陳益群

摘 要：礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，由于多年以來對淺層資源的過度開采，導致地表的礦床數(shù)量越來越少，礦產(chǎn)的勘查和開采也逐漸轉(zhuǎn)向深部礦產(chǎn)。因為深部礦區(qū)的地質(zhì)條件比較復雜，所以，為深部礦產(chǎn)的勘查工作帶來了諸多的不利因素。鉆探技術(shù)作為取得真實樣品的最佳手段，成為了深部礦產(chǎn)勘查的主要技術(shù)方法之一。

關(guān)鍵詞：深部礦產(chǎn)；礦產(chǎn)勘查；鉆探技術(shù)；礦產(chǎn)資源

中圖分類號：P634 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.115

現(xiàn)階段，我國淺層可供開采的礦產(chǎn)資源基本可以滿足經(jīng)濟發(fā)展對物資的需求，但是，由于無節(jié)制的開發(fā)和礦產(chǎn)資源的浪費，使得淺層的礦產(chǎn)資源無法進行二次開采。為了適應國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對深層礦產(chǎn)的勘查工作已經(jīng)成為了一項重要的研究議題。

1 我國深部礦產(chǎn)勘查現(xiàn)狀

1.1 理論研究現(xiàn)狀

礦產(chǎn)勘查的目的是為了獲取客觀的地質(zhì)信息，并查明礦產(chǎn)資源的儲量。我國關(guān)于深部礦產(chǎn)勘查的研究已經(jīng)形成了包括地質(zhì)學基礎(chǔ)、經(jīng)濟學基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)在內(nèi)的主要理論成果。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在世界上，關(guān)于成礦和礦床原因的理論研究已經(jīng)取得了突破性的進展，主要包括地質(zhì)力學理論、深部流體理論、成礦系統(tǒng)理論等難度較大的理論研究成果。但是，我國對這些理論的研究力度還不夠，因此，在深部礦產(chǎn)勘查工作中，很容易出現(xiàn)難找或找錯的情況，這嚴重影響著我國深部礦產(chǎn)勘查水平的提高。

1.2 礦產(chǎn)信息采集現(xiàn)狀

礦產(chǎn)信息取決于礦產(chǎn)資源特殊的成礦地質(zhì)條件，礦床之間既存在地質(zhì)條件的差異，又存在其他物質(zhì)性差異，而且物質(zhì)之間還會形成磁性、電性等相互作用。我國已經(jīng)初步掌握了礦產(chǎn)信息的采集方法，在礦產(chǎn)勘查中，地質(zhì)工作者可以利用化學探測、物理探測、遙感探測等技術(shù)手段提取有關(guān)成礦的地理信息，并驗證礦體存在的形態(tài)分布。隨著勘查深度的增加，我國現(xiàn)行的一些技術(shù)手段已經(jīng)無法適應提取深入地下的地質(zhì)信息工作的需要。

1.3 人才儲備現(xiàn)狀

先進的成礦理論要通過地質(zhì)人才的實踐加以實現(xiàn)，否則，再新的理論也只是紙上談兵。由此可見，人才培養(yǎng)對推動技術(shù)進步有非常重要的作用。由于地質(zhì)工作者的工作環(huán)境很艱苦，使得我國在深部礦產(chǎn)勘查方面的創(chuàng)新型人才并不多，人才儲備不足制約了深部礦產(chǎn)勘查工作的順利開展。

2 深層礦產(chǎn)勘查方法

2.1 深部鉆探技術(shù)

鉆探技術(shù)是我國深部礦產(chǎn)勘查工作中使用范圍最廣的一種勘查方法，但是，由于地質(zhì)條件復雜，在實際的礦產(chǎn)勘查過程中，會遇到許多實際的困難。

2.1.1 復雜地層較多

深部礦產(chǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復雜，鉆頭的下探深度越大，穿越的石層就越多。當鉆頭遇到松散、堅硬等不同層位的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，無法采取有針對性的解決措施，而且各措施之間也經(jīng)常會發(fā)生矛盾，導致顧此失彼的情況出現(xiàn)。

2.1.2 鉆孔的偏斜距較大

在淺層鉆孔的鉆取過程中，鉆孔的偏斜距比較小，鉆孔的角度積累一般也不會發(fā)生太大的變化，完全可以滿足地質(zhì)勘查的需要。但是，隨著鉆探深度的增加，鉆孔的偏斜距也會隨之增大，這樣一來，就很難確定鉆孔的落腳點，為深部礦產(chǎn)勘查工作帶來了不利的影響。

2.1.3 鉆探技術(shù)施工成本較高

深孔鉆探技術(shù)的要求比較高，而且工作量大，因此，為了防止孔內(nèi)事故的發(fā)生，要嚴格選取鉆探設(shè)備、材料、工具等。由于在鉆探過程中會遇到較多情況復雜的地層，對設(shè)備的磨損也比較大，所以，需要經(jīng)常更換施工設(shè)備。這樣就大大增加了施工成本。

2.2 地震反射技術(shù)

地震反射技術(shù)是近幾年來在地質(zhì)勘查領(lǐng)域新興的一種勘查技術(shù)，它是未來深部礦產(chǎn)勘查技術(shù)發(fā)展的方向。由于理論研究不成熟，運用地震反射技術(shù)進行地質(zhì)勘查經(jīng)常會遇到以下問題。

2.2.1 數(shù)據(jù)采集干擾因素較多

結(jié)晶巖地區(qū)往往植被覆蓋多，地面起伏比較大，而且地表障礙物多，對野外施工和信號收發(fā)造成了很大的干擾。因此，在實際勘查工作中，為了提高信號的分辨率，往往需要提高信號的發(fā)送頻率，但是，增加勘查深度與提高信噪比之間又存在一定的矛盾，導致兩者之間無法權(quán)衡統(tǒng)一。

2.2.2 地下介質(zhì)的干擾

地下介質(zhì)分布不均勻，會使地震信號發(fā)生反射或散射，降低信噪比。由于地下巖層結(jié)構(gòu)復雜，所以，只能通過三維立體觀測才能更加直觀、形象地描述其形態(tài)變化，但是，這會增加地質(zhì)勘查的成本。

2.2.3 遙感技術(shù)

現(xiàn)階段，我國礦產(chǎn)資源勘查工作的重點是尋找深礦和隱藏的盲礦?？辈殡y度的增大，推動了遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查工作中的應用和推廣。遙感技術(shù)的優(yōu)勢主要是能夠連續(xù)、宏觀、真實地反映深層地質(zhì)的變化。

運用遙感技術(shù)勘查深部礦產(chǎn)，主要有4個步驟：①根據(jù)遙感影像圈的色調(diào)基礎(chǔ)，查找一些特殊的影像目標，并將形態(tài)異常的影像體作為勘查的主要對象。②根據(jù)地質(zhì)環(huán)境建立勘查煤礦的模型，為下一步的實際勘查工作奠定基礎(chǔ)。③運用各種技術(shù)、方法和多元素的信息分析方法，找到成礦規(guī)律和開展深部礦產(chǎn)開采的最佳方案。④利用遙感影像資料和預測的規(guī)律延伸成礦區(qū)的大致范圍；利用遙感技術(shù)可以準確預測出礦床的大致范圍，特別是在查找深部礦床時具有十分突出的技術(shù)優(yōu)勢。隨著高分辨率技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，新型的遙感技術(shù)設(shè)備正在緊張的研發(fā)過程中。

3 鉆探技術(shù)的進步

經(jīng)過幾十年的實踐和經(jīng)驗積累，我國的鉆探技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的進步。鉆探技術(shù)的進步主要體現(xiàn)在鉆頭、鉆具和工藝的改良、創(chuàng)新上。這樣做，不僅提高了鉆進的工作效率，降低了施工成本，還提高了聚晶金剛石PDC鉆頭在硬度較大的巖層中的鉆進效率，延長了鉆頭的使用壽命，最高可達200 m一支，而機械強度較高的鉆桿在雙壁鉆桿中的應用也提高了機械鉆速，減少了鉆頭的環(huán)狀面積。我國已經(jīng)研發(fā)出了多種鉆探方法，可以有效減少各種輔助工作的時間，而用于煤礦勘探的繩索取心技術(shù)可以將純鉆進時間的利用率提高至65%. 減少進尺量可達到不同的勘探目的，分支鉆進可以減少無意義的孔段鉆進，它比單孔鉆進法節(jié)省了1/2的進尺量，降低了成本。與之不同的是，定向鉆進只需要鉆出1個孔就可以確定巖層的形態(tài)，比常規(guī)的鉆進方法減少了2/3的工作量，大大提高了施工效率。除此之外，我國還研發(fā)出了適合不同巖石地質(zhì)條件和施工環(huán)境的高效鉆探技術(shù)，被廣泛運用于水文工程和石油勘探等其他鉆探領(lǐng)域。

總之，我國的地質(zhì)鉆探技術(shù)已經(jīng)取得了質(zhì)的飛躍，配套的鉆探設(shè)備和技術(shù)水平都已能完成了更高的經(jīng)濟指標，各方面的技術(shù)研究成果也取得了突破性的進展，有些已躋身于世界先進行列，形成了一套獨具中國特色的鉆探技術(shù)體系。

4 結(jié)束語

為了滿足礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用需求，開展深部礦產(chǎn)的勘查工作不僅能順應時代的發(fā)展，還是我國當前地質(zhì)勘查工作研究的重點?，F(xiàn)階段，我國的深部礦產(chǎn)勘查技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的進步，但是，在實際勘查過程中還面臨著諸多技術(shù)難題。鑒于此，我們要排除萬難，結(jié)合最新的鉆探技術(shù)，提高深部礦產(chǎn)的勘查水平，為我國的深部礦產(chǎn)資源開采貢獻一份力量。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕