徐振

摘要：在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源危機(jī)日益加劇的形勢下，作為一項重要的地質(zhì)資源勘查技術(shù)，探礦工程的地位越來越重要。探礦工程是目前唯一一種可以直接在地下巖層獲取樣品實物的方式，不論是找礦探礦、開發(fā)新能源，還是進(jìn)行地殼探測工程，都需要探礦工程這項技術(shù)。文章將以作者多年的相關(guān)工作經(jīng)驗為基礎(chǔ)，論述探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用，以供采礦工程、探礦工程人員參考。

關(guān)鍵詞：探礦工程;地質(zhì)資源勘查;應(yīng)用與發(fā)展

地質(zhì)勘查，是以經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展需要為基礎(chǔ)，對某一區(qū)域巖石、地層構(gòu)造、礦產(chǎn)等進(jìn)行的調(diào)查研究工作。它是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展重要的基礎(chǔ)性工作，服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會的各個方面。近年來，隨著能源危機(jī)的日益加劇，深部找礦、新能源勘查開發(fā)及地球科學(xué)探測等地質(zhì)科學(xué)的不斷發(fā)展，探礦工程作為地質(zhì)資源與地球科學(xué)研究的一項重要技術(shù)和方法受到了越來越多的重視。探礦工程，有“地球內(nèi)部望遠(yuǎn)鏡”的美譽，主要研究從地下巖層獲取的實物樣品，是一種高風(fēng)險、異常艱苦的特殊性行業(yè)。文章將從實際出發(fā)，全面闡述探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用與發(fā)展，希望能為提高探礦工程質(zhì)量做出一份貢獻(xiàn)，共促我國現(xiàn)代化探礦工程建設(shè)。

一、目前探礦工程的現(xiàn)狀

以前，探礦工程主要應(yīng)用于找礦。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，探礦工程成了地球科學(xué)探究領(lǐng)域不可忽視的重要方式，它涉及生態(tài)環(huán)境、戰(zhàn)略資源、國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。

我國幅員遼闊，礦產(chǎn)資源儲量豐富、分布廣泛、前景較好，但現(xiàn)階段開發(fā)及利用情況還處于起步階段。目前，我國地質(zhì)勘探的深度僅在300m-500m 間，而歐美等發(fā)達(dá)國家的勘探深度則在 800m 左右，與之相比差距較大。簡言之，我國的深度找礦技術(shù)，還處于起步階段。隨著勘探技術(shù)的增強(qiáng)、深度的增加，我們還需要在鉆探上多下功夫。地質(zhì)找礦中，有一個重要的環(huán)節(jié)，即巖心鉆探，它需要探礦工人通過掌握遙感器、探測感應(yīng)器、陷阱的理論知識，先探明地下礦藏，并通過巖心鉆探取出巖石樣品，經(jīng)過分析、實驗，最終明確礦藏的儲量、深度及品位等，并提交找礦程度。在我國，深度找礦因處于起步階段，且因為探礦工程是唯一一種可以直接在地下巖層獲取樣品實物的方式，對于地質(zhì)找礦具有重大的作用及意義。

目前，在探礦工程中，中國大陸科學(xué)鉆探項目已成為當(dāng)前正在實行的國際大陸科學(xué)鉆探計劃中最深的科學(xué)鉆井。項目首次成功在堅硬結(jié)晶巖石中鉆進(jìn)5158m，獲取了5118.2m 的巖心和氣流體樣品。通過這次鉆探，我國成功揭示了板塊會聚邊界深部連續(xù)的物質(zhì)組成、超高壓變質(zhì)區(qū)的深部物質(zhì)組成，提出了地殼分層拆離的多重性、穿時性“深俯沖-折返”新模式。

探礦工程適用于“上天、入地、下海、登極”等工作中，不管是上天入地還是下海登級所有取樣鉆探工作都需要探礦工程。自20 世紀(jì) 70 年代美國首登月球，并在月球表面獲取了樣品后，探月時代的到來更是將探礦工程推到了重中之重的位置。對于科學(xué)家來說，他們要想進(jìn)一步了解和掌握月球地質(zhì)的基本情況，了解月球資源及深度情況，掌握地球與月球間的關(guān)系，都需要靠探礦工程的鉆探取樣來完成。作為一個高度發(fā)展的國家，我國已將登月取樣提上了重要日程，這其中探礦工程將發(fā)揮不可忽視的重要作用。

除此以外，地質(zhì)探礦工程可有效治理地質(zhì)災(zāi)害、協(xié)助完成鉆井工程。目前，我國的探礦工程已應(yīng)用到干旱與地下找井鉆水工程，且成效顯著。

二、目前探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的主要任務(wù)

1.尋找礦產(chǎn)資源

現(xiàn)階段能源需求緊張已經(jīng)成為了我國甚至是世界各國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的障礙，傳統(tǒng)地質(zhì)資源勘查工程的束縛讓我國目前的地質(zhì)資源找礦深度仍停留在300-500m以內(nèi)，而我國主要的礦產(chǎn)區(qū) 500m 以下還存在大量的礦產(chǎn)資源，而對于這部分礦產(chǎn)資源的開采就必須發(fā)揮探礦工程深部尋礦的作用，這樣不僅可以發(fā)現(xiàn)更深層次的礦產(chǎn)資源，還能夠緩解能源緊缺的局面。

2.新能源的勘查和開采

從能源的構(gòu)成可以將其分為自然能源、生物能源以及化石能源三種，這三類能源為現(xiàn)代社會的發(fā)展提供了必要的資源供應(yīng)，但是從目前的能源結(jié)構(gòu)來看，新能源的使用比例非常小，2015 年 7 月中國科技博覽周刊刊登一則數(shù)據(jù)顯示，目前我國新能源的使用在所有能源結(jié)構(gòu)中所占的比例為2.4%。國內(nèi)目前針對新能源的地質(zhì)勘查主要涉及到煤層、天然水合物等方面，例如天然水合物這種資源主要處于永凍層以及海底，對于這些資源的開發(fā)仍然處于初級階段，開發(fā)空間十分巨大。

3.地球資源勘測

現(xiàn)階段，對于地球科學(xué)探測的研究項目來說，想要更為直接的獲取地殼深部的地質(zhì)資料，更為清楚的了解相關(guān)地球物力信息，只能夠通過探礦工程來實現(xiàn)，探礦工程對于地球資源勘測方面的貢獻(xiàn)也可以作為現(xiàn)階段計算主要礦產(chǎn)資源儲量或者是提出礦產(chǎn)地質(zhì)體科學(xué)結(jié)論的主要參考依據(jù)。

三、地質(zhì)資源勘查中探礦工程的應(yīng)用發(fā)展

1.快速鉆井取樣技術(shù)的智能化發(fā)展

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得社會生活的節(jié)奏不斷加快，人類的生活越來越朝著智能化的方向邁進(jìn)，地質(zhì)資源勘查工程自然也不外，快速鉆井取樣技術(shù)作為探礦工程的主要技術(shù)手段也會迎來智能化階段，通過智能化技術(shù)的介入勢必會提升探礦工程的精確度以及可操作性，甚至智能化的應(yīng)用會將快速鉆井取樣技術(shù)運用在月球極地、核爆炸、干熱巖石等勘查領(lǐng)域，當(dāng)然在這個過程中，相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備也會隨著完善和進(jìn)步。

2. 定向鉆井技術(shù)深度研究

所謂定向鉆井就是讓礦井沿著事先設(shè)計好的軌跡鉆到目的層的一種工藝，通常來說定向鉆井分為斜向和水平鉆井兩種，而隨著地質(zhì)資源勘查工程的不斷發(fā)展，探礦工程的應(yīng)用使得定向鉆井技術(shù)得到了更深層次的發(fā)展，例如定位技術(shù)的發(fā)展和核心變頻電機(jī)的運用等，同時這一方面的主要研究方向也包括實時測量軌跡掃描數(shù)字系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展。

3.綠色環(huán)保的發(fā)展方向

綠色、生態(tài)、環(huán)境已經(jīng)成為當(dāng)今的時代主題，環(huán)境保護(hù)是我國甚至是世界各國共同關(guān)注的重要話題，從目前國內(nèi)地質(zhì)資源勘查領(lǐng)域探礦工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀來看，我國仍然和很多發(fā)達(dá)國家存在很大的差距，不斷加快的城市化進(jìn)程，大拆大建的現(xiàn)狀給生態(tài)環(huán)境造化了極大地破壞，地質(zhì)資源勘查工程必然要朝著綠色生態(tài)環(huán)保的方向發(fā)展，所以首先探礦工程的運用和發(fā)展必須要對礦區(qū)周邊的環(huán)境做出充分的調(diào)研，明確礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境狀況，開展找礦和開礦工程必須要建立在不破壞礦區(qū)環(huán)境的基礎(chǔ)上，所以探礦工程開始之前，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須派遣專業(yè)人士對周圍環(huán)境做出充分的了解，包括礦區(qū)周圍的居民數(shù)量、植被生長狀況、水域信息等，同時要成立專業(yè)的地質(zhì)工程組進(jìn)行環(huán)境檢查，使用數(shù)碼拍照技術(shù)對周圍地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)記錄，然后對這些情況進(jìn)行具體分析，最后選擇最合適的探礦工程技術(shù)，最大限度的降低對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞。

四、小結(jié)

總的來說，探礦工程技術(shù)對于我國地質(zhì)資源勘查工程有著積極的推動作用，面對日益緊張的能源危機(jī)，探礦工程的應(yīng)用必須要注重新能源的勘查，而對于這一方面的研究也要逐步的提升探礦工程研究的深度，注重技術(shù)創(chuàng)新，真正的發(fā)揮探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的作用。

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（作者單位：宿州學(xué)院）