[发明专利]钢索取心钻机及使用该钢索取心钻机的钻探工法

说明书

技术领域

本发明涉及探矿技术领域，尤其涉及一种钢索取心钻机及使用该钢索取心钻机的钻探工法

背景技术

地质探槽探矿是地质找矿最常用的手段之一，其方法是利用人力或机械在地表按一定方位开挖一定长度、并穿过覆盖层到达基岩0.3m长槽，其深度一般不超过3m，地表宽度一般以探槽深度按1：1放坡计算，在基岩处刻取岩石样品，再经地质技术人员编录描述、样品化验分析等工作后来进行地质找矿或矿产异常查证。

地质浅井探矿也是地质找矿比较常用的手段之一，其方法是利用人力或机械在地表按圆形或方形挖掘浅井、深度一般不超过20m，到达基岩或设计岩层后取得岩石样品，再经地质技术人员编录描述、样品化验分析等工作后来进行地质找矿或矿产异常查证。

地质探槽、浅井又常被合称为槽井探，目前，槽井探探矿方法主要存在问题是：

1、槽井探在林地、耕地处施工时首要问题是必须破坏林地和耕地，破坏生态环境，即使完工后立即进行回填和恢复植被，环境恢复也需要几年到几十年或更长时间；

2、槽井探施工除需要支付自身施工费用外，还需要支付土地使用费、林地耕地占用费，树木青苗补偿费、林地耕地恢复费等多种大量费用，使探矿成本不断增加；

3、槽井探施工存在安全风险，近几年时有因槽井探边坡坍塌导致人员伤亡事故发生；

4、浅井挖掘时要根据地层情况使用木版架或其他措施进行支护，有地下水时需要排水，施工工艺复杂，施工难度及安全风险较大，成本较高；

5、槽探在覆盖层大于3m以上地区施工难度非常大或无法施工，又因进入基岩需要人为判断，这会导致较完整的残坡层、风化层误认为是基岩情况，存在取样位置不到位，造成探矿误差。

近年来，人们一直对能够代替地质槽井探探矿的设备和方法进行研究，例如研究了很多类型的基岩浅钻用于试验和生产，但均无法代替槽井探，其原因主要是：

1、因钻机基本设计为90°或超过45°的大角度钻探，取得的岩心水平投影远小于垂直投影，无法达到代替槽井探的效果。

2、地表钻探需要在浅部坍塌破碎地层钻进，一般钻机无法保证在该地层正常运行，无法保证岩心采取率。

3、现有的基岩浅钻钻机因施工环境条件差、地点转换勤、效率低、成本高和施工难度大，无法在较大规模的范围进行推广和应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钢索取心钻机及使用该钢索取心钻机的钻探工法，即地表水平方向钻探探矿工法。

本发明提供以下技术方案：

一种钢索取心钻机，包括：底座、主机、钻具、钻杆和钢索取心系统，主机安装于底座上，底座能够调整主机的安装角度，钻杆安装于主机上，且主机用于驱动钻杆的旋转和给进，钻杆的前端与钻具固定连接，钻杆的后端与钢索取心系统连接，钻具的回转轴线与钻杆的回转轴线共线，主机包括：

箱式给进架，箱式给进架安装于底座上；

动力头底座，动力头底座设置于箱式给进架上；

给进油缸，给进油缸安装于箱式给进架上用于驱动动力头底座在箱式给进架上沿箱式给进架的长度方向自由移动；

动力头，动力头安装于动力头底座上，动力头夹持钻杆用于驱动钻杆旋转。

进一步地，动力头包括：液压马达、动力头变速箱和动力头夹持器，动力头变速箱安装于动力头底座上，液压马达安装于动力头变速箱上且液压马达的输出端与动力头变速箱的输入端传动连接，动力头夹持器安装于动力头变速箱上且动力头夹持器与动力头变速箱的输出端传动连接，动力头夹持器用于夹持钻杆。

进一步地，主机还包括滚轮夹持器，滚轮夹持器设置于箱式给进架上，滚轮夹持器用于夹持钻杆和钻杆的快速推进或回退。

进一步地，底座包括：底座钢梁、底座枕木、主机支撑架和主机安装架，底座枕木垫设于底座钢梁的底部且与底座钢梁通过螺杆固定连接，主机支撑架的底部与底座钢梁铰接，底座钢梁上和主机支撑架上分别设有一个主机安装架，底座钢梁上的主机安装架和主机支撑架上的主机安装架共同支撑箱式给进架，且主机支撑架上的主机安装架能够沿主机支撑架的长度方向自由调整。

进一步地，底座枕木上设有安装孔，安装孔内安装有钢钎，钢钎用于加固底座枕木。