直推钻探技术在矿山地质环境调查评价中的应用研究_张建杰.pdf
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1、doi:10.3969/j.issn.1007-1903.2023.02.009Vol.18 No.02 June,2023第 18 卷 第2期 2023 年 6 月http:/ 101500)摘 要:钻探是矿山地质环境调查工作中获取地层信息的一种重要手段,钻探质量直接影响着调查工作的质量。在北京市矿山地质环境调查过程中,基于矿区取样质量要求,通过对比部分钻探取样设备和技术的优缺点及适用性,选择将直推钻探技术应用到矿山地质环境调查取样工作中。在取样过程中,Geoprobe-7822DT直推式土壤钻机配备了DT22和MC5直推钻具进行钻探取样,2种直推钻具发挥了各自的优势,提升了矿山地质环境调查
2、取样工作的质量和效率。MC5直推钻具适用地层范围更广,更加适用于矿区深部土壤钻探取样。关键词:直推;钻探技术;矿山;地质环境;应用研究Applied research of direct push drilling technology in mine geological environment investigation and evaluationZHANG Jianjie,LIU Chunsheng,DUAN Shidun(Beijing Institute of Mineral Resources and Geology,Beijing101500,China)Abstract:Dr
3、illing is an important means for obtaining stratigraphic information in mine geological environment investigation.The quality of drilling directly affects the quality of investigation.In the process of mine geological environment investigation in Beijing,based on the quality requirements for samplin
4、g of the working area in the mining area,through comparing the advantages,disadvantages and applicability of some drilling sampling equipment and technologies,this paper applies direct push drilling tech-nology to the sampling work of mine geological environment investigation.During the sampling pro
5、cess,the Geoprobe-7822DT direct push soil drill is equipped with two types of direct push drilling tools including DT22 and MC5 for drilling and sampling.Both types of direct push drilling tools have their respective advantages,which improve the quality and efficiency of the sampling work of mine ge
6、ological environment investigation.But the MC5 direct push drilling tool,better at deep soil drilling sampling,is more suitable for the stratum of the working area in the mining area.Keywords:direct push;drilling technology;mine;geological environment;applied research随着我国社会经济的发展、国家产业结构的升级以及城市布局的调整,工
7、业厂址搬迁产生的污染场地不断涌现(宋家音等,2021;梁龙等,2018),矿山企业闭坑后遗留的采矿遗址也逐年增多(彭振等,2021),迫收稿日期:2022-11-03;修回日期:2023-02-22基金项目:北京市矿山地质环境监测系统运行维护(2022年)项目(11000022T000000439565)资助第一作者简介:张建杰(1984-),男,硕士,高级工程师,主要从事地质勘探、钻探工程技术管理和研究工作。E-mail:引用格式:张建杰,刘春生,段石敦,2023.直推钻探技术在矿山地质环境调查评价中的应用研究J.城市地质,18(2):186-191186张建杰等 直推钻探技术在矿山地质环境
8、调查评价中的应用研究http:/ 直推钻探技术简介1.1 直推钻探技术内涵直推钻探技术包括直推钻探工艺与钻探装备。直推钻探工艺是通过人力或者机械力将钻具压入地下的一种钻探和取样方法,钻进方法包括推钻、锤击或振动推进(李炯等,2019;孙平贺,2021)。1.2 Geoprobe-7822DT钻机概述Geoprobe-7822DT直推式土壤钻机结构紧凑、功能多样,采取原状样品质量可靠。该钻机可快速完成土壤污染的调查工作,以及土壤污染的修复工作,可进行土壤取样、地下水取样、地下气体取样、监测井建设等工作(吴浩等,2019;郑继天等,2010)。该钻机重量为3 427 kg,最大展开高度为4.521
9、 m,折叠后高度为1.930 m,长度为3.378 m,宽度为1.524 m,探测架可进行折叠以方便运输,钻机行进最大速度为8 kmh-1(图1)。钻机配有液压绞车提升系统,提升力可达1 066 kg,方便钻探取样时钻具的运移。整机采用久保田4缸涡轮增压柴油动力,设备功率42 kW。钻机主要由探测组件、液压系统、电气系统3个部分构成,土壤及地下水取样深度可达30 m。1.3 工作原理Geoprobe-7822DT钻机工作原理是在钻进过程中,如遇地层阻力较小时,给进油缸产生静压力推动变速箱沿导轨向下运动,带动取样装置无回转地进入地层中;如遇地层阻力较大时,振动冲击器产生冲击力,配合静压入土的方式
10、快速钻进成孔并取样。直推钻机在取样过程中无需冲洗液,能够保证取得的样品不被混样污染,有效保证土样的原状特性(陈洪阳等,2019)。2 直推钻探技术在矿山地质环境调查中的应用实例为了查明矿区周边水、土重金属污染的垂直分布规律,设计土壤钻探累计进尺400 m,施工区域主要涉及北京市平谷区和怀柔区部分金矿矿区,钻遇地层主要为粉土、粉质黏土、粉砂、粗砂及风化层,部分区域表层为回填土,少数地层中夹杂有碎石。2.1 钻探技术要求1)钻探前进行场地踏勘,钻探点位应布置在钻探设备能够达到的位置,且无地下管线干扰,确保钻探工作正常开展。2)地层的综合取心(土)率应满足项目取样需求,回次进尺不得超过岩(土)心管长
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