探矿工程在地质资源勘查中的发展趋势

发表时间:2020/5/20   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:张乾峰
[导读] 摘要:地球科学研究和地质资源勘查中,探矿工程是其中最重要的技术方法之一,也是实现从地下岩层直接获取实物样品的唯一办法。
        黑龙江省齐齐哈尔地质勘查总院
        摘要:地球科学研究和地质资源勘查中,探矿工程是其中最重要的技术方法之一,也是实现从地下岩层直接获取实物样品的唯一办法。无论是地质找矿、新能源勘查评价与开发利用,抑或地壳探测工程都必须依靠探矿工程的技术方法。本文就探矿工程技术发展回顾、探矿工程新技术的必要性以及发展趋势和研究方向进行了初步的论述,以期使探矿工程技术更好地服务于经济社会的各个领域,为现代化建设任务的完成提供保证。
        关键字:探矿工程;资源勘查;发展趋势;
        1 建国以前探矿工程技术发展史回顾
        探矿工程,主要包括钻探工程、坑探工程和勘探工程机械。原来泛指地质找矿中的两种技术方法,由于主要用于地质找矿,所以当时称为探矿工程。
        探矿工程是地质工作多工种合成作战的重要方面是目前乃至将来地质、矿产勘查、工程地质勘查(勘察)验证地质认识以及地球物理勘探直接取得地下实物资料的唯一技术方法,也是各种工程基础、隧道、涵洞、环境保护和地质灾害防治等工程施工的重要技术方法,同时钻孔(井)、坑道为获得地下地质体信息、探测深部地壳、开采矿产资源、建设地下实验室或观测站等提供通道。
        我国的钻井技术,无疑对人类社会能源和资源的开发利用,对世界各国经济的迅速发展,对科学技术的迅猛发展,对人类社会进步,起到了推波助澜的作用。是继火药、指南针、印刷术和造纸术后的最重大发明(或发现),为此在中国和世界科技史上赢得了应有的地位。近代中国机械岩心勘探是从河南焦作开始的。20世纪初,英国人用蒸汽锅炉作动力驱动回转取心钻机,使用手镶金刚石钻头钻进,用于勘探煤炭资源。
        2新形势下探矿工程新技术的必要性
        钻探技术水平是地质调查工作质量的重要保障,进入21世纪,以高新技术为主要标志的科技进步日新月异,经济和社会发展主要依靠技术创新和创新性应用的趋势愈来愈明显,科技进步日益成为推动社会进步的重要力量。新技术研发和应用同样导致了地质勘查和资源评价工作的重大变化,以高新技术为先导正成为21世纪地质勘查技术发展的关键。地质工作是国民经济和社会发展的基础和先导,是基础工业和基础设施建设的前期和超前期工作。地质钻探则在地质工作中占据重要的地位,具有不可替代的重要作用。通过岩心钻探施工,可以获取地下岩矿心,从而确定矿体的类型、品位、地下赋存形态、空间位置等,最终计算出矿产储量,做出开采技术经济价值分析。钻孔还是物探测井、水文观测试验等其他勘查方法的唯一工作通道。投入岩心钻探工程的人力、物力、财力亦是最多的。探明一处可供矿山建设的矿产地(储量),钻探工程投入占地质勘探项目总投入的。在水文地质与工程地质勘察工作中,钻探工程是为探查地下水的埋藏、运动规律、水质、水量等水文地质条件及岩土工程力学性质而普遍采用的一种最重要的技术方法。 
        3 探矿工程的发展趋势与研究方向
        紧密结合经济和社会的需求,进一步拓宽探矿工程技术服务领域;加大探矿工程投入、引进先进技术、抓紧相关设备机具研制、研究钻探工艺、制定相关规范标准,是中国目前探矿工程的发展趋势和研究方向。大体内容如下:
        (1) 保真快速钻探取样技术轻便化、精确化、智能化,并探索出相应的适用于月球、极地、永冻层、干热岩、核废料处置、核爆炸、山地、沟壑、沼泽、植被覆盖等难以接近的地区和浅层地热能开发钻探取样需要的取样钻探设备及钻探工艺。


        (2)与绳索取心钻探技术的结合,开发定位测量实时轨迹描绘等数字化系统,深入研究定向钻探技术,岩心定向技术及装置,推广变频电机驱动。
        (3) 研究复杂坚硬地层的钻探是探矿工程领域的一个重要课题。我们应大力实施“液动潜孔锤-螺杆马达-绳索取心”三合一或“液动潜孔锤-绳索取心”二合一等钻探技术的推广工作。
        (4) 地球科学研究钻探技术对岩心保真、岩心采取率等要求较高,应研究地球科学研究钻探设备及其工艺。当前环保已经成为世界各国共同关注的话题,我们应当将资源开发与环保并重,因此开展地球科学研究钻探技术及示范孔的研究工作意义非凡。
        (5) 超深孔钻探技术的研究。主要包括钻探工艺、钻探设备、泥浆技术和孔内事故预防及处理技术的研究。为深部找矿和地球探测工程的实施作好准备。
        (6) 加大高效切磨材料、碎岩工具以及新的碎岩技术的研究。如:机械碎岩、物理碎岩和化学碎岩,这是基础性的工作。
        (7) 新型成孔(井)材料研发及工艺研究。积极推广pvc-u塑料管在水文水井工程、浅层地热能开发工程、地下水监测、地质环境监测等领域的应用。
        (8) 新型钻孔结构和形式的设计与工艺研究。对于不同功能的钻探孔(井),应本着经济、实用、便利、先进的原则。如:一孔多层地下水监测井、同井抽回两用系统井,分别可应用于地下水监测和浅层地热能(水源热泵)开发等领域。新型结构和形式不但可以解决一些技术问题,而且具有占地少、成本低、易管理等特点
        (9) 目前我国探矿工程从上到下没有明确的主管业务部门,全国的探矿队伍各自为战,技术水平参差不齐。主要反映在质量、效率低;成本、事故率高;新技术推广应用困难;没有相应的技术标准或规范等。所以,随着探矿工程服务领域的拓宽,在改革目前管理体制的前提下,加紧制订相关探矿工程技术标准或规程、规范具有一定的现实意义。
        (10) 在目前经济技术条件下,在加强钻探技术研究的同时,重视和发展钻探技术经济学研究更具重要的意义。该学科的发展和研究可以对钻探时间和成本控制,工艺和设备选择等进行合理的评价,为科学钻探工作的管理及决策提供依据。
        4 结语
        作为国家地质调查工作和资源勘查技术支撑体系的重要组成部分,探矿工程在经历20世纪80年代的辉煌和10多年的沉寂之后,目前正面临一个新的快速发展期。探矿工程无论是在地质资源勘查,还是在地球科学研究等领域中其投入占整体项目费用的 50%,同时也是不可替代的技术手段或方法。由此可见:若想在深部找矿、新能源勘查开发、地质灾害与环境治理、地球科学研究等领域取得重大突破,必须解决探矿工程技术方面所存在的问题。
        为保证地质大调查和资源勘查钻探工程顺利完成,逐步提高钻探生产水平,更好的满足地质调查的要求,探讨新的探矿工程新技术推广模式势在必行。应尽快依托相关探矿工程研发机构,在全国重点大区组建探矿工程新技术示范中心的建议,旨在起抛砖引玉的作用,希望引起相关管理部门、科研院所以及装备制造、钻探施工单位对这个问题的高度重视,共同探讨,尽快摸索出一个适合我国国情和当前形势的探矿工程新技术推广模式,保证我国的探矿工程技术的可持续发展。
        参考文献
        [1]李龙海.探矿工程在21世纪面临的形势与机遇[j]. 新疆有色金属. 2007(01) .
        [2]陈泉霖.地质找矿改革发展面临的突出问题与对策[j]. 中国煤炭地质. 2010(02).
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: