劉明瓚

重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川東南地質(zhì)大隊，重慶 400000

在我國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，工業(yè)化程度不斷加劇，能源消耗問題十分嚴峻，已經(jīng)成為制約經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一項主要因素。當前很多露天和地表礦產(chǎn)資源已經(jīng)開采殆盡，為了更好地滿足當前社會在能源方面的需要，人們越來越重視深部地質(zhì)鉆探找礦。深部地質(zhì)鉆探找礦不僅包含現(xiàn)有礦山的外圍和深部，同時還包含一些成礦區(qū)帶已發(fā)現(xiàn)礦床的深層次勘察。深部礦床地質(zhì)結構存在多樣性和復雜性特點，很大程度上增大了勘探工作難度，同時在鉆探技術方面要求越來越嚴格，深部地質(zhì)鉆探找礦技術已經(jīng)成為限制深部找礦的一項主要瓶頸，本文就此展開了研究分析。

1 深部地質(zhì)鉆探現(xiàn)狀

我國幅員遼闊，國土面積大，不同區(qū)域地形地貌存在明顯區(qū)別，在地質(zhì)構造方面也有非常大的差異性。就當前已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源而言，在我國各個地區(qū)分布非常廣泛。我國目前已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源儲量占全部資源總量的1/3，有非常大的后備開采潛力。但是因為很多礦產(chǎn)資源深埋在地下，受到找礦技術和開采技術等因素限制，當前所開采的礦產(chǎn)資源多為露天礦產(chǎn)和地表礦產(chǎn)，地質(zhì)勘察過程中，勘察的深度多在地表500m以上。很多西方發(fā)達國家的勘探找礦技術深度已經(jīng)可深入地表1000m，我國深部鉆探找礦技術尚處于初期發(fā)展階段，隨著礦產(chǎn)資源埋深的增大，所面臨的問題也將更為突出和嚴峻。

當前深部地質(zhì)鉆探工作的開展存在有以下幾個方面問題：第一，現(xiàn)有的鉆探設備多為淺部鉆探設備，未能及時更換，無法滿足深部地質(zhì)鉆探工作實際需要；第二，現(xiàn)有的鉆探隊伍缺乏專業(yè)人才支撐，尤其是鉆探隊伍的中級技術人員，缺失現(xiàn)象十分嚴重，很多一線鉆探人員的素質(zhì)水平有待提高，很難實現(xiàn)對新技術和設備的有效應用，鉆探施工現(xiàn)場技術人員的短缺是影響當前鉆探技術水平的一項主要因素，鉆探人員存在嚴重的缺失問題，鉆探專業(yè)需要在堅苦條件下進行，地礦部門員工待遇低，晉升難度大，很多地質(zhì)人員未給予鉆探技術人員足夠理解?，F(xiàn)有的鉆探技師隨著年齡的增長逐漸老齡化，因為地質(zhì)找礦工作在鉆探技術施工方面缺乏足夠重視，鉆探技師晉升和評報等工作開展相對較少，經(jīng)驗豐富的鉆探技師數(shù)量越來越少，因為鉆探技師晉升工作的停止，很多鉆探人員在工作中缺乏積極主動性，不愿主動學習和提高自身專業(yè)素養(yǎng)。熟練技術工人同樣存在有嚴重短缺，很多鉆探技校不再招生，原有的合同工人年齡多集中在45～50歲，很多新的鉆探工人為臨時工，流動性非常大，管理難度大；第三，缺乏技術創(chuàng)新機制，在復雜底層鉆探方面，很難取得技術方面的創(chuàng)新和突破，僅通過引進國外先進技術方式，不利于深部鉆探找礦技術的推廣；第四，鉆塔隊伍管理過于粗放，生產(chǎn)層與管理層未能有效結合，很難使整體找礦效率得到提高；第五，行業(yè)技術創(chuàng)新人才相對較少，無法發(fā)揮人才優(yōu)勢促進整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進步；第六，當前在現(xiàn)場設備和管理方面體系化和規(guī)范化不健全，對成本控制和計劃的開展有嚴重影響。

2 現(xiàn)有的鉆探技術

2.1 反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術

反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術在實際應用中以壓縮空氣為介質(zhì)，利用雙臂鉆桿對巖石沖擊，將其粉碎后取樣。鉆探過程中，石屑在高速氣流帶動下通過鉆桿達到地面，可以按照順序展開地質(zhì)化驗。反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術取出的樣品雖然不是傳統(tǒng)意義的柱狀巖芯，但是大量實驗表明，所取出的樣品在深度、厚度以及品味等方面參數(shù)能夠滿足實際需要。另外，反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術在鉆探速度方面超過柱狀巖石鉆取速度的5～10倍，鉆探效率非常高。但是因為該技術對鉆桿有特殊要求，導致其實際應用受到限制。

2.2 金剛石繩索取芯技術

該技術在我國深部地質(zhì)找礦中有著非常廣泛應用，屬于綜合效果最好的鉆探技術，但是隨著當前鉆探深度的增加，已經(jīng)逐漸無法滿足鉆探工作實際需要。另外，國產(chǎn)的繩索取芯鉆具在加工工藝和材料方面存在一定的問題，導致金剛石繩索取芯技術在實際應用中容易出現(xiàn)脫扣和折斷等情況，難以滿足千米級鉆塔工作需要。為了大范圍開展深部找礦，利用金剛石繩索取芯技術，在很大程度上會增加鉆孔工作量。當前我國金剛石鉆頭的制作與世界先進水平相比還存在一定的差距，制造成本大，導致其應用受到限制。

2.3 高精度受控定向鉆探技術及巖芯定向技術

這種鉆探技術能夠?qū)@孔軌跡按照制定方向進行，同時還可以在一個主鉆孔內(nèi)鉆進多個分支鉆孔。當前我國高精度受控定向鉆探技術已經(jīng)達到世界先進水平，在礦產(chǎn)開采方面應用非常廣泛。這種技術在實際應用中鉆探深度超過一般鉆孔，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對坑道以及陡斜礦體的勘探，工作量和工作成本明顯減少，但是無法應用在定向造斜段連續(xù)取芯中。

2.4 液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術

液動沖擊回轉(zhuǎn)鉆進技術在我國經(jīng)過了幾十年的發(fā)展和優(yōu)化，逐漸衍生出不同用途和規(guī)格的液動沖擊器。該技術的應用對鉆探條件要求較為嚴格，普通鉆探條件，鉆探過程中泥漿固相含量高，容易導致液動潛孔錘零件卡死，降低設備工作壽命，需要頻繁提鉆。

3 深部地質(zhì)鉆探找礦技術對策

3.1 在巖芯鉆探設備方面

第一，加大第三代鉆機研制力度，引進石油鉆井行業(yè)先進的技術和設計思路，設計出能夠應用在巖芯鉆探的深度鉆機，主動力可選擇液壓驅(qū)動；第二，做好坑道鉆探設備和功能的改造，在礦區(qū)深度礦產(chǎn)勘探過程中，可以利用現(xiàn)有的地下坑道以及開采區(qū)域，不需要重新鉆探，鉆探時間和費用明顯減少?？拥楞@探設備的選擇需要能夠?qū)崿F(xiàn)機電液一體化應用，同時鉆探深度需要達到千米級別；第三，推廣先進的巖芯鉆探設備，設備的推廣可以為技術的提高打下良好基礎，任何先進的鉆探技術在實際應用中都需要有設備方面支撐，推廣先進設備，批量化生產(chǎn)，才能夠為產(chǎn)業(yè)整體提升打下良好基礎。當前我國很多企業(yè)在全液壓動力頭式鉆機的研究方面取得了卓越成效，但是就整體情況而言，還需要繼續(xù)向著產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

3.2 在巖芯鉆探器具和工藝方法方面

第一，重點關注行業(yè)發(fā)展，大量學習先進技術經(jīng)驗。研發(fā)思路不要受到學科界限局限，向著多學科交叉融合方向發(fā)展，吸收先進材料、設備、電子等方面理論知識，借助計算機輔助系統(tǒng)，展開三維設計和方針，降低研發(fā)成本，保證所研發(fā)的新技術有足夠的先進性和適用性，減少重復研究和試驗所帶來的財力和物力浪費。

第二，完善新型基礎鉆具研制和新工藝技術。金剛石繩索取芯鉆進技術等技術的發(fā)展和應用必須要有高壽耐磨金剛鉆頭、高強度鉆桿等關鍵零部件支撐，優(yōu)化和完善這些零部件制作技術和工藝。另外，空氣泡沫鉆進技術在實際應用中可以取得非常好的鉆探效果，值得推廣應用。

第三，重視器具一體化和多功能研發(fā)。做好鉆探器具和工藝方法的整合，使設備向著一體化和多功能方向發(fā)展，更好地滿足實際鉆探工作需要，提高鉆探效率。比如，將螺桿馬達、液動錘與繩索取芯相結合研發(fā)的三合一鉆具，具有非常廣闊的應用前景。

第四，建立工藝方法以及鉆探設備推廣機制。當前我國鉆探設備和工藝經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)取得了一定的成效，新工藝和設備的推廣有了技術方面基礎。在工藝設備推廣中，可以充分發(fā)揮出這方面優(yōu)勢，利用交流探討、技術指導等方式，提高新工藝和設備推廣有效性。

第五，做好對鉆探人員的培養(yǎng)。當前深部地質(zhì)鉆探中，不斷有新的工藝和設備出現(xiàn)，設備的自動化和精密性有了明顯提高，整個鉆探行業(yè)正在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為了更好地滿足鉆探工作需要，必須要有足夠的工藝、技術人員作為支撐，工藝、技術人員的選擇需要滿足鉆探需要。針對現(xiàn)有的員工定期展開專業(yè)化培訓，做好其實踐操作能力方面訓練，促進其全面發(fā)展和提升。

4 結語

深部地質(zhì)鉆探找礦技術本質(zhì)上就是各項鉆探技術和設備的應用，找礦技術的發(fā)展需要將新的技術和設備轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，充分發(fā)揮出新技術和設備的價值和作用。隨著當前資源競爭的日益激烈化，人們在深部鉆探找礦技術方面重視度越來越高。深部找礦對鉆探技術而言不僅是一項嚴峻挑戰(zhàn)，同時也是找礦技術的重要發(fā)展機遇，我國深部地質(zhì)鉆探找礦技術的發(fā)展必須要加大自主研發(fā)力度，同時重視先進技術設備的引進。為了更好地改進技術，還需要有技術方面支撐，通過建立人才培養(yǎng)機制方式做好技術方面創(chuàng)新，提高先進技術應用有效性。