探討探礦工程的作用及發(fā)展趨勢

丁生良

[摘要]探礦工程對地質資源勘查和地球科學研究有重要作用，通過實物取樣的方法，能夠對地質資源結構、分布情況以及礦產資源的品位和儲量等進行估計，了解地球內部物質組成和結構。文章首先從探礦工程的現狀和任務出發(fā)，重點分析了探礦工程在深部找礦、新能源開發(fā)、地質災害治理和環(huán)境保護、基礎工程施工領域拓展趨勢。

[關鍵詞]探礦工程 發(fā)展趨勢

[中圖分類號] P62 [文獻碼] 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，對巖芯或樣本進行科學分析后，能夠對地質資源結構、分布情況以及礦產資源的品位和儲量等進行估計，是地質找礦的重要方法之一。地質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)域的找礦勘察任務已基本完成。隨著探礦難度和成本的增加，單純的找礦風險也越來越大。

1探礦工程的現狀和任務

現在我國國民經濟處于大發(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資源數量甚大，但實際上我國礦山危機日益嚴峻，一大批中等或大型的礦山已經逐浙枯竭，難以滿足國民經濟持續(xù)發(fā)展的需要。因此探礦工程還任重道遠。從探礦工程的任務來看，傳統(tǒng)的地質工作只要是找礦，而當代探礦工程的任務用溫家寶總理的兩個“更加”來概括，即：更加緊密地與經濟與社會發(fā)展相結合；更加主動的為經濟和社會發(fā)展服務，針對這兩大功能，目前探礦工程的主要任務是：深部找礦、新能源勘察和開發(fā)、環(huán)境保障、災害治理、地球科學探測。

1.1加強深部找礦的力度

從目前來看，我國地質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，隨著經濟的發(fā)展，社會對礦產資源的需求也越來越大。因此，加強對500m以下的礦區(qū)進行勘察是當前地質找礦的中心工作。對500m以下的礦產資源進行開發(fā)，才能夠緩解當前經濟發(fā)展的礦產、能源等需求。

1.2進行新能源勘察和開發(fā)

新能源勘察主要為地熱能、煤氣層、天然氣水合物等方面。地熱能是一種綠色能源，具有可直接使用、投資較低、開發(fā)時間短、熱能利用率較高、資源儲量較大、分布廣等等特點，可直接在種植養(yǎng)殖、旅游度假、溫泉洗浴、發(fā)電、供暖供熱領域中使用。由于我國地熱地質的基礎較差，鉆探的效率低、風險高，資源浪費嚴重。因此，我國應對地熱能源進行調查，掌握地熱能源的分布情況，做好鉆探工藝、勘查技術工作。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，是我國重要的礦產資源。

1.3地球科學探測

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，可以認識到大陸地殼的結構構造和物質組成，了解地球流體系統(tǒng)和地熱結構，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

進人21世紀，可持續(xù)發(fā)展已成為人類發(fā)展所追求的理想模式。“人口、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世紀共同面臨的三大主題。 “資源”是建設和發(fā)展的基礎，而“環(huán)境”則是建設和發(fā)展的載體。探礦工程與經濟社會可持續(xù)發(fā)展有著密不可分的關系，是保證人類可持續(xù)發(fā)展的重要技術手段，具有廣闊的應用前景。探礦工程應該向以下幾個方面拓展：

2.1地質找礦向深部和海域拓展

我國的礦產資源經過數百年的探尋和開發(fā)，地表及淺部礦產資源多已被發(fā)現和利用。從整體而言，礦產資源的新發(fā)現向深部和海域發(fā)展，發(fā)現和開發(fā)的難度、風險性越來越大，前期投入成本亦越來越高。特別是近年來我國經濟的高速發(fā)展，對礦產資源的需求大幅度增加，而我國礦產資源新發(fā)現的數量和新探明的儲量增長緩慢，已不能適應國民經濟發(fā)展對礦產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水平，提高現有能源基地產量。傳統(tǒng)的煤炭、石油、天然氣三大能源都需用到勘查技術與工程中的鉆探方法進行勘探或開發(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）新技術的推廣應用。尋找新能源是未來解決能源危機的根本辦法。根據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)能源礦產以外的可再生能源，包括太陽能、水力發(fā)電、風能、生物質能、薪柴、木炭、蓄力、海洋熱能、波浪力能、潮汐能、地熱能、泥炭、油母頁巖和重質油砂等14種。水力發(fā)電壩址的工程地質勘查需要勘查工程技術的支持；在水電站的建設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。地熱能（地熱和地溫）作為一種可再生的新能源，除了少數可直接利用的地表溫泉外，多數需要大量的鉆探工作量進行勘探開發(fā)?，F在備受世界各國重視的21世紀新能源—天然氣水合物，更是需要高精尖的鉆探取心（樣）技術及復雜的開采技術做后盾才能實現。

2.3向地質災害防治及環(huán)境保護拓展

環(huán)境是經濟社會可持續(xù)發(fā)展的載體。地質災害防治及環(huán)境保護在維持人類可持續(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“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”的總原則。近年來，勘查技術與工程在地質災害防治及環(huán)境保護方面做出了巨大貢獻。隨著人類環(huán)境保護意識的進一步增強，該專業(yè)領域的工作量會越來越大。目前，勘查技術與工程專業(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)測治理等方面已經發(fā)揮了不可替代的作用，同時也在放射性核廢料、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)境調查工作已經受到廣泛的社會關注，其中鉆探取樣是其關鍵技術，因此環(huán)境鉆探也成為勘查技術與工程新領域。

2.4進一步向基礎工程施工領域拓展

基礎工程樁基施工經過10多年的應用已經成為高層房地產、橋梁工程的堅實基礎，特別是東部沿海地區(qū)的房地產及山區(qū)橋梁的建設；水利引水導洞、公路遂道施工工程這幾年為國家的經濟發(fā)揮著重要的作用。中國還處于發(fā)展階段，房地產行業(yè)、基礎工程施工領域、水電建設領域還有相當長的建設時期。

3應加強找礦新技術、新工藝的學習和應用

社會的進步是科技的進步，是新技術、新工藝的進步，加強新技術、新工藝學習應用，是人類不斷進步的原因。探礦工程應加強在以下幾方面的學習和應用：

首先是金剛石繩索取芯鉆進技術

在深孔鉆進或地層復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)約取芯升降所需時間，同時可以對鉆進的安全程度以及巖礦芯的提取率進行一定程度的保證。

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

4結語

總而言之，探礦工程在地質資源勘查和地球科學研究中有著重要的作用與地位，在研究項目總費用中占有一半的比例，是一種不可替代的方法和技術手段。探礦工程對深部找礦、環(huán)境治理、地質災害治理、新能源開發(fā)、基樁施工、地球科學研究等方面都有重要意義。因此，必須加大技術研究及新技術、新工藝的學習，解決探礦工程的技術難題，為當前的經濟建設服務。未來探礦工程的發(fā)展，應建立在當前的經濟發(fā)展、社會發(fā)展的基礎上，制定技術研發(fā)方案，加強工藝創(chuàng)新和超深鉆孔機構的改造，完善管理制度，不斷拓展探礦工程的服務領域，為我國經濟發(fā)展、社會進步服務。

參考文獻

[1]李玉霞.分析探礦工程在地質資源勘查中的發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2013，（9）：103.

[2]盧予北.探礦工程在地質資源勘查和地球科學研究中的作用與地位[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2009，36（7）：1-4.

[3]雷淮.河南地質找礦中鉆探工程問題研究[J].探礦工程-巖土鉆掘工程，2011，38（9）：37-41.

[4]康毅.分析探礦工程在地質資源勘查中的發(fā)展趨勢[J].西部資源，2012，（5）：87-88.

[5]耿瑞倫.科學鉆探繩索取芯和金剛石鉆頭[R].2009.