摘要:探礦工程是地質資源勘查和地球科學研究的重要技術方法,是能夠直接從地下巖層獲取實物樣品的唯一手段。無論是地質找礦、新能源勘查評價與開發利用,還是地殼探測工程都必須依靠探礦工程的技術方法。就目前地質工作的主要功能與任務、探礦工程的作用與地位以及發展趨勢進行了初步的分析。使探礦工程技術更好地服務于經濟社會的各個領域。
關鍵詞:探礦工程 地質資源 地球科學 作用 地位 發展趨勢
探礦工程是地質資源勘查和地球科學研究的重要技術方法,是能夠直接從地下巖層獲取實物樣品的唯一手段,被人們稱為深入地球的“望遠鏡”。“上天、入地、下海、登極”是人類四大夢想,其中,“上天、下海、登極”技術發展迅速,“入地”則是處于起步階段。目前,無論是地質資源勘查,還是地球科學研究都離不開探礦工程。探礦工程是一個艱苦而高風險的涉及的學科領域十分廣泛、實踐性很強、理論基礎要求很高的特殊行業。隨著近年來深部找礦和對地球重大地質環境、氣候變化的研究深入,探礦工程的作用與地位日益顯現。探礦工程在地質資源勘查和地球科學與環境研究中的作用與地位,具有重要的意義。
1. 當代地質工作的主要功能與任務是找礦
當代地質工作的主要功能可以用溫家寶總理的兩個“更加”來概括,即:更加緊密地與經濟和社會發展相結合;更加主動地為經濟和社會發展服務。針對這兩大功能,目前地質工作的主要任務是:深部找礦、新能源勘查開發、環境保障、災害治理和地球科學探測。
2. 探礦工程的作用與地位要從傳統的為地質找礦服務轉向為整個地球科學發展服務
為國民經濟發展、國家戰略資源安全、生態環境等眾多領域服務。這就是探礦工程的作用和定位。探礦工程是最終檢驗和驗證,是唯一能從地下取出實物樣品的技術方法。所以,在許多方面探礦工程的作用和地位是不可替代的。其作用與地位主要表現在以下幾個方面。
(1)我國礦產資源分布廣泛,從目前礦產資源勘查開發利用情況來看,我國礦產資源探明程度僅為1/3左右,在地質找礦方面還有相當大的潛力。我國深部找礦勘查技術尚處于起步階段,隨著找礦深度的不斷增加,在鉆探技術上還有很多問題有待解決。
巖心鉆探是地質找礦工作中的重要環節,要探明地下深部礦藏,除利用先進的地質理論和物化探、遙感等探測技術外,最終需要通過巖心鉆探技術取出地下巖樣,通過試驗分析才能確定礦產資源的埋藏深度、品位和儲量,并最終提交有效的地質找礦成果。目前,我國在深部地質找礦方面剛剛起步,其中,最重要的手段之一鉆探工作卻面臨著不可回避的問題,這些問題若得不到解決,將直接影響著地質找礦戰略的實施。
(2)我國于2000年—2004年實施的中國大陸科學鉆探工程被列入國際大陸科學鉆探計劃項目,該項目利用現代深部鉆探新技術完成了中國第一口5,158m科學深鉆,通過對鉆孔中獲取的全部巖心及液、氣態樣品以及原位測井數據的多學科綜合研究,取得了地球深部物質組成、結構及動力學、成巖成礦機理及地下微生物類型等多項成果。由此可見,若想取得理想的研究成果和效益,必須在鉆探技術和管理上首先取得突破和發展。
(3)“上天、入地、下海、登極”中的鉆探取樣技術難題都必須通過探礦工程的手段來解決。
(4)地質災害治理工程、缺水地區找水鉆井工程、地下工程等諸多領域都離不開探礦工程。
(5)探礦工程在地質資源勘查評價、地球科學研究、環境與災害治理等領域中是必不可少的,占著舉足輕重的作用與地位。要想取得地質工作的重大突破和發展,必須轉變思想觀念,把探礦工程技術提高到應有的地位。同時,加大探礦工程技術開發,緊密圍繞國家的需求進一步拓寬其服務領域。
3. 探礦工程的發展趨勢緊密結合經濟和社會的需求
進一步拓寬探礦工程技術服務領域,加大探礦工程投入、引進先進技術、抓緊相關設備機具研制、研究鉆探工藝、制定相關規范標準,是我國目前探礦工程的發展趨勢。具體內容為:
(1)研究自動化、智能化、輕便化、精確化的保真快速鉆探取樣技術。
(2)定向鉆探技術及定位測量實時軌跡描繪等數字化系統的開發研究,變頻電機驅動的推廣,巖心定向技術及裝置的開發研究,以及與繩索取心鉆探技術的結合。
(3)復雜堅硬地層的鉆探技術研究。
(4)地球科學研究鉆探設備及工藝的研究。地球科學研究鉆探技術要求很高,比如巖心采取率、巖心保真等。
(5)超深孔鉆探技術的研究。主要包括鉆探工藝、鉆探設備、泥漿技術和孔內事故預防及處理技術的研究。
(6)加大高效切磨材料、碎巖工具以及新的碎巖技術的研究。
(7)新型成孔(井)材料研發及工藝研究。
(8)新型鉆孔結構和形式的設計與工藝研究。
(9)目前我國探礦工程從上到下沒有明確的主管業務部門,全國的探礦隊伍各自為戰,技術水平參差不齊。主要反映在質量、效率低;成本高、事故率高;新技術推廣應用困難,沒有相應的技術標準或規范等。所以,隨著探礦工程服務領域的拓寬,在改革目前管理體制的前提下,加緊制定相關探礦工程技術標準或規程、規范具有一定的現實意義。
4. 結語
總而言之,探礦工程無論是在地質資源勘查,還是在地球科學研究等領域中其投入占整體項目費用的50%,同時也是不可替代的技術手段或方法。由此可見:若想在深部找礦、新能源勘查開發、地質災害與環境治理、地球科學研究等領域取得重大突破,必須解決探礦工程技術方面所存在的問題。所以說:探礦工程在地質資源勘查和地球科學研究中具有重要的作用和地位。