探礦工程在地質資源勘察研究中有何作用

張晨暉

摘 要：隨著中國社會經濟的不斷發展，工農業生產和生活中的能源需求不斷增加。盡管我國的地質資源勘探項目起步較晚，但由于國家的重視和一代代先輩的付出，我國的探礦項目不斷發展和進步。在地質資源勘查和勘探中，探礦工程是很重要的組成部分，更是唯一一種可以直接從地下巖層獲取實物樣品的方法。因此，在以后仍然需要不斷加強對勘探項目的重視，徹底摒棄陳舊的觀念，不斷吸取先進經驗研究創新技術，以使勘查項目更好地為地質資源勘測研究服務，充分發揮它在資源開發中的作用。本文從中國地質勘查研究的含義與存在問題入手，詳細分析了探礦工程在地質資源勘查和研究中的具體作用，供相關研究人員和從業人員參考交流。

關鍵詞：探礦工程；地質資源；地質勘探；應用

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0164-02

1 探礦工程概述

1.1 探礦工程的概念

在實際進行地質資源勘測的時候，主要目標就是找到埋藏在地下巖石中的礦體或其他特定地質礦體的相關參數，包括礦產深度，礦產規模，礦產數量，化學狀態，地質結構，礦產形狀等，因此需要將有關的工程技術應用到地質物理資料提取分析中，研究這一類型的工程技術的學科被稱為勘探工程或探礦工程。探礦工程的具體內容可以分為鉆井技術、礦井勘探工程和勘探設備等，如圖1所示。

1.2 當前探礦工程存在的問題

首先，人們對探礦工程沒有引起足夠的重視。目前在大多數人的心目當中，他們的心目中探礦工作僅僅是地質勘測的手段之一，與勘探工程是從屬關系，且重要性并不比其他工程技術高，這是一種無關緊要的技術。這樣的看法使得探礦工程得不到足夠的重視，也對提高探礦工程的發展與進步造成了一定的影響。因此，針對當前的情況，主管部門以及各科研機構需要采取積極有效的措施，鼓勵探礦工程的研究和實踐，使探礦工程得到重視，發揮其在地質資源勘察工作中應有的作用，促進行業標準化、專業化、高效化發展。

其次，在探礦工程專業技術人才方面存在著后繼無人的現象。探礦工程發展中普遍存在著技術人員老齡化的趨勢，固然年紀較大的技術人員由于其豐富的知識儲備和實踐經驗而存在優勢，但往往離退休年齡不遠，剩余工作年限不長，且無法承受較高強度的工作，而新一批的技術骨干并沒有培養出來，探礦工程整體處于青黃不接的狀態。所以，當前探礦工程行業一大需要解決的問題是培養有潛力的、能夠勝任技術負責人的青年工程師。資歷較老的專家應當做好傳授知識、技能工作，致力于培養年輕力量，促進探礦工程的循環、可持續發展。

1.3 探礦工程的發展形勢和研究方向

當前探礦工程面臨著以下新形勢：（1）處于能源更新換代的關鍵時期，具體表現在我國以及全世界傳統礦產資源和油氣資源面臨短缺問題，已經無法有效支撐社會經濟的發展。（2）經濟全球化擴展到技術領域，各國之間的聯系越來越緊密。（3）對尋找替代能源的需求對探礦工程的發展與應用提出了嶄新的要求。（4）產學研一體化趨勢更加明晰，探礦工程的應用發展越來越離不開基礎科研的進行。（5）國家對資源勘查尤其是探礦工程引起了更高的重視，相關優惠政策為探礦工程的發展提供良好的機會。

在這樣的背景之下，我國探礦工程的發展應當聚焦于以下幾個方面：（1）首先，研究趨向于自動化、智能化、便捷化、準確化，使用更加高效快捷的鉆探取樣技術。（2）加強適用于特殊地域的技術研究與設備制造研究，如月球、極地、深海、熱巖、永凍層等工作人員不易進入的區域。（3）提升地質鉆探技術適用的深度和硬度。（4）研究適用于地球科學的鉆探設備與技術。（5）研究超深孔鉆探技術。（6）提升材料切割、破巖、碎巖技術的研究。（7）尋找更高效的成孔材料。

2 地質資源勘察研究的主要任務

2.1 深部探礦

當前我國的地探礦深度還很不夠，大多數勘測深度都位于500米以內，礦產開發深度也停留在表面地層。事實上在更深的地層還存在豐富的礦產資源，且相比開發了幾百年的地表層礦產更完整。隨著經濟的快速發展和人們對物質生活要求的不斷提高，資源的消耗量也在以前所未有的速度增加，僅僅依靠500米以內的礦產開發遠遠不能滿足生產發展的需要。所以加強對深部礦區資源的勘探，尤其是針對500米以下的深部找礦對于解決資源短缺問題有重要意義，因此也成為了當前地質勘探工作的重要目標之一。

2.2 勘測和開發新型能源

在可控核聚變尚未實現之前，人們仍然需要依賴化學能源，但在煤炭石油等傳統能源日益枯竭的今天，加強對新型能源的研究與開發也變得更加重要。新型能源主要包括可燃冰（天然氣水合物）、煤層氣、頁巖氣、地熱能源、干熱巖等。其中可燃冰主要存在深海或者永凍層當中，是我國重要戰略礦產之一，在南海地區有豐富資源，其開發技術起步較早目前在穩步推進中但尚未取得突破性進展。而對于煤層氣、頁巖氣仍處于基礎研究階段，離真正應用上有一定時日，地熱能的研究目前也比較淺，且因為存在不穩定、開采風險大、對環境的負面影響尚不明確等特點難以應用，但由于其分布廣、產量多、易于開發的特點，相信在未來能源構成中也是非常重要的一項資源，因此結合有關部門的重視和從業者的共同努力加強對其研究。對于地質工作者來說，要對我國各種新型能源深入研究調查，掌握全國可燃冰、頁巖氣、地熱等能源的分布以及保有狀況，做好相應的基礎勘察，并加強對鉆探工藝的研究和新技術的推廣工作，為我國發展并運用新型能源打下堅實的基礎。

2.3 地底探測

當前科學家對于地球的探測還僅僅局限于地殼表面，而對于更深層次的地殼乃至地幔研究還很不夠，地底探測科學還需要進一步加強。通過深度探測地底，不僅可以直觀了解直觀巖石圈構造，探索地底各層次的物理的構造及物質形態，也可以加深對地球深部流體和地熱結構的理解，也對系統性認知地震乃至預測地震、揭示全球氣候變化內在成因以及解釋環境變遷等科學問題有所幫助。

3 探礦工程在地質資源勘測中的作用

就目前情況來看，探礦工程在地質資源勘察研究中發揮重要作用，具備戰略性地位。最主要體現在探礦工程是地質礦源勘測、開發的具體實現途徑，隨著科學的不斷發展和技術的不斷革新，人們的意識也發生了翻天覆地的變化，這對促進資源環境科學的發展是極其重要的。就我國而言，探礦工程的作用主要集中在為國家地質礦產資源提供安全保障、為國民經濟日常運行提供基本服務，為生態保護和生態平衡提供重要支撐。

物理基礎技術和探礦技術是我國地質資源應用勘察的兩大支柱學科。其中探礦工程技術是從地下實物地質中獲取樣本的唯一途徑，短期內在地質資源勘測中的地位無法被其他技術所取代。探礦工程在地質資源勘察研究中的具體作用表現為以下四點：

（1）我國的登月計劃、深潛項目、地底探測、極地考察等重難點地質探測都離不開探礦工程，實際上這些特殊地質考察任務的技術難題也集中存在于探礦工程的技術難題中，即探礦工程是特殊地質勘探任務的核心基礎。（2）對于地質災害的考察與防治中起著關鍵性作用。我國幅員遼闊。地理情況也存在巨大差異，而對于泥石流、洪水、地質塌陷等多種地質災害而言，其產生與損害程度與地質情況是分不開的。運用探礦工程對于地質進行基礎考察測繪，有助于更加了解實際情況，在災害來臨前可以提早預防，降低危害程度；而在災后也有促進救援、重建的作用。（3）有助于礦產資源的開采，我國擁有960萬平方公里的陸地領土和約300萬平方公里的海洋領土，在這些領地上分布著巨量的礦產資源。我國目前僅對1/3的礦產資源有實際開采能力，目前還沒有實現對礦產地有效利用，但另一方面也說明我國的礦產開發還有巨大的發展潛力，還需要我國科研工作人員的不斷努力，同時也需要探礦工程這一基礎學科的支持。（4）加深對地球的認識。目前人們對于地球還沒有很深入的認識，相關物理資料還處于比較缺乏的狀態，探礦工程的技術同樣可以用于獲取巖層礦物信息，以驗證地球內部構成，從而開展進一步的研究和技術開發。

4 我國探礦工程的發展策略

總的來說，對于探礦工程應當給予更高的重視和支持，本質是要提升鉆探取樣技術的精密度和自動化水平，讓其在實踐中更好完成任務。研究的側重點要放在南北極、地外星體、冰川、海底、干熱巖以及山脊、地熱淺層等難以開發或者難以長時間進入地區的鉆探能力和鉆探效率，為鉆探工作提供有效支撐。與此同時，也要致力于致力于配合GIS進行軌跡開發、實施定位、定向巖心等方面的技術開發，將探礦工程與GIS工程有效結合，幫助推進地理信息化、地理智能化的發展。

另一方面，實踐領域還存在許多堅硬、復雜的地質狀況，所以也要提高鉆探強度，發展碎巖技術。要積極發展和推廣繩索取心、螺桿馬達、液動潛孔錘三合一技術與繩索取心、液動潛孔錘二合一技術的應用。對于地球探測方面也不能忽視，要加強適用于該領域的鉆探技術與鉆探工具研究。在我國近幾十年的科學體系中，已能成熟適用鉆孔方法大陸科學鉆探工獲取原位測井、固液氣態樣品和土質標本數據，從而開展對地球深部物質的研究，包括動力學、結構、成礦機理等。早在我國973計劃實施之初，就針對表層物質和溫室氣體變化分析的研究立項并順利完成，為研究原裝巖芯打下了堅實的基礎，未來還需進一步發展。

5 結語

在地質分析、深部找礦、新能源開發、生態保護、地質環境改善等方面，探礦技術具有不可替代的作用。為實現地質資源勘查技術的突破和發展，進一步鞏固和拓展我國科技發展成果，有關部門和技術人員要重視探礦工程，加強研究分析，為解決地質資源調查問題提供有力支持。

參考文獻

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