。中国生产的安装在“东方红－75”型履带式拖拉机上的SZC-325型大口径机械化砂钻其钻孔直径335毫米，钻孔深度为30米。2

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赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学