探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的作用分析

王 強

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)大隊（山東省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院），山東 泰安 271000）

礦產(chǎn)資源是社會發(fā)展進程中不可或缺的重要資源，尤其是隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升，地質(zhì)資源勘查工作的重要性越發(fā)突顯。而探礦工程是地質(zhì)資源勘查常用的重要技術(shù)，在實際工作開展中會遇到地質(zhì)、環(huán)境問題等各種阻礙因素而影響探礦工程功能的發(fā)揮。為提高探礦工程防范與控制能力、充分發(fā)掘探礦工程潛在價值、提升地質(zhì)資源勘查的科學(xué)性、滿足地質(zhì)資源勘查多樣化需求，很有必要對探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的作用展開研究，文章就此展開論述。

1 探礦工程概述

探礦工程又被稱為資源勘探技術(shù)，包括坑探工程、鉆探工程、輔助地質(zhì)勘探工作開展的交通運輸工程、動力供給工程、設(shè)備修配工程等，是地質(zhì)勘探所需所有工程技術(shù)的總稱，其中坑探工程和鉆探工程是探礦工程的主要方向[1]?？犹焦こ谭譃榭犹焦に嚰夹g(shù)與坑探技術(shù)設(shè)備兩個方面，主要應(yīng)用于地表、相對比較淺的地下礦物資源勘查，通過坑探技術(shù)設(shè)備在地質(zhì)巖層內(nèi)部挖掘出供技術(shù)人員進入的坑道，進而更加直觀、準確地掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域的地質(zhì)資源狀態(tài)與儲量情況，并采集礦產(chǎn)樣品，為后續(xù)礦產(chǎn)工業(yè)開采開發(fā)提供第一手依據(jù)。鉆探工程主要用于地層深層地質(zhì)資源的勘查，它依托專用的鉆探機械設(shè)備，按照一定的地質(zhì)勘探距離、角度等數(shù)據(jù)指標開展鉆探作業(yè)，通過鉆孔來獲取所需探測的材料標本，如巖石巖心、巖屑等，隨后再通過專業(yè)的測試儀器對采集的材料樣本進行物質(zhì)成分化驗、物性測定等技術(shù)分析，以得出鉆探區(qū)域地下資源相關(guān)數(shù)據(jù)、性質(zhì)等。目前而言，鉆探工程在破碎地質(zhì)巖石方面形式比較單一，主要采用的是機械設(shè)備鉆孔法，其他類型的巖石破碎方法尚未形成規(guī)模性應(yīng)用。

2 探礦工程研究的主要任務(wù)

2.1 深度找礦

社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，礦產(chǎn)資源損耗迅猛增長，各行各業(yè)對礦產(chǎn)資源的需求量急劇上升。然而，由于我國探礦工程起步較晚，現(xiàn)有的技術(shù)能力只能完成對地表500m以內(nèi)大部分重要礦藏的開發(fā)，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源出現(xiàn)緊缺、供需不足的矛盾。新時期地質(zhì)資源勘查應(yīng)將工作重點放在改進探礦工程方面，向500m以下地質(zhì)資源勘查工作與礦藏開發(fā)努力，要實現(xiàn)深度找礦，以掌握深層潛在稀缺礦藏儲備。

2.2 勘查與開采新能源

新能源勘查與開采是新時期地質(zhì)資源勘查的工作重心之一，只有充分挖掘與應(yīng)用新能源才能更好地滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钏?。目前而言，地質(zhì)資源勘查的新能源主要包括天然氣水合物、煤層氣、地?zé)崮艿龋渲刑烊粴馑衔锸俏覈鴺O為重要的礦產(chǎn)資源之一，是探礦工程開發(fā)與研究的重點。地?zé)崮苁菑V泛分布且可以再生循環(huán)利用的綠色能源，而且開采出來就可以直接使用，投資成本較低。但目前而言，我國在地?zé)崮芊矫娴你@探效率并不樂觀，亟需結(jié)合不同地區(qū)地質(zhì)條件與能源分布情況來優(yōu)化地質(zhì)資源勘查技術(shù)和設(shè)備。而煤層氣是位于地下500m以上，未來利用價值最大的新能源，但由于對煤層氣勘查研究起步較晚，探礦工程技術(shù)難度系數(shù)又較高，發(fā)展過程中經(jīng)常遇到各種疑難問題，很難在短期內(nèi)實現(xiàn)對煤層氣這一新能源的規(guī)模性開采。因此，也很有必要專門針對煤層氣勘探開發(fā)進行立項研究。

2.3 地球科學(xué)探測

科學(xué)技術(shù)的進步會帶動其他行業(yè)的發(fā)展，探礦工程技術(shù)進步為地球科學(xué)探測的開展提供了支持。依托探礦工程掌握的具體地質(zhì)情況，應(yīng)用陸地勘測及相關(guān)探測技術(shù)可以推導(dǎo)出精準的地質(zhì)構(gòu)造、陸地底殼區(qū)域分布等信息，掌握地球流動系統(tǒng)運行情況，為地震、火山噴發(fā)及相關(guān)自然災(zāi)害發(fā)生機理與規(guī)律的研究提供依據(jù)[2]。與此同時，隨著地質(zhì)資源勘查的深入，還能進一步深入地全面了解地殼信息，獲取更加明確的地質(zhì)變動狀況與數(shù)據(jù)信息，促進勘測工作的高效開展。

3 探礦工程在地質(zhì)資源勘查研究中的作用

3.1 為地質(zhì)找礦工作開展提供支持

地質(zhì)資源勘查、分析與研究需要一定的資源、數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用可以為找礦工作的開展提供地質(zhì)構(gòu)造等相關(guān)參考信息，進而為地質(zhì)資源勘查研究的順利開展提供支持。一方面，通過探礦工程來開展地質(zhì)找礦工作，可以有針對性地選用紅外探測、遠程傳感器等探礦工程技術(shù)與設(shè)備來勘查分析豐富的地質(zhì)資源，為科學(xué)開發(fā)與高效利用地質(zhì)資源提供技術(shù)與設(shè)備保障[3]。另一方面，在地質(zhì)資源勘查過程中，可以結(jié)合礦產(chǎn)資源所在地層的地質(zhì)特征，靈活應(yīng)用坑探、鉆探等探礦工程技術(shù)，來提升地質(zhì)資源位置獲取、礦藏取樣等地質(zhì)找礦關(guān)鍵環(huán)節(jié)的科學(xué)性與靈動性，為后續(xù)勘查與探測分析的高效開展奠定基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)更加客觀、豐富的地質(zhì)資源勘查研究成果，以促進礦產(chǎn)資源的開發(fā)。

3.2 解決了鉆探取樣等技術(shù)難題

巖石樣品是地質(zhì)資源勘查的重要判斷依據(jù)，而鉆探取樣技術(shù)的應(yīng)用效果與探礦工程密切相關(guān)，只有依托探礦工程才能充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。在地質(zhì)資源勘查中，工作人員需要采集目標勘查區(qū)域的巖石樣品，通過對巖石樣品中的礦含量及特點的分析與判斷，來推導(dǎo)所勘探地區(qū)地下資源的分布情況、資源含量及開采優(yōu)劣勢等，并結(jié)合分析結(jié)果來合理分配地質(zhì)資源勘查人員，以保障后續(xù)工作的高效開展。探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用在一定程度上解決了鉆探取樣等技術(shù)難題，使鉆探取樣技術(shù)可以實現(xiàn)登極下海、上天入地，尤其是探月工程。開展探月工程不僅是對外太空的探索，更在于對月球能源、地質(zhì)情況及地球和月球的關(guān)系等的分析，而這一切得以實現(xiàn)的關(guān)鍵在于通過鉆探取樣技術(shù)對月球表面巖石等樣本的收集。因此，探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用在一定程度上有助于推進月球鉆探取樣技術(shù)的進步及登月計劃的實現(xiàn)。

3.3 實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的有效整治

在地質(zhì)資源勘查過程中應(yīng)用探礦工程除了可以為地質(zhì)資源勘查提供技術(shù)與設(shè)備的支持，還能通過對地質(zhì)資源取樣與分析來掌握更多關(guān)于地震、火山爆發(fā)等相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)特征和發(fā)生規(guī)律[4]。地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與整治相關(guān)部門可以結(jié)合探礦工程提供的相關(guān)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果，通過深入研究得出各類地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的征兆，進而及時采取地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警與預(yù)防措施來有效控制地質(zhì)災(zāi)害影響的范圍與產(chǎn)生的后果，更好地保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。隨著探礦工程的不斷應(yīng)用與發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與整治相關(guān)部門會積累更多的地質(zhì)災(zāi)害整治實踐經(jīng)驗，進而提升地震、泥石流、火山爆發(fā)、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)對的科學(xué)性和實效性。

4 探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 地質(zhì)信息掌握不全面

從探礦工程開展實踐來看，有些地質(zhì)資源勘查部門并沒有特別重視實地勘查工作，在設(shè)計鉆探工程距離、角度等技術(shù)指標時忽略與相關(guān)技術(shù)人員的交流與溝通。由于沒有全面了解和掌握所勘查區(qū)域的地質(zhì)信息，導(dǎo)致鉆探技術(shù)設(shè)計及在實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，無法發(fā)揮探礦工程及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，從而制約了地質(zhì)資源勘查及資源開采的效率與質(zhì)量。

4.2 勘測體系不完善

我國礦藏資源豐富，礦產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模大小不一，其中有很多礦產(chǎn)企業(yè)都沒有完善的勘測體系，無法為探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的有效應(yīng)用提供硬件支持。這在很大程度上影響了地質(zhì)資源勘查效率，加劇了礦產(chǎn)資源的開采工作難度，同時也無法為相關(guān)工作人員的安全提供有力保障。

4.3 環(huán)保安全意識薄弱

探礦工程技術(shù)設(shè)備是探礦工程應(yīng)用與開展的基礎(chǔ)，然而在實際應(yīng)用中，有的礦產(chǎn)企業(yè)或因安全意識、環(huán)保意識的缺失，沒有配置精密的儀器設(shè)備，不僅影響了地質(zhì)資源勘查、分析與研究成果的科學(xué)性，還在作業(yè)過程中預(yù)埋了很多安全隱患，對自然資源和生態(tài)環(huán)境造成了破壞，影響了礦產(chǎn)資源開采的可持續(xù)發(fā)展。此外，礦產(chǎn)資源的開發(fā)和應(yīng)用中一些精密儀器設(shè)備的缺失也會影響對地質(zhì)資源勘探與開采的質(zhì)量與效率的把控。

5 提升地質(zhì)資源勘查中探礦工程安全性的舉措

5.1 充分掌握地質(zhì)環(huán)境

一般情況下，地質(zhì)資源勘查會面臨比較復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，只有充分掌握地質(zhì)環(huán)境，并結(jié)合實際情況來優(yōu)化勘查設(shè)計才能更好地保障地質(zhì)資源勘查的安全性及勘查結(jié)果的準確性。因此在開展探礦工程時，相關(guān)工作人員應(yīng)盡可能進行實地勘測，來全面掌握勘查區(qū)域的地質(zhì)信息，并對礦產(chǎn)資源分布情況進行判斷和預(yù)估，為后續(xù)地質(zhì)資源開采方案的設(shè)計與施工作業(yè)的推進提供保障。

5.2 完善勘測體系

地質(zhì)資源勘查部門應(yīng)加強對勘測體系的建設(shè)工作，要能結(jié)合實際情況靈活選擇合適的探礦工程技術(shù)與資源開采方式。地質(zhì)資源勘查工作人員要嚴格按照規(guī)范要求開展勘探作業(yè)，結(jié)合不同的作業(yè)需求劃定工作要點，并結(jié)合實際情況選擇相對應(yīng)的探礦工程技術(shù)。比如對于一些開采環(huán)境復(fù)雜、礦石比較集中的地區(qū)，應(yīng)采取鉆探的方式；對于一些礦石分散、但種類又多的勘查區(qū)域，應(yīng)結(jié)合資源分布情況，采取多種探礦工程技術(shù)[5]。此外，不同的地形也會影響地質(zhì)資源勘查的結(jié)果，因此還應(yīng)考慮地形因素的影響。比如在一些地形分割比較明顯的地區(qū)應(yīng)采用水平坑道的方式進行勘測；對于一些地形比較平緩的地區(qū)則采用垂直坑道的方式，以提升地質(zhì)資源勘查效率與安全性。

5.3 強化安全意識與防護舉措

保障工作人員安全是地質(zhì)資源勘查工作開展的基本要求，地質(zhì)資源勘查部門應(yīng)從優(yōu)化設(shè)備配置、加強專業(yè)技能與理論知識及安全意識培訓(xùn)、完善管理制度等方面入手采取相應(yīng)舉措，來規(guī)避生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，保障作業(yè)人員的人身和財產(chǎn)安全。首先，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資源勘查實際需求，精細化作業(yè)設(shè)備配置，為探礦工程技術(shù)應(yīng)用提供硬件支持，防止因儀器設(shè)備不夠精密、搭配不合理，而影響礦產(chǎn)資源勘查與開采的質(zhì)量，以及對生態(tài)環(huán)境造成破壞。其次，應(yīng)加強與地質(zhì)資源勘查相關(guān)的技術(shù)、理論及安全意識培訓(xùn)，不斷提升作業(yè)人員的專業(yè)能力與素養(yǎng)。再次，還應(yīng)加強對地質(zhì)資源勘查的管理力度，完善相關(guān)管理與績效考核制度，以強化地質(zhì)資源勘查工作人員的責(zé)任意識，并定期對作業(yè)設(shè)備進行檢查與保養(yǎng)。此外，如果條件允許，還應(yīng)建立醫(yī)護團隊，以提升對生產(chǎn)安全突發(fā)事件的應(yīng)對能力，更好地保障作業(yè)人員生命健康和財產(chǎn)安全。

6 探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的發(fā)展趨勢

6.1 創(chuàng)新和發(fā)展鉆探技術(shù)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)等新興技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，探礦工程也迎來了新的發(fā)展機遇，可以從提升信息化水平入手來發(fā)展與創(chuàng)新鉆探技術(shù)，以提升探礦工程能力，拓寬其在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用范圍[6]。同時，隨著探礦工程的應(yīng)用與不斷改進，作用與優(yōu)勢得到不斷強化，這在一定程度上效彌補了傳統(tǒng)工程的不足，為鉆探技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展及高效應(yīng)用于多樣化的找礦工作奠定了條件。比如，可以將數(shù)字技術(shù)融入鉆探技術(shù)地質(zhì)分析中，以全面提升探礦工程的技術(shù)含量，進而保障地質(zhì)資源勘查工作的順利開展。再比如在對一些條件復(fù)雜、地層堅硬的區(qū)域進行地質(zhì)勘查時，可以將三重結(jié)合技術(shù)與鉆探技術(shù)相結(jié)合，來優(yōu)化地質(zhì)分析工作，以強化探礦工程在地質(zhì)資源勘查與礦產(chǎn)資源開采中的應(yīng)用優(yōu)勢。

6.2 研發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝

研發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新工藝是探礦工程適應(yīng)新時期地質(zhì)資源勘查特點的必然要求，在進行探礦工程技術(shù)研發(fā)時要順應(yīng)時代特點，找準研究方向，尤其是要注重在新能源勘探方面的拓展與應(yīng)用研發(fā)。一方面是當(dāng)前淺層可供勘查與開發(fā)的資源越來越少，地質(zhì)資源勘查面臨的作業(yè)深度會持續(xù)加大，在探礦工程工藝、技術(shù)、設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用時，應(yīng)積極從大數(shù)據(jù)、云計算等先進的技術(shù)入手，在數(shù)字化系統(tǒng)開發(fā)與礦產(chǎn)定位技術(shù)等方面下功夫，來提升探礦工程技術(shù)的現(xiàn)代化與智能化，以創(chuàng)新驅(qū)動探礦工程技術(shù)發(fā)展[7]。比如，通過將數(shù)字化技術(shù)融入探礦工程中來研發(fā)數(shù)字定位測量系統(tǒng)，依托智能化手段來減少作業(yè)深度對探礦工程帶來的不利影響。另一方面，隨著資源埋藏深度的加深，地質(zhì)資源勘查作業(yè)的地質(zhì)環(huán)境會更加復(fù)雜，作業(yè)難度系數(shù)會越來越大，可以研發(fā)變頻技術(shù)驅(qū)動電機、碎巖工具、定向巖芯設(shè)備，并研究這些設(shè)備之間的相互作用機制，以提升探礦工程對地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)力，滿足不同巖層資源勘查與開采需求?？傊?，未來探礦工程將日趨個性化與多元化，應(yīng)結(jié)合探礦工程發(fā)展趨勢對技術(shù)研發(fā)、工藝、設(shè)備等方面進行定向調(diào)整與優(yōu)化。

6.3 探礦工程技術(shù)管理體系化、一體化建設(shè)

隨著社會的發(fā)展，對能源的需求會越來越大，地質(zhì)資源勘查所涉及的領(lǐng)域會越來越廣泛，會面臨更加嚴峻的風(fēng)險與挑戰(zhàn)，比如在沙漠等特色區(qū)域進行水源鉆探，預(yù)防土質(zhì)資源勘查造成次生災(zāi)害等[8]。也就是說，探礦工程除了要加強技術(shù)性研發(fā)，還應(yīng)充分發(fā)揮服務(wù)型支撐作用，通過眾多先進技術(shù)的綜合應(yīng)用，來支撐地質(zhì)資源勘查的有序開展與長遠發(fā)展。此外，為提升探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的作用價值，應(yīng)從探礦工程技術(shù)管理體系化、一體化建設(shè)出發(fā)，來強化探礦工程技術(shù)管理，以保障技術(shù)研發(fā)具有足夠的資金、物力與人力支持。比如，可以建立技術(shù)交流共享平臺，為工作人員提供更新專業(yè)知識與技能平臺，在交流與探索中提升工作認知與能力?？梢约訌娕c專業(yè)研究部門、高等院校等合作，通過多學(xué)科的跨界聯(lián)合拓寬探礦工程技術(shù)、設(shè)備研發(fā)的廣度，以攻克影響地質(zhì)資源勘查與開采的難關(guān)，強化探礦工程功能價值。同時還可通過構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化體制，為探礦工程在地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用培養(yǎng)高素質(zhì)人才，促進探礦工程發(fā)揮更大作用。

6.4 探礦工程數(shù)據(jù)化監(jiān)測

地質(zhì)資源勘查環(huán)境越復(fù)雜，對巖石復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)化研究就越重要。因此，應(yīng)用先進信息化技術(shù)來加強對探礦工程過程的數(shù)據(jù)化監(jiān)測，也將是提升地質(zhì)資源勘查與開采質(zhì)量和效率的重要途徑。通過探礦數(shù)據(jù)化監(jiān)測，采用圖像、數(shù)據(jù)等形式，可以直觀地了解地質(zhì)勘查進程，及時發(fā)現(xiàn)探礦工程作業(yè)中出現(xiàn)的問題，并快速精準地采取應(yīng)對策略。在整個探礦工程中，工作人員通過創(chuàng)建操作系統(tǒng)來獲取完整的數(shù)據(jù)檢測信息，依托大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來嚴格分析與處理所得數(shù)據(jù)，可以大大提升對地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)資源分布情況、資源總量判斷與評估的科學(xué)性與客觀性，進而為后續(xù)相關(guān)準備工作與作業(yè)的開展提供依據(jù)。

7 結(jié)語

總而言之，探礦工程在優(yōu)化地質(zhì)找礦、新能源勘查與開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害治理等方面發(fā)揮著不容忽視的重要作用。地質(zhì)資源勘查部門應(yīng)認真審視探礦工程應(yīng)用過程中存在的問題，并結(jié)合地質(zhì)資源勘查的時代特征與發(fā)展趨勢，從探礦工程技術(shù)創(chuàng)新、新工藝研發(fā)、一體化管理體系構(gòu)建等多元化途徑進行改革與創(chuàng)新。