采矿课件岩土钻掘工程学.ppt

岩土钻掘工程学 绪论 课程的内容、地位和任务 “岩土钻掘工程学” 研究如何借助机械方式或化学方式（爆破能）破碎岩土层，在地下形成规格和质量符合设计要求的钻孔或坑道，以达到找矿、采矿及其他工程建设或灾害治理的目的。它与地质学、矿业科学、机械工程、土木工程等有着密切的关系。它涉及了资源和环境两大主题 岩土钻掘工程学 第一页，共二十三页。 岩土钻掘工程学 岩土钻掘工程学应包括原“钻探工艺学”和“坑探工程学”的内容。但在目前市场经济条件下，本专业涉及的与“钻”有关的工作量更大，服务领域更宽。因此，本课程的讲授以“钻”为主，兼顾“探”与“掘”。 1994年美国政府在“国家钻探和采掘技术 （NADET）计划”中指出 ：钻探和采掘 是石油、矿业、现代交通、地下公用设 施等关键部门所急需的…，其未来的状 况取决于我们钻采技术的领先程度。在 高新技术流行的今天，这些并不诱人的部门的生命力对我们的持续繁荣和昌盛是必不可少的。 美国的“NADET”计划，从另一个角度说明了岩土钻掘工程是与国计民生息息相关、保证国民经济可持续发展不可替代的重要技术手段。 第二页，共二十三页。 岩土钻掘工程学 多维教材 纸质教材 电子教材 教科书 教学参考书 电子教案 多媒体教学软件 习题库，试题库 资料库(图片库，视频库，动画库) 第三页，共二十三页。 岩土钻掘工程学 教材：岩土钻掘工程学，鄢泰宁主编，中国地质大学出版社，2001年，武汉。 教参：钻井工程理论与技术，陈庭根等，2000，石油大学出版社，东营。 钻探工艺学，李世忠主编，1992，地质出版社，北京。 泥浆工艺原理，黄汉仁等，1981，石油工业出版社，北京。 中国钻探科学技术史，刘广志主编，1998，地质出版社，北京。 金刚石钻探手册，刘广志主编，1991，地质出版社，北京。 钻探设备，杨惠民主编， 1988，地质出版社，北京。 钻探工程学，屠厚泽主编，1988，中国地质大学出版社，武汉。 第四页，共二十三页。 岩土钻掘工程的渊源和发展概况 中国是世界上最早开始进行岩土钻掘工作的国家。 最迟在公元前1世纪我们的祖先已开始有组织地钻这种井来采盐水，同时提取地层深处的天然气用于燃烧和照明。先民们用传统的方法于清道光6年（1835年）钻成了第一口超1000m的井，被联合国教科文组织定为19世纪中叶前的钻井世界纪录。自1835～1997年沿用传统的方法（裸眼采气、竹管输气）累计产气1.4亿方。 英国李约瑟博士在《中国古代科学技术文明史》一书中认为，中国钻探科学技术对世界石油天然气勘探开发技术产生了巨大的启蒙、奠基和推动作用，在国际上领先数百年至一千多年。被誉为是继指南针、火药、造纸、印刷术之后中国古代的第五大发明。 岩土钻掘工程学 第五页，共二十三页。 中西方早期绳式冲击钻设备与方法对比表 岩土钻掘工程学 对比项目 中国卓筒井 西方早期冲击钻 发明时期 钻进方式 绳索材质 动力 井身结构 钻头结构 至迟1041～1048年 冲击 竹篾 人工、耕牛 石、木、竹套管 横刃配圆刃 1808～1831年 冲击 钢绳 蒸气机 木、钢套管 一字形凿形 第六页，共二十三页。 随着工业技术的进步，破岩磨料及钻探工具都在不断改进。 19世纪初叶，出现以碳化钨为基体的硬质合金。 19世纪末期，美国在硬岩（裂隙性）岩石中使用钢粒钻进。 1953~54年瑞典和美国GE公司合成了单晶人造金刚石，前苏联1966年开始用人造金刚石钻头。我国从20世纪70年代末开始大批量生产人造金刚石钻头。 岩土钻掘工程学 第七页，共二十三页。 岩土钻掘工程学 随着科技进步和经济发展，岩土钻掘工程在国民经济中发挥着越来越大的作用 。已广泛应用于： (1) 矿产资源勘探和部分矿产的开采； (2) 水文地质勘探和水井钻； (3) 工程地质勘查和生态环境研究； (4) 地质灾害的防治 与环境治理； (5) 工民建和道路桥梁 的基础工程； (6) 国防工程及海岸 工程；