第一节　探矿工程

探矿工程是地质勘探工作取得实物资料、探明矿产储量的重要手段，主要包括钻探、坑探、井探和槽探。省内始于20世纪早期。清光绪二十八（1902），英国人凯约翰首次在铜陵大通使用冲击钻找煤。民国10—14年（1921—1925），瑞典人丁格兰受开滦矿务局委嘱，于马鞍山凹山、南山使用人力钻头试锥机和浅井勘查铁矿。此间，据农商部地质调查所刘季辰调查，由普益公司于民国12年（1923）在淮北烈山施钻13孔，发现雷家沟煤田。10年后，实业部委托山东绛县中兴煤矿公司，于淮北杨庄（闸河煤田）进行钻探，寻找炼焦煤。日本侵华期间，日本华中矿业股份公司于民国28年（1939）在马鞍山向山和铜陵狮子山实施钻探工程，发现硫铁矿及铜矿。民国35—36年（1946—1947），资源委员会矿产测勘处谢家荣等在淮南、凤台进行钻探，发现八公山煤田和凤台磷矿。
建国后，地质、煤炭、冶金等系统相继在省内进行地质勘查，探矿工程迅速发展。勘探矿种从50年代初期的铁、铜、硫、磷、煤等，增加到80年代的50余种。技术装备、钻进工艺及施工力量，均大大增强和提高。
一、钻探工程
几十年来，实现了4个转变，即第一代老式钻机向第3代高速金刚石钻机转变；钻探磨料由硬合金、钢粒向金刚石为主转变；钻井液从高固相向低固相与无粘土相转变；钻进工艺从单一化向多样化转变。施工中做到了金刚石钻探、绳索取心钻探、冲击回转钻探和定向钻探配套。
【钻探设备及生产能力】
50年代，钻机几乎全是进口的kA—2M—300型、kAM—500型、B—3型等旧式手把钻机，钻塔主要为三脚、四脚木质塔。水泵系200／40型和100／30型往复泵。60年代后期，试用国产油压钻机，70年代后期，大量采用100型、300型、600型、1000型、1500型油压式钻机，钻塔改用13米、18米、23米管子塔，以BW—250／50型、SNB—90型、BW—200型变量泵代替了往复泵。目前已有70％的钻机以电动机为动力。
生产过程中，逐步改进了钻探设备，将钻机手把给进改为手轮给进，改卡盘为不停车倒杆器，改造蜗轮蜗杆式平衡器为机械化自动平衡器。早在50年代，省地质局皖东南地质队即试制了蜗轮蜗杆式拧管机，60年代普遍推广并改进唐山式和辽宁式拧管机。省地质局试验钻机与326地质队共同研制成扶管、移管、摆管装置，即“安徽式联动移管器”。拧管机、移管器及球夹式提引器配套使用后，实现了钻探升降工序机械化。到1976年，冶金系统全部淘汰旧式钻机，更新为国产500型或800型转盘钻机；地质和煤炭系统也都废弃300型和500型老式钻机，以600型或1000型油压钻机代之。1980年，冶金勘探公司设计制造了油压金刚石转盘钻机，钻探深度可达800—1200米。石油勘探公司拥有进口或国产3200、3500米深井钻机。
1952年地质系统有钻机15台，年钻探生产能力4000米。1985年发展到247台，钻探工人2394，探矿工程技术人员176（具有中级以上职称者39）。形成了固体矿产机械岩心钻探、水文地质和工程地质钻探等门类齐全、设备优良、工程配套的施工队伍，年钻探生产能力可达21万米。
【钻进工艺】
固体矿产岩心钻探，50年代初期主要使用硬质合金钻头和钢砂钻头，钢砂钻进中投放铁砂，采用多次少量投砂、轻压慢转少给水方法，工作效率低；中期，废弃铁砂以钢粒代之，立轴转速从100转／分加快到300—400转／分，钻压由10—20公斤／平方厘米提高到30—40公斤／平方厘米，钻进效率提高一倍以上；后期，325地质队在煤田勘探中，大胆改进并创造硬质合金钻头20余种，尤以仿矛式、虎爪式、回旋肋骨式、锥形刮刀式效果突出。回旋肋骨式钻头用于4级（指岩心钻探的岩石可钻性，一般分12级）左右塑性岩层钻进，时效达10—12米，比普通硬质合金钻头提高4至5倍。1975年起，煤炭、冶金、地质等系统，相继试验小口径人造金刚石钻进技术，使钻探效率明显提高。省地质局先后有11个地质队予以推广，最高开动钻机45台。台月效率和台年进尺分别从1975年224米、2300米，上升到1985年的322米、3108米，钻头平均寿命40米左右，钻孔优质率达90—100％，钻探成本明显降低，此间还大力推广绳索取心技术，使金刚石钻进提高到一个新水平。冶金勘探公司设计加工的绳索取心钻杆的螺纹，精度高密封好。1983年，337地质队配合地质矿产部勘探技术研究所，运用YL—54回杆钻，进行受控定向钻探试验，不久，省地矿局研制成YL—54回杆钻，并通过部级鉴定。1985年，322地质队等，进行冲击回转钻进试验，取得显著效果。
砂矿钻探，50年代一直沿用者式“班加钻”，工作质量低，不能客观反映地质情况。60年代，311地质队在潜山黄铺金红石砂矿勘探中，创造了采用冲击方法的“黄铺钻”，不仅提高了机械化程度，且有效防止了矿体品位的人为影响。
钻井液与护孔技术方面。50年代运用泥浆（主要原料是粘土，处理剂为纯碱、烧碱液）洗孔。70年代使用羧甲基纤维素、铁铬木素磺酸盐，且325队应用山东大学和天津大学科研成果聚丙烯酰胺等新型泥浆处理剂，使泥浆类型由细分散发展到粗分散乃至不分散低固相泥浆，解决了复杂岩层钻进中产生的钻孔缩径、埋钻问题。护孔堵漏方法，60年代以前，主要采用高粘度泥浆、投放泥球或泥浆掺锯末。冶金808队进行了深井水泥堵漏试验，还运用了脱膜注工艺，效果很好。70年代中期，311、326地质队，相继用三乙醇胺水泥和“氰凝”处理钻孔坍塌、漏失，并仿制钻孔测漏仪，以准确掌握漏失部位，实施快速堵漏。325地质队同山东大学化学系协作，在漏失层位中试验PHP—HPAM—ABS泡沫泥浆钻进，取得较好效果，地质部曾两次在安徽召开现场会予以推广。
水文水井钻探，自70年代起配备了国产SPJ—300型、SPC—300型专用钻机。松散沉积物钻进工艺，从采用玉米式或腰鼓式钻头分级扩孔，渐改为鱼尾式或刮刀式钻头大口径一次扩孔，提高工效2至3倍。固结岩石钻进中，省地矿局第一水文地质工程地质队采用大口径钢粒钻进工艺，为淮北市第二发电厂进行供水勘探。进入80年代后，已由钢粒钻进发展到牙轮钻头一次（或分级扩孔）成井，并于成井时推广贴砾滤水管和玻璃钢滤水管。洗井工艺在70年代以前主要是压风机洗井和水泵、活塞洗井，80年代已采用焦磷酸钠及二氧化碳等多种洗井方法。
钻探工程质量指标有6个，其中主要是岩（矿）心采取率和钻孔弯曲（孔斜)两项。50年代，磷、煤矿床勘探中，使用无泵钻具和阿氏单动双管钻具解决岩（矿）心采取率。60年代中期，推广使用地质部鉴定通过的5类6种专用取心工具，有效地提高了特殊矿种岩（矿）心采取率。预防孔斜方面，使用了胶箍稳定器、厚壁岩心管、长粗径钻具及钻挺等，并采用喷射式孔底反循环钢粒钻进，80年代初期，省地质局在配合地质部勘探技术研究所进行的受控定向钻探试验中，研制出液动螺杆钻具并开展受控定向钻探，成功地解决了钻孔顶角及方位角失控问题；孔斜测量，从使用氢氟酸测量钻孔顶角，逐步在非磁性、磁性矿区分别采用磁针式及环测式测斜仪，继而以陀螺测斜仪测量钻孔顶角和方位角；为纠正孔斜，成功地运用了氢氟酸或钢球走向纠斜法，并研制了悬锤式纠斜钻具。
【完成钻探工作量】
1952年省内只有32台钻机，最高开动19台，完成工作量1.7万米，至1985年全省已拥有钻机457台，最高开动205台，完成35.3万余米。各系统的发展情况参见表44。1953—1985年累计完成钻探工作量1137万米，其中地质系统538万米，煤炭系统414万米，冶金系统158万米，石油系统17万米，其它系统(水电、建材、化工等）10万米。
30余年，地质系统钻探曾出现2次大起大落，第一次是“大跃进”期间钻探进尺由1957年13.1万余米猛增至1958年的27.6万米。国民经济调整时期，任务锐减，1963年仅完成3.3万米。第二次是70年代中期，地质部决定在安徽庐（江）枞（阳）、马（鞍山）芜（湖）、霍(邱）寿（县）、萧（县）蚌（埠）地区组织铁矿会战，钻探工作量剧增，1977年最高开动钻185台，进尺35.1万米，均创历史最高记录。会战结束后显著下降，并渐稳定，1981年完成13.8万米，截止1985年，省地质系统历年完成钻探工作量见表55。
表55地质系统历年探矿工程工作量完成情况



二、坑探工程
地质、冶金、煤炭等系统，均有一定的坑探施工力量。截止1985年，省地质矿产局有坑探工人209名。历年累计完成坑探5.7万米，井探22.7万米，槽探268.4万立方米（参见表55）。
省内坑探工程，大体经历以下发展变化阶段：一是手工及半机械化操作阶段，50年代前期，坑探作业基本处于手工打眼放炮、人力装岩、肩扛人抬、自然通风的落后状态。1957年以后，推广了摆锤式、滑道式打眼机，采用边掏槽和扩底爆破工艺，使用手压风柜改善井巷通风条件。二是发展单项机械化阶段，60年代开始，在宁国、铜官山、歙县、霍山等矿区坑道施工中，运用气腿子打眼、矿车轨道运输、压风机通风和卷扬机提升，321地质队将电动提升机用于浅井出渣，并于1965年研制了简易电动装岩机，改变了长期手工装岩的落后局面。三是向综合机械化过渡阶段，70至80年代，从单项机械化向综合机械化过渡，并形成机械化作业线。省地质局探矿机械厂自1979年以来，先后制造液压凿岩台车、棱式矿车牵引机共150台。地质部勘探技术研究所、省地质局313地质队和浙江省地质局第三地质队，共同研制的铂小球催化剂、涤烟剂、稀土催化剂及柴油机废气净化装置，解决了内燃无轨装运机废气净化问题。