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曹召生
[摘 要]在野外地质勘探的作业过程中，地质机械的选择很大程度上就决定了整个工程的效率。为了提高野外地质勘探的效率，除了要制定科学合理的勘探方案还要根据具体情况选择符合勘探区域内部地层的配套设备。本文针对机械设备这一方面，首先对最广泛使用的勘探方法进行了初步探究，并依据相应的常用设备对配套进程进行了深入分析。望能为相关工程研究人员提供一些帮助。
[关键词]野外地质；配套机械；勘探研究
中图分类号：P631.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0118-01
一、地质勘探方法探究
1、钻探工程
地质勘探的主要部分就是通过采集一定低地层中心的岩石或矿石的样本带入地上，再通过对样本的研究来基本估计该地层内部的岩矿石的结构及其当前存在的状态。这一整套钻地和采集活动就叫做钻探工程。钻探工程的主要作用就是为了勘测地下水变化运动的状况及开发可利用的元素集合体。通过破坏地表岩层向一定地下方向放置检测设备或将地底物质带回均可称为钻探工程。
钻探工程最基本的地表破坏设备我们称之为钻机。钻机主要工作力的承担部分的工作模式我们可以依据外力破碎表面特征将其归为三种模式：第一种是以固定方向对岩层进行猛烈持续撞击行为，第二种是持续撞击并组合回转方式同时作用于钻头上，第三种就是持续钻进并配合一定频率的振动器以快速破坏土壤层。在钻机开始活动进程前可选择是否取样岩心。钻机磨料按硬度值可排列为铸铁砂、金刚钻或难溶于金属的硬质化合物与粘结金属的合成物等。钻机这种直观性功能居多且效率极高的岩层勘探设备，因其自身特有的不分地形皆可使用的使用特性而被广泛应用于地质勘探行动中。
2、坑探工程
与钻探工程不同，坑探工程对地心地质状况的研究是完全基于直观表象上的。因此，坑探工程的开展对勘探地区的地形地质有很大要求。一般情况下坑探工程的选址都会选择在地表有巨大裂缝或周围土质硬度较差的地区进行勘探活动。通过对地表自然裂缝更深层次的加工开掘，来直接进入地层深处对岩石自然断裂区域进行研究和采集行为。这种地质状态所提供的天然帮助很大程度上节省了勘探过程所用的时间。因此，坑探工程也被称作在特殊地质要求下最高速便捷的勘探方式。
但是坑探工程并不是直接下到地层下，在开展工作前夕，相关工作人员首先要根据当地地形图进行一个基本的勘探区域的划分，然后在工程进程中随着地层的深度及地质岩层的实际情况来扩充基于地质图的研究范围。此勘探手段虽然效率极高，但同时也拥有非常浅显的局限性，那就是坑探工程的开展十分针对地质形态，而且工程工作基本只能够停留在较浅的地表深度中。并且随着勘探区地形的逐渐渗入，周围环境也会对勘探人员造成一定程度的安全威胁。因此，在进行坑探工程活动中，不但要注意跟随地标情况而加深相关地质物体研究，还要在研究过程中时刻注意维护勘探人员的自身安全。
3、地球物理勘探
这种勘探方法是基于物理学的原理和方法对地表使用某种介入手段，根据地底传输回地表的反应数据值再与已知资料的基本特征对比，从而得知地层中结构组成及其存在状态的勘探手段。其中，被广泛使用的外部力量介入手段有两种，一种是通过对勘探底层发射一定程度的引力波，然后根据引力波回潮所经过的介质相关规律推断勘探岩层的物理状态。另一种是对地下介质导入直流电源形成一定程度的电磁场，再经过相关的测量手段将电流在介质中的波动情况导入仪器进行测量，统称为电阻率法。这种基于物理知识层面的勘探方式具有投入小回报高的特点，但其所采用的介入形式并没有固定的运行轨迹，因此其返回的结果也具有不确定性。
二、地质钻机类型选择
钻探工程进程中，维持最基本工作进程的施工用具就是钻机。钻机不仅能够破坏岩层，还能够有针对性的进行一系列地下勘探工作用具的安装及地底层地质状况的采集回复工作。
1、ZD-60地质钻机
在钻机钻井过程中经常会产生因钻地持续时间过长，钻头上端所沉积的沙土岩石碎屑过多而导致的钻头无法持续工作或返回地表。此种钻机属于力量集中型钻层模式，全油压驱动内核，基础能量支撑十分强大，在工程进程中可有效避免上述所描述的现象。不仅如此，除驱动能力大这一特点，此型号的钻机还能够灵活应对各种复杂地层。
然而，现有的相关技术能力在提升鉆机基础驱动力时，因巨大的驱动储层所带来的负重方面的问题就成为了ZD-60地质钻机的效率限制因素。
2、XY-4型千米钻机
与巨大驱动力钻机设备所不同的是，XY-4型钻机主抓的是方位间的工作效率进程，钻机工作时的转动速率最高可达八级标准速度。其本身并不受钻头材质的要求控制，在不同情况下可配置不同材质的钻头以达到工程方案所要求的最大效率数据值。整个钻机结构轻盈，可随拆随用。并且，该类型的机器自身带有两种级别的转速方案，可在突发状况产生时迅速进行调整。机身周边具有极高的结构稳定装置，在灵活操作之余也能够保障安全。
此外，为了更好的使用该种类型的钻机，相关操作人员可根据钻机基本结构与地表操作仪器进行结合使用，将地表机器的监控范围扩展至钻机的每一个方位系统中。以避免因工程突发状况导致的不良影响。
三、野外地质勘探的地质机械高效配套案例分析
在对勘探方法及钻机类型进行简单介绍分析后，我们可采取对部分矿区的地形地貌以及气候因素的研究来对相关勘探方法进行举例说明。首先是对崂山矿区的基本地形特征的描述：
1、崂山矿区水文地质条件
从崂山周边地区整体地势情况分布来看，该矿区地质结构比较单一，地壳挤压运动形成的地貌风格明显。大部分矿物所处层面基本存在于浅地表。其中上层岩石地貌形成条件为地上流水资源常年冲击形成，岩石表面存水量不多。而下层岩层形成条件则为地下水径流因地势流入岩层裂缝中，但受制于岩石的表层组织性能，岩层中含水量一般。
根据当地气候及年降水量总值分析可得出结论，地下岩层中存水及地下水的流动储量途径为云层水汽累积降水。降水后又经地表岩层自然裂缝存于地下水流中。矿产集中开采区域较周边地形地势较低，东南部区域地势偏高，区域内两段地势差异使显现出的岩层面积广阔，土壤硬度也相对较差。
2、地质机械高效配套
（1）勘探方式的选择
崂山矿区地质结构单一，土壤及岩层硬度较差，地表层分域明显。经各方面条件综合评估考虑，可以断定该矿产地区适合使用坑探工程开采方法。以该地地形为依据，勘探人员可以地表方向为基准设置一组与地表平行同时与勘探角度垂直的线路，称之为平行勘探线。在设定勘探方向后，施工人员就可使用相应的钻井设备破坏基层地表使岩层表特征显现出来，同时通过对地层中矿石进行大面积取样，并根据基础资料显示的结果得出详细的机械选择方案。
（2）地质机械的选择
在野外地质进行地质勘探的地质机械配置时，要从地形与地质特征以及钻探的目标出发，同时根据机械的具体型号以及性能，进行综合比较。在崂山矿区的地质勘探中，我们已得知该矿区矿石构造特征，水文地质条件等，通过对这些信息的仔细分析，可以初步判断利用水文地质调查、工程地质勘查钻机以及水井钻机，但上述两种型号的钻机都基本具备该功能。在勘探方法的选择上，4、6、8、10处利用探槽与钻探，总共12个探坑，这就要求钻机具有一定的灵活性，易移动，而通过对ZD60钻机的分析可知，该钻机重量较大，不易移动，而且能够钻进的行程有限，而XY-4型千米钻机均避免了这类劣势，适用于该矿区的勘探，所以应该选用XY-4型钻机。
结语
任何工程的开展初期都要进行对工程相关资料的详细准备工作。对野外地质勘探工作来说，首要工作的重点就是对当地地形进行一个系统的全面了解，例如占当地比重较高的矿石类别，并准备好该类矿石的详细资料；其次再根据地貌特征选择合适的勘探方案，最后基于以上两个层面进行相关机械的种类选择及搭配的相关仪器。只有做好了充分的准备，才能够做到野外地质勘探的地质机械高效配套。
参考文献
[1] 曾赛璋.关于野外地质勘探中地质机械高效配套的思考[J].建材发展导向，2016，14（15）：297-298.
