丁生良

[摘要]探礦工程對地質(zhì)資源勘查和地球科學(xué)研究有重要作用，通過實(shí)物取樣的方法，能夠?qū)Φ刭|(zhì)資源結(jié)構(gòu)、分布情況以及礦產(chǎn)資源的品位和儲量等進(jìn)行估計(jì)，了解地球內(nèi)部物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)。文章首先從探礦工程的現(xiàn)狀和任務(wù)出發(fā)，重點(diǎn)分析了探礦工程在深部找礦、新能源開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害治理和環(huán)境保護(hù)、基礎(chǔ)工程施工領(lǐng)域拓展趨勢。

[關(guān)鍵詞]探礦工程 發(fā)展趨勢

[中圖分類號] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-7-148-2

探礦工程是通過直接獲取地下巖芯或樣本，對巖芯或樣本進(jìn)行科學(xué)分析后，能夠?qū)Φ刭|(zhì)資源結(jié)構(gòu)、分布情況以及礦產(chǎn)資源的品位和儲量等進(jìn)行估計(jì)，是地質(zhì)找礦的重要方法之一。地質(zhì)找礦由于建國后受到國家的高度重視，全國大部分地區(qū)到目前為止，500米以下深度區(qū)域的找礦勘察任務(wù)已基本完成。隨著探礦難度和成本的增加，單純的找礦風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。

1探礦工程的現(xiàn)狀和任務(wù)

現(xiàn)在我國國民經(jīng)濟(jì)處于大發(fā)展中，各方面都需要資源來維持發(fā)展，這樣一來，我國每年消耗的礦產(chǎn)資源數(shù)量甚大，但實(shí)際上我國礦山危機(jī)日益嚴(yán)峻，一大批中等或大型的礦山已經(jīng)逐浙枯竭，難以滿足國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要。因此探礦工程還任重道遠(yuǎn)。從探礦工程的任務(wù)來看，傳統(tǒng)的地質(zhì)工作只要是找礦，而當(dāng)代探礦工程的任務(wù)用溫家寶總理的兩個(gè)“更加”來概括，即：更加緊密地與經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展相結(jié)合；更加主動的為經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展服務(wù)，針對這兩大功能，目前探礦工程的主要任務(wù)是：深部找礦、新能源勘察和開發(fā)、環(huán)境保障、災(zāi)害治理、地球科學(xué)探測。

1.1加強(qiáng)深部找礦的力度

從目前來看，我國地質(zhì)找礦的勘察深度大約為300～500m，對這些深度區(qū)域的找礦勘察已基本完成，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會對礦產(chǎn)資源的需求也越來越大。因此，加強(qiáng)對500m以下的礦區(qū)進(jìn)行勘察是當(dāng)前地質(zhì)找礦的中心工作。對500m以下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)，才能夠緩解當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的礦產(chǎn)、能源等需求。

1.2進(jìn)行新能源勘察和開發(fā)

新能源勘察主要為地?zé)崮?、煤氣層、天然氣水合物等方面。地?zé)崮苁且环N綠色能源，具有可直接使用、投資較低、開發(fā)時(shí)間短、熱能利用率較高、資源儲量較大、分布廣等等特點(diǎn)，可直接在種植養(yǎng)殖、旅游度假、溫泉洗浴、發(fā)電、供暖供熱領(lǐng)域中使用。由于我國地?zé)岬刭|(zhì)的基礎(chǔ)較差，鉆探的效率低、風(fēng)險(xiǎn)高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此，我國應(yīng)對地?zé)崮茉催M(jìn)行調(diào)查，掌握地?zé)崮茉吹姆植记闆r，做好鉆探工藝、勘查技術(shù)工作。對于煤氣層的研究，我國還處于起步的階段，規(guī)模性開發(fā)還存在困難。因此，應(yīng)加大研發(fā)力度，解決能源問題。天然氣水合物不僅在海底存在，還能夠在凍層中賦存，是我國重要的礦產(chǎn)資源。

1.3地球科學(xué)探測

陸地探測是獲取地球信息的重要方法，通過對巖石圈道的觀察，可以認(rèn)識到大陸地殼的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和物質(zhì)組成，了解地球流體系統(tǒng)和地?zé)峤Y(jié)構(gòu)，掌握地震發(fā)生規(guī)律，分析全球環(huán)境變遷和氣候變化等問題。

2探礦工程的發(fā)展趨勢

進(jìn)人21世紀(jì)，可持續(xù)發(fā)展已成為人類發(fā)展所追求的理想模式?！叭丝?、資源、環(huán)境”是可持續(xù)發(fā)展的三大要素，是人類社會在21世紀(jì)共同面臨的三大主題。 “資源”是建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)，而“環(huán)境”則是建設(shè)和發(fā)展的載體。探礦工程與經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展有著密不可分的關(guān)系，是保證人類可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)手段，具有廣闊的應(yīng)用前景。探礦工程應(yīng)該向以下幾個(gè)方面拓展：

2.1地質(zhì)找礦向深部和海域拓展

我國的礦產(chǎn)資源經(jīng)過數(shù)百年的探尋和開發(fā)，地表及淺部礦產(chǎn)資源多已被發(fā)現(xiàn)和利用。從整體而言，礦產(chǎn)資源的新發(fā)現(xiàn)向深部和海域發(fā)展，發(fā)現(xiàn)和開發(fā)的難度、風(fēng)險(xiǎn)性越來越大，前期投入成本亦越來越高。特別是近年來我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求大幅度增加，而我國礦產(chǎn)資源新發(fā)現(xiàn)的數(shù)量和新探明的儲量增長緩慢，已不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對礦產(chǎn)資源日益增長的需要。

2.2向能源勘探開發(fā)利用拓展

目前我國能源供需矛盾日漸突出，必須勘探開發(fā)新油田、新氣田及新煤礦和在老能源基地深部及周圍勘探尋找新的能源儲量并提高開采技術(shù)水平，提高現(xiàn)有能源基地產(chǎn)量。傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣三大能源都需用到勘查技術(shù)與工程中的鉆探方法進(jìn)行勘探或開發(fā)，尤其是深井、定向井、水平井、對接井和鉆孔水力采礦（煤或鹽礦等）新技術(shù)的推廣應(yīng)用。尋找新能源是未來解決能源危機(jī)的根本辦法。根據(jù)1981年聯(lián)合國新型能源和可再生能源會議的定義，新能源主要指常規(guī)能源礦產(chǎn)以外的可再生能源，包括太陽能、水力發(fā)電、風(fēng)能、生物質(zhì)能、薪柴、木炭、蓄力、海洋熱能、波浪力能、潮汐能、地?zé)崮?、泥炭、油母頁巖和重質(zhì)油砂等14種。水力發(fā)電壩址的工程地質(zhì)勘查需要勘查工程技術(shù)的支持；在水電站的建設(shè)過程中也涉及大量的巖土鉆掘工程量。泥炭、油母頁巖和重質(zhì)油砂作為礦物燃料需要通過鉆探查明其儲量后才能開發(fā)利用。地?zé)崮埽ǖ責(zé)岷偷販兀┳鳛橐环N可再生的新能源，除了少數(shù)可直接利用的地表溫泉外，多數(shù)需要大量的鉆探工作量進(jìn)行勘探開發(fā)。現(xiàn)在備受世界各國重視的21世紀(jì)新能源—天然氣水合物，更是需要高精尖的鉆探取心（樣）技術(shù)及復(fù)雜的開采技術(shù)做后盾才能實(shí)現(xiàn)。

2.3向地質(zhì)災(zāi)害防治及環(huán)境保護(hù)拓展

環(huán)境是經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的載體。地質(zhì)災(zāi)害防治及環(huán)境保護(hù)在維持人類可持續(xù)發(fā)展中具有舉足輕重的作用。我國政府對自然資源的開發(fā)利用遵守“在保護(hù)中開發(fā)，在開發(fā)中保護(hù)”的總原則。近年來，勘查技術(shù)與工程在地質(zhì)災(zāi)害防治及環(huán)境保護(hù)方面做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著人類環(huán)境保護(hù)意識的進(jìn)一步增強(qiáng)，該專業(yè)領(lǐng)域的工作量會越來越大。目前，勘查技術(shù)與工程專業(yè)在邊坡錨固、滑坡治理、軟地基處理、堤防加固、瓦斯排放、地面沉降監(jiān)測治理等方面已經(jīng)發(fā)揮了不可替代的作用，同時(shí)也在放射性核廢料、有毒有害化工廢棄物填埋處理方面也已顯示出其優(yōu)越性。從可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，環(huán)境調(diào)查工作已經(jīng)受到廣泛的社會關(guān)注，其中鉆探取樣是其關(guān)鍵技術(shù)，因此環(huán)境鉆探也成為勘查技術(shù)與工程新領(lǐng)域。

2.4進(jìn)一步向基礎(chǔ)工程施工領(lǐng)域拓展

基礎(chǔ)工程樁基施工經(jīng)過10多年的應(yīng)用已經(jīng)成為高層房地產(chǎn)、橋梁工程的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，特別是東部沿海地區(qū)的房地產(chǎn)及山區(qū)橋梁的建設(shè)；水利引水導(dǎo)洞、公路遂道施工工程這幾年為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)揮著重要的作用。中國還處于發(fā)展階段，房地產(chǎn)行業(yè)、基礎(chǔ)工程施工領(lǐng)域、水電建設(shè)領(lǐng)域還有相當(dāng)長的建設(shè)時(shí)期。

3應(yīng)加強(qiáng)找礦新技術(shù)、新工藝的學(xué)習(xí)和應(yīng)用

社會的進(jìn)步是科技的進(jìn)步，是新技術(shù)、新工藝的進(jìn)步，加強(qiáng)新技術(shù)、新工藝學(xué)習(xí)應(yīng)用，是人類不斷進(jìn)步的原因。探礦工程應(yīng)加強(qiáng)在以下幾方面的學(xué)習(xí)和應(yīng)用：

首先是金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)

在深孔鉆進(jìn)或地層復(fù)雜程度較高的情況下采用，能大大提高效率，不僅可以在一定程度上節(jié)約取芯升降所需時(shí)間，同時(shí)可以對鉆進(jìn)的安全程度以及巖礦芯的提取率進(jìn)行一定程度的保證。

另外，還有坑道內(nèi)鉆探技術(shù)、定向鉆探技術(shù)、空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)、 反循環(huán)取樣技術(shù)、全液壓巖芯鉆機(jī)和坑內(nèi)鉆機(jī)技術(shù)以及巖石鉆進(jìn)新方法（如熱能鉆進(jìn)法、低溫冷凍鉆進(jìn)法技術(shù)）等得到了重視和發(fā)展。

4結(jié)語

總而言之，探礦工程在地質(zhì)資源勘查和地球科學(xué)研究中有著重要的作用與地位，在研究項(xiàng)目總費(fèi)用中占有一半的比例，是一種不可替代的方法和技術(shù)手段。探礦工程對深部找礦、環(huán)境治理、地質(zhì)災(zāi)害治理、新能源開發(fā)、基樁施工、地球科學(xué)研究等方面都有重要意義。因此，必須加大技術(shù)研究及新技術(shù)、新工藝的學(xué)習(xí)，解決探礦工程的技術(shù)難題，為當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。未來探礦工程的發(fā)展，應(yīng)建立在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會發(fā)展的基礎(chǔ)上，制定技術(shù)研發(fā)方案，加強(qiáng)工藝創(chuàng)新和超深鉆孔機(jī)構(gòu)的改造，完善管理制度，不斷拓展探礦工程的服務(wù)領(lǐng)域，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步服務(wù)。

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