李欣 艾薛龍 陳瑤

摘 要：地質(zhì)資源勘探的主要操作方式是，利用探礦工程完成對復(fù)雜地層環(huán)境的勘探工作。地質(zhì)資源探查工作主要涉及到新能源檢測、地質(zhì)礦藏尋找等。經(jīng)年累月地對地下礦藏的探索使得對資源的發(fā)現(xiàn)更加困難，為此現(xiàn)代社會對探礦工程技術(shù)提出了更多的要求。文章結(jié)合探礦工程的現(xiàn)實應(yīng)用情況，結(jié)合地質(zhì)資源勘探的需要，分析探礦工程未來發(fā)展的方向，希望能夠為探礦工程發(fā)展帶來一些參考。

關(guān)鍵詞：探礦工程;地質(zhì)資源勘察;實踐分析

中圖分類號：P634 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）11-043-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.021

地質(zhì)資源勘探期間，需要重點掌握的數(shù)值有礦藏的規(guī)模大小、距離水平地面的地下深度、整體化學(xué)性狀、礦體結(jié)構(gòu)等數(shù)值。為了獲得代表性的分析樣本，取得實地的典型實物資料，需要借助探礦工程技術(shù)的幫助。探礦工程涉及的內(nèi)容有探礦機械、鉆探工程、坑探工程等。從研究內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，探礦工程的學(xué)科性質(zhì)具有高風(fēng)險、高難度、重實踐等特點。探礦工程需要完成三個方面的工作任務(wù)，分別是地層深處尋找礦源、探索新的可用于生產(chǎn)生活的礦產(chǎn)資源、完成地球科學(xué)考察。在工業(yè)生產(chǎn)智能化發(fā)展的今天，增加新能源的開發(fā)利用完成能源革命，需要探礦工程技術(shù)的扶持。

1 當代探礦工程的現(xiàn)實情況

1.1 探礦工程存在的意義

一般認為，探礦工程只是附屬于地質(zhì)勘探工作的一個分支，這種認識使得探礦工程的發(fā)展始終得不到應(yīng)有的重視。這樣無意識的忽略導(dǎo)致探礦工程的升級受到了制約。當代地質(zhì)資源勘探需要成熟的探礦工程技術(shù)支持，這就需要從發(fā)展的眼光認識探礦工程存在的意義。國家相關(guān)部門要給予相應(yīng)的優(yōu)惠政策、資金扶持，以使探礦工程能完成礦源尋找、新礦探索、地球考察等工作任務(wù)，促進探礦工程面向?qū)I(yè)化發(fā)展。

1.2 人才銜接問題

從事探礦工程專業(yè)的核心技術(shù)人員整體平均年齡較大，且有一部分已經(jīng)接近退休年齡。雖然經(jīng)驗豐富的老技術(shù)骨干人員具備充足的實踐經(jīng)驗以及理論知識，但是身體素質(zhì)遠遠比不上年輕人。且新一代專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)還沒有徹底完成，技術(shù)傳承也處于過渡階段。對此，相關(guān)高校的專業(yè)學(xué)科需要加強同探礦工程企業(yè)的合作，積極聘請優(yōu)秀的技術(shù)人員進行講座授課。企業(yè)同高校建立良好的合作關(guān)系，提供合適的實習(xí)上崗機會，給予缺乏實踐經(jīng)驗的未來探礦工程專業(yè)人才學(xué)習(xí)的機會，促進整個行業(yè)人才的薪火相繼[1-2]。

2 地質(zhì)資源勘察研究的主要任務(wù)

如今，世界各國共同面臨全球性的自然環(huán)境惡化問題，傳統(tǒng)不可再生的化石能源不但會在使用之后造成環(huán)境污染，還因難以再生而發(fā)掘困難。地質(zhì)資源勘探的主要任務(wù)是發(fā)掘常見的化石能源新礦源、探索新型清潔能源、探索地球尚未發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境。從戰(zhàn)略發(fā)展的角度來判斷，能夠獲得充足的能源儲備，對于保持一個國家的國內(nèi)國外發(fā)展環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。國家在地質(zhì)資源勘探工程投入了大量的資金支持，提供了大量的工作崗位，能夠緩解就業(yè)壓力，促進經(jīng)濟發(fā)展。

黨和國家對于地質(zhì)資源勘探提出了“兩個更加”的工作方針政策，分別是“更加主動地為經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)，更加緊密地與經(jīng)濟和社會發(fā)展相結(jié)合”。地質(zhì)勘探為了積極配合響應(yīng)國家的專門政策，對自身工作的實行提出了新的發(fā)展意義。地質(zhì)工作不僅僅是推動礦體的勘察與探測和能源的開發(fā)與利用，其工作的展開對保護環(huán)境、治理災(zāi)害以及探測地球科學(xué)等方面也做出了巨大貢獻。找礦工作結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，深部礦、陪伏礦的探究成為當今找礦工作的重點課題，因此地球地質(zhì)環(huán)境的改變以及氣候環(huán)境的改變，都是相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員在進行地質(zhì)找礦工作時應(yīng)當考慮的因素。以煤礦勘探為例，需要注意地下水、瓦斯、礦井坍塌等問題。主要原因是豐富的地下水會從細孔緩慢滲透于礦井內(nèi)部，造成礦井內(nèi)部積水。礦井內(nèi)部長期留存積水會對礦井的使用質(zhì)量造成全方位的不良影響，即對礦井施工維護、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、管理等造成影響。我國每年因為煤炭開采而被破壞的地下水高達22億m3，實現(xiàn)礦井的智能化管理必須借助優(yōu)秀的地形分析技術(shù)合理設(shè)計，實現(xiàn)綠色開采。礦井中蘊含的大量瓦斯雖然會引發(fā)爆炸，但是瓦斯本身作為清潔能源，若能被合理收集，也能為礦井帶來更多的收益。因此可以利用采礦巖體裂隙場分布及鉆孔瓦斯抽放管道安裝在井下的優(yōu)勢，封閉井口，采出氣體[3]。

3 深部找礦

我國的地質(zhì)勘探工作，一般的作業(yè)深度在地下500m以下300m以上的區(qū)間內(nèi)，這種深度的勘探工作，會導(dǎo)致有些已經(jīng)發(fā)掘地區(qū)500米以下的地下可能蘊藏的礦藏被忽視。我國工業(yè)生產(chǎn)離不開礦產(chǎn)資源的支持，但是我國的礦資源消耗量同礦產(chǎn)資源的儲存數(shù)目無法保持和諧一致。對更深部地區(qū)進行礦源開發(fā)，尤其是500m以下地層的礦產(chǎn)資源開發(fā)就顯得更加重要。我國地質(zhì)資源勘探的深部找礦有助于緩解我國的化石能源短缺問題，為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供穩(wěn)定發(fā)展條件[4]。

4 新能源勘探和發(fā)掘

我國地質(zhì)勘探的新能源發(fā)掘主要是指，對淺層地?zé)崮?、干熱巖、天然氣水合物、深部地?zé)豳Y源、煤層氣等的發(fā)掘。天然氣水合物主要存在于海底和陸地永凍層中，是我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源之一。煤層氣的勘察與開采工作目前尚處在起步期，技術(shù)難題尚未攻克，但是煤層氣因為其源源不斷地地?zé)崮茉匆约伴_采成本低、能量利用效率高等特點，未來發(fā)展前景較好。我國地?zé)岬刭|(zhì)勘探工作，目前存在的問題有成本造價高且收益回報少，鉆探效率不高風(fēng)險較大，開采期間會損失較多的地?zé)豳Y源等。我國的地質(zhì)探勘人員在研究地?zé)崮茉吹拈_發(fā)使用期間，要明確我國的地?zé)豳Y源分布情況，結(jié)合最新的鉆探工藝和勘探技術(shù)，分析最新的技術(shù)推廣工作，使得我國的新能源開發(fā)能夠有強有力地技術(shù)支持。天然氣水合物勘探和開采可以使用水平井鉆井技術(shù)，水平井鉆井技術(shù)能夠良好地適用于薄層、低孔低滲以及稠油的天然氣水合物礦藏。合理利用水平井鉆井技術(shù)，能夠擴大整個滲流面積，同時增加整體的天然氣水合物田產(chǎn)量。水平井鉆井技術(shù)能夠垂直鉆穿存在垂直型裂縫的天然氣水合物藏的多條裂縫，可以同時開發(fā)生產(chǎn)多條垂直裂縫中的天然氣水合物資源。含有氣頂和邊底水的天然氣水合物藏，在水平井鉆井技術(shù)的合理作用下，可以緩和氣與水的錐近狀態(tài)，提高整體的天然氣水合物產(chǎn)量[5]。

5 探礦工程在地質(zhì)資源勘察中的作用與地位

以往，人們對于探礦工程的認知還停留在地質(zhì)資源開發(fā)、礦藏搜尋等淺顯的層面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對探礦工程技術(shù)的用途開發(fā)提出了全新的發(fā)展目標。將目光轉(zhuǎn)向地球科學(xué)探索開發(fā)上來，工作重點面向我國的生態(tài)環(huán)境平衡、國民經(jīng)濟發(fā)展、開采地區(qū)的生態(tài)平衡、地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等方面。我國的礦產(chǎn)資源豐富且分布較為廣泛，我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用效率并不是很高，同發(fā)達國家存在一定的差距，但從礦產(chǎn)資源的勘探深度來看，地下400m左右的發(fā)掘深度，明顯同發(fā)達國家存在差距。在探礦工程的探查之中，需要重點解決巖芯鉆探技術(shù)。在進行巖芯取樣時，需要結(jié)合遙感探測技術(shù)、物化探測技術(shù)，才能得到準確的礦藏信息（如礦產(chǎn)儲備情況、距地表深度、礦產(chǎn)類型等）。

5.1 鉆探取樣的廣泛應(yīng)用

鉆探取樣除了可以提供典型的樣本，幫助地質(zhì)探礦人員完成對地下礦藏的性狀分析，還能應(yīng)用于多個領(lǐng)域。以下以月球探索和建筑混凝土樁柱穩(wěn)定性檢測為例進行簡單舉例說明。鉆探取樣不但能用于地球科學(xué)的研究還能適用于月球等地球之外星球的探索工作。美國登月時在月球表面的鉆取深度可以達到3m，這為我國的探月計劃提供了參考。我國需要進行合理的探月鉆探取樣設(shè)計，以此分析月球的地質(zhì)構(gòu)成、資源分布、地月關(guān)系等。典型的鉆探取樣研究，對于了解當?shù)氐牡刭|(zhì)情況具有科學(xué)性、代表性意義，對于當?shù)氐牡叵沦Y源開發(fā)具有重要意義。

5.2 水資源開采和地震災(zāi)害研究

在使用鉆井技術(shù)探索天然氣水化物資源時，就已經(jīng)將探礦工程應(yīng)用于地下水資源發(fā)掘之中了。水資源開采工作的影響，要以該地區(qū)的具體情況來判斷。針對洪澇災(zāi)害嚴重的地區(qū)，要重點防止水資源泛濫造成的災(zāi)害問題。除此之外，還可以借助探礦工程的作用完成地質(zhì)災(zāi)害分析。對玉樹地震的地質(zhì)情況進行研究可以發(fā)現(xiàn)，地震斷裂兩側(cè)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布狀況存在明顯的差異，兩邊的災(zāi)害密度分布相同，且距斷層兩側(cè)500m范圍內(nèi)是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁的地區(qū)。探礦工程在這兩個方面的應(yīng)用，總體上還是出于對地球的科學(xué)研究和環(huán)境保護，拓展資源開發(fā)的范圍并不僅局限于礦產(chǎn)資源，也為探礦工程的經(jīng)濟價值增長帶來了可能性。地震災(zāi)害研究則是出于對震區(qū)的環(huán)境調(diào)查，分析其前后變化，結(jié)合現(xiàn)實情況做出的科學(xué)系統(tǒng)的總結(jié)[6]。

6 結(jié)語

探礦工程一直以來的現(xiàn)實應(yīng)用范圍較為局限，且被限制在礦藏勘探這一項操作之上。結(jié)合探礦工程的現(xiàn)實情況和科技發(fā)展情況，其主要可以應(yīng)用于三個方面，分別是礦源尋找、新礦探索、地球考察。除此之外，探索地下結(jié)構(gòu)時，還能不局限于礦物質(zhì)，試著尋找地下水資源、地?zé)豳Y源等。希望隨著科技的進步發(fā)展，能夠探索出更多探礦工程在地質(zhì)資源勘察中的作用[7]。

參考文獻

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[3] 苑慶韋，李俊峰，王宏，等.關(guān)于對鉆探與物探相結(jié)合工程勘察實例的研究[A].中冶建筑研究總院有限公司.2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集（下冊）[C].北京：工業(yè)建筑雜志社，2020：3.

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[6] 于磊.探礦工程中容易出現(xiàn)的問題及對策研究[J].世界有色金屬，2020（19）：109-110.

[7] 馬杰.討論探礦工程在地質(zhì)資源勘察中的作用[J].地球，2016（11）：109.