คู่มือการเจาะธรณีวิทยา

การทําความเข้าใจธรณีวิทยาของสถานที่ทํางานเป็นสิ่งสําคัญยิ่งในการขุดเจาะสํารวจ ด้านล่างนี้คือการตรวจสอบว่างานได้รับผลกระทบจากสภาพหินที่เกิดขึ้น

สภาพทางธรณีวิทยาในการขุดแบบเปิดหลุมมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของงานสํารวจ จากเงื่อนไขที่ดีที่สุดไปจนถึงสภาวะที่เลวร้ายที่สุดการก่อตัวของหินในหลุมจะกําหนดกลยุทธ์การขุดเจาะการสํารวจความต้องการของอุปกรณ์และคุณภาพของตัวอย่างที่สามารถคาดหวังได้อย่างสมเหตุสมผล

ผลผลิตในการขุดเจาะหลักขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันมากมาย แต่สภาพหินเป็นปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดที่จะส่งผลกระทบต่อความเร็วในการขุดเจาะและดังนั้นระดับผลผลิตก็เช่นกัน แร่ธาตุและธรณีวิทยาขององค์ประกอบที่รู้จักกัน 118 ชนิดซึ่งบางส่วนไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติออกซิเจนเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดคิดเป็นประมาณ 50% ของเปลือกโลกโดยน้ําหนัก ซิลิคอนก่อตัวประมาณ 25% และองค์ประกอบทั่วไปอื่น ๆ เช่นอลูมิเนียมเหล็กแคลเซียมโซเดียมโพแทสเซียมแมกนีเซียมและไทเทเนียมคิดเป็น 99% ของเปลือกโลก ซิลิคอนอลูมิเนียมและออกซิเจนเกิดขึ้นในแร่ธาตุที่พบมากที่สุดเช่นควอตซ์เฟลด์สปาร์และไมกา รูปแบบเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มซิลิเกตขนาดใหญ่ที่เป็นสารประกอบของกรดซิลิกและองค์ประกอบอื่น ๆ แอมฟิโบลและไพโรซีนประกอบด้วยอลูมิเนียมโพแทสเซียมและเหล็ก

บางส่วนของหินที่พบมากที่สุดในโลก, หินแกรนิตและ gneiss, ประกอบด้วยซิลิเกต. ออกซิเจนยังเกิดขึ้นโดยทั่วไปร่วมกับองค์ประกอบโลหะซึ่งมักเป็นแหล่งสําคัญสําหรับการทําเหมืองแร่ สารเหล่านี้สามารถเป็นส่วนหนึ่งของแร่ออกซิดิกเช่นแร่เหล็กแม่เหล็กและฮีมาตี

กํามะถันยังรวมเข้ากับองค์ประกอบโลหะเพื่อสร้างแร่ซัลไฟด์รวมถึงกาเลนา, ฟาเลไรต์, โมลิบดีไนต์และสารหนู Chalcopyrite (CuFeS2) ยังเป็นแร่ที่สําคัญมากและอุดมสมบูรณ์ที่มีทองแดง กลุ่มแร่ขนาดใหญ่อื่น ๆ ที่สําคัญในการขุดได้แก่ฮาโลจีไนด์เช่นฟลูออไรต์และฮาไลต์ คาร์บอเนตเช่นแคลไซต์โดโลไมต์และมาลาไคต์ ซัลเฟตเช่นบาไรต์; ทังสเตตเช่น asscheelite; และฟอสเฟตเช่นอะพาไทต์ องค์ประกอบบางอย่างสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติโดยไม่ต้องรวมกัน สิ่งที่สําคัญคือโลหะทองเงินและทองแดงบวกคาร์บอนในรูปแบบของเพชรและกราไฟท์ คุณสมบัติและลักษณะมันเป็นความจริงที่จะบอกว่าการทําแร่ไม่ค่อยบริสุทธิ์ แต่มักจะผสมประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันและแตกต่างกัน Feldspar คิดเป็นเกือบ 50% ขององค์ประกอบแร่ขององค์ประกอบแร่ของโลกตามด้วยไพโรซีนและแร่ธาตุแอมฟิโบลจากนั้นควอตซ์และไมกาคิดเป็นประมาณ 90% ของเปลือกโลก

นอกจากนี้แร่ธาตุมีคุณสมบัติและลักษณะที่หลากหลายและเป็นสิ่งเหล่านี้ที่กําหนดวิธีที่ดีที่สุดในการสกัด

ลักษณะทั่วไปคือ:
• ความแข็ง
• ความหนาแน่น
• สี
• ริ้วรอย
• เงา
• กระดูกหัก
• ความแตกแยก
• ผลึก
รูปแบบขนาดอนุภาคและขอบเขตที่แร่ชุ่มชื้น (ผสมกับน้ํา) บ่งบอกถึงวิธีที่หินจะทํางานเมื่อขุด (ดูวิธีการทางธรณีวิทยา p.25)
ความแข็งโดยทั่วไปจะให้คะแนนตามระดับ Mohs 10 จุด ความหนาแน่นของแร่ธาตุสีอ่อนมักจะต่ํากว่า 3 ข้อยกเว้นคือบาไรต์หรือสแปร์หนัก (แบเรียมซัลเฟต – BaSO4 – ความหนาแน่น 4.5 กรัม / ซม. 3), scheelite (แคลเซียมทังสเตต – CaWO4 – ความหนาแน่น 6.0 กรัม / ซม. 3) และซีเรียสไซต์ (ตะกั่วคาร์บอเนต – PbCO4 – ความหนาแน่น 6.5 กรัม / ซม.3)

แร่ธาตุสีเข้มที่มีธาตุเหล็กและซิลิเกตบางชนิดมีความหนาแน่นระหว่าง 3 ถึง 4 แร่โลหะมีความหนาแน่นมากกว่า 4 และทองคํามีความหนาแน่นสูงมาก 19.3
แร่ธาตุที่มีทังสเตนออสเมียมและอิริเดียมมักจะหนาแน่นกว่า แม้ว่าความหนาแน่นของแร่ที่ขึ้นรูปแร่อาจสูง แต่ความหนาแน่นของแร่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับหินโฮสต์ที่มีแร่ธาตุเหล่านี้อยู่

ริ้วเป็นสีของผงแร่ที่ผลิตเมื่อแร่มีรอยขีดข่วนหรือถูกับพอร์ซเลนสีขาวที่ไม่ถูกเคลือบซึ่งอาจแตกต่างจากสีของมวลแร่

การแตกหักเป็นลักษณะพื้นผิวที่ผลิตโดยการแตกชิ้นส่วนของแร่ธาตุและมักจะไม่สม่ําเสมอในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง ความแตกแยกหมายถึงคุณสมบัติของคริสตัล
ซึ่งช่วยให้สามารถแยกตามพื้นผิวเรียบ ทั้งการแตกหักและความแตกแยกอาจมีความสําคัญต่อโครงสร้างของหินที่มีแร่ธาตุจํานวนมากที่เกี่ยวข้อง หินมักจะประกอบด้วยส่วนผสมของวัสดุ หินอาจไม่เพียง แต่รวมคุณสมบัติของแร่ธาตุเหล่านี้แต่ยังแสดงคุณสมบัติที่เกิดจากวิธีการที่หินเกิดขึ้นหรือเปลี่ยนแปลงในภายหลังโดยความร้อนความดันและกองกําลังอื่น ๆ ในเปลือกโลก มันค่อนข้างหายากที่จะหามวลหินที่เป็นเนื้อเดียวกันและความไม่ต่อเนื่องเช่นความผิดพลาดที่เต็มไปด้วยวัสดุบดข้อต่อที่สําคัญและไม่สอดคล้องกันของเครื่องนอนเป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์

ความไม่ต่อเนื่องเหล่านี้ยังมีความสําคัญไม่เพียง แต่สําหรับความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเหมืองและการเข้าถึงเงินฝากแร่ แต่ยังเป็นเส้นทางสําหรับของเหลวที่ทําให้เกิดความเข้มข้นของแร่ธาตุในโลก เพื่อให้การทําเหมืองแร่มีศักยภาพทางเศรษฐกิจแร่ธาตุจะต้องมีความเข้มข้นเพียงพอเพื่อให้คุ้มค่าในการสกัดและภายในโครงสร้างหินที่สามารถขุดได้อย่างปลอดภัยและประหยัด นอกจากนี้ยังต้องเป็นไปได้ที่จะเสริมสร้างแร่ธาตุในวิธีที่ประหยัด สําหรับการพัฒนาเหมืองและการขุดเจาะการผลิตหินจะต้องได้รับการประเมินอย่างถูกต้องเนื่องจากผลลัพธ์จะส่งผลต่ออัตราการเจาะเจาะที่คาดการณ์คุณภาพรูและต้นทุนเหล็กเจาะ เพื่อกําหนดลักษณะหินโดยรวมมีความจําเป็นต้องแยกแยะระหว่างคุณสมบัติกล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์

เนื่องจากหินประกอบด้วยธัญพืชของแร่ธาตุต่าง ๆ คุณสมบัติด้วยกล้องจุลทรรศน์รวมถึง:
• องค์ประกอบแร่
• ขนาดเมล็ดข้าว
•รูปแบบและการกระจายของเมล็ดข้าว
•หากธัญพืชหลวมหรือยึดเข้าด้วยกันปัจจัยเหล่านี้ประกอบด้วยคุณสมบัติของหินเช่นความแข็งการขัดถูแรงอัดและความหนาแน่น ในทางกลับกันคุณสมบัติหินเหล่านี้จะกําหนดอัตราการเจาะที่สามารถทําได้เมื่อเจาะรูสํารวจและขอบเขตของการสึกหรอของอุปกรณ์ขุดเจาะ ในบางกรณีลักษณะแร่บางอย่างจะมีอิทธิพลโดยตรงต่อวิธีการขุด ตัวอย่างเช่นเกลือจํานวนมากมีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษและสามารถดูดซับแรงกระแทกจากการระเบิดได้ สภาพที่ดีและไม่ดีโดยไกลรูปแบบที่ดีที่สุดสําหรับการขุดเจาะเป็นหินแข็งแข็ง อัตราการเจาะจะสูงขึ้นการสึกหรอของวัสดุสิ้นเปลืองต่ําและการเบี่ยงเบนของรูน้อยลง ในทางกลับกันหากการก่อตัวนุ่มขึ้นและมีรอยแตกและชั้นการเบี่ยงเบนของหลุมเพิ่มขึ้นวัสดุสิ้นเปลืองจะสึกหรอเร็วขึ้นอัตราการเจาะจะลดลงและเสี่ยงต่อการติดขัดหรือสูญเสียบางส่วนของแกนจะสูงขึ้น นอกจากนี้ยังอาจเป็นเรื่องยากที่จะเปิดรูและป้องกันไม่ให้ยุบตัว การล้างหลุมก็มีความสําคัญอย่างยิ่งและสามารถสร้างความแตกต่างระหว่างความสําเร็จหรือความล้มเหลวเมื่อเจาะ ปัญหาหนึ่งที่พบบ่อยคือการสูญเสียน้ํา สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อการขุดเจาะจะดําเนินการในรูปแบบหินที่ไม่ดีที่มีรอยแตกจํานวนมากซึ่งน้ําส่วนใหญ่สามารถระบายออกไปได้ ยิ่งรอยแตกมากเท่าไหร่น้ําก็จะหายไปมากขึ้นเท่านั้น ในสภาพหินที่กระจัดกระจายมากขึ้นน้ํามักจะหายไปอย่างสมบูรณ์ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อกระบวนการขุดเจาะอุปกรณ์ทําลายและแท่งเจาะติดขัดในหลุม เทคนิคการล้างน้ําแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับการก่อตัวของหิน ในสภาพหินแข็งความเป็นไปได้ที่จะใช้น้ําเพียงอย่างเดียวจะสูงขึ้นในขณะที่ในการก่อตัวของหินอ่อนมักจะจําเป็นต้องใช้โพลิเมอร์หรือโคลน การลบรายการบัญชีจะทําด้วยเหตุผลหลายประการ มันทําให้บิตเย็นลง

ทําความสะอาดใบหน้าด้านหน้าของบิตและนําชิปไปยังพื้นผิวลดแรงเสียดทานระหว่างก้านและหลุมและลดการสั่นสะเทือนในสตริงสว่าน

การล้างหลุมในรูปแบบที่ไม่เสถียรนั้นซับซ้อนกว่าการก่อตัวแข็งเนื่องจากจําเป็นต้องติดตามความหนาแน่นและความหนืดของของเหลวที่ใช้ในการล้างรู นอกจากนี้ยังจําเป็นต้องที่เครื่องเจาะเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์เหล่านี้และความมั่นคงในหลุมความสามารถของของเหลวในการขนส่งทรายและชิปไปยังพื้นผิวความสามารถในการควบคุมการสูญเสียน้ําและความสามารถในการสร้างเค้กกรองในหลุม การล้างในสภาวะที่ไม่เอื้ออํานวยเหล่านี้ยังใช้ด้วยเหตุผลอื่นเช่นกันเช่นการรักษาเสถียรภาพของรูการปิดผนึกรอยแตกและเพิ่มความสามารถในการนําการปักชําไปยังพื้นผิว

ความท้าทายของนักขุดเจาะในวันนี้ผู้ขุดเจาะสํารวจต้องเผชิญกับความท้าทายที่แตกต่างกันไม่น้อยนักธรณีวิทยาต้องการตัวอย่างหลักที่ใหญ่กว่าและใหญ่กว่า ยิ่งตัวอย่างมีขนาดใหญ่เท่าไหร่ก็สามารถรับข้อมูลเพิ่มเติมได้มากขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่าสันนิษฐานว่ามีแท่นขุดเจาะที่สามารถจัดการกับแกนขนาดใหญ่เหล่านี้ที่ระดับความลึกที่ระบุ

ความลึกที่จําเป็นยังลึกขึ้นเนื่องจากความจริงที่ว่าเงินฝากตื้นกําลังถูกสกัดแล้ว นอกจากนี้การก่อตัวของหินที่ไม่พึงประสงค์ทําให้งานของเครื่องเจาะยุ่งยากขึ้นเนื่องจากเป็นการยากที่จะแยกตัวอย่างหลักที่มีคุณภาพดีและเหมือนเดิมในราคาที่ยอมรับได้ แท่นขุดเจาะสํารวจในปัจจุบันไปไกลเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้และเพิ่มผลผลิตในเวลาเดียวกันจึงช่วยให้เครื่องเจาะสํารวจเพื่อเพิ่มรายได้ ประโยชน์ที่สําคัญอย่างหนึ่งคือแท่นขุดเจาะเหล่านี้ให้ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ต่าง ๆ ซึ่งช่วยให้เครื่องเจาะสามารถตรวจสอบเหตุการณ์ได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นในขณะที่เจาะและดําเนินการที่จําเป็นก่อนที่จะมีบางอย่างผิดพลาด นอกจากนี้นวัตกรรมเกี่ยวกับเทคนิค In-The-Hole (ITH) ยังทําให้ชีวิตง่ายขึ้นด้วยการช่วยให้เครื่องเจาะเพื่อให้แน่ใจว่า overshot เชื่อมต่ออย่างถูกต้องเมื่อดึงแกน สิ่งนี้ช่วยลดความจําเป็นในการบํารุงรักษาอุปกรณ์ ITH และปรับปรุงบิตเพชร หากเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของบิตเพชรบิตเดียวกันจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ซึ่งหมายความว่าช่วงเวลาระหว่างการเปลี่ยนแปลงบิตจะนานขึ้นและผลผลิตเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนบิตใช้เวลานาน ยิ่งหลุมลึกเท่าไหร่ก็ยิ่งใช้เวลาในการสะดุดแท่งเข้าและออกจากหลุมมากขึ้นเท่านั้น วิสัยทัศน์ของระบบอัตโนมัติไม่ต้องสงสัยเลยว่า บริษัท ส่วนใหญ่ที่พัฒนาอุปกรณ์ขุดเจาะหลักมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มระดับของระบบอัตโนมัติในการสํารวจ เริ่มแรกสิ่งนี้อาจถูก จํากัด เท่านั้นตัวอย่างเช่นเพื่อให้แท่นขุดเจาะเจาะหนึ่งแท่งโดยอัตโนมัติในระหว่างการเปลี่ยนแปลงกะ แต่เป็นที่ชัดเจนว่าจุดมุ่งหมายคือการทําให้เป็นอัตโนมัติมากขึ้นในที่สุดเพื่อให้การเดินทางไปกลับทั้งหมดจะเสร็จสมบูรณ์โดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ตามเพื่อให้สามารถเรียกใช้แท่นขุดเจาะหลักได้อย่างเต็มที่เป็นวิสัยทัศน์ระยะยาวมาก แท่นขุดเจาะหลักมีความซับซ้อนมากกว่าที่ออกแบบมาสําหรับการเจาะและระเบิด เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าการพัฒนาอุปกรณ์ขุดเจาะหลักมุ่งเน้นไปที่การดึงข้อมูลรายละเอียดจากแท่นขุดเจาะที่สามารถช่วยให้เครื่องเจาะสามารถวิเคราะห์สิ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการขุดเจาะได้ นอกจากนี้นักพัฒนายังมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มปริมาณข้อมูลที่สามารถสกัดได้จากแท่นขุดเจาะแต่ละแท่นเพื่อให้สามารถศึกษาความแตกต่างระหว่างเครื่องเจาะและการก่อตัวของหินที่แตกต่างกันได้ นวัตกรรมอื่น ๆ ที่อยู่ระหว่างการพัฒนารวมถึงการถ่ายโอนข้อมูลไปยังไซต์ระยะไกลเพื่อแจ้งให้ผู้ขุดเจาะทราบเมื่อถึงเวลาสําหรับการบํารุงรักษาและเมื่อเหตุการณ์อาจนําไปสู่การสลาย

ที่มา: เอพิรอค ไชน่า

หากมีคําถามใด ๆ สําหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพการขุดเจาะและวิธีการเลือกบิตเพชรชุบที่เหมาะสมเปลือกหอยรีมและแท่งสว่านที่เกี่ยวข้องให้ติดต่อกับที่ปรึกษาด้านเทคนิคของเราฟรีWhatsApp: +86-188 5151 3960

จีโอ เอควิป เทค อู๋ซี

https://www.cgegtech.com/