探礦工程在地質資源勘察中的作用研究

李欣 艾薛龍 陳瑤

摘 要：地質資源勘探的主要操作方式是，利用探礦工程完成對復雜地層環境的勘探工作。地質資源探查工作主要涉及到新能源檢測、地質礦藏尋找等。經年累月地對地下礦藏的探索使得對資源的發現更加困難，為此現代社會對探礦工程技術提出了更多的要求。文章結合探礦工程的現實應用情況，結合地質資源勘探的需要，分析探礦工程未來發展的方向，希望能夠為探礦工程發展帶來一些參考。

關鍵詞：探礦工程;地質資源勘察;實踐分析

中圖分類號：P634 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）11-043-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.021

地質資源勘探期間，需要重點掌握的數值有礦藏的規模大小、距離水平地面的地下深度、整體化學性狀、礦體結構等數值。為了獲得代表性的分析樣本，取得實地的典型實物資料，需要借助探礦工程技術的幫助。探礦工程涉及的內容有探礦機械、鉆探工程、坑探工程等。從研究內容可以發現，探礦工程的學科性質具有高風險、高難度、重實踐等特點。探礦工程需要完成三個方面的工作任務，分別是地層深處尋找礦源、探索新的可用于生產生活的礦產資源、完成地球科學考察。在工業生產智能化發展的今天，增加新能源的開發利用完成能源革命，需要探礦工程技術的扶持。

1 當代探礦工程的現實情況

1.1 探礦工程存在的意義

一般認為，探礦工程只是附屬于地質勘探工作的一個分支，這種認識使得探礦工程的發展始終得不到應有的重視。這樣無意識的忽略導致探礦工程的升級受到了制約。當代地質資源勘探需要成熟的探礦工程技術支持，這就需要從發展的眼光認識探礦工程存在的意義。國家相關部門要給予相應的優惠政策、資金扶持，以使探礦工程能完成礦源尋找、新礦探索、地球考察等工作任務，促進探礦工程面向專業化發展。

1.2 人才銜接問題

從事探礦工程專業的核心技術人員整體平均年齡較大，且有一部分已經接近退休年齡。雖然經驗豐富的老技術骨干人員具備充足的實踐經驗以及理論知識，但是身體素質遠遠比不上年輕人。且新一代專業技術人才的培養還沒有徹底完成，技術傳承也處于過渡階段。對此，相關高校的專業學科需要加強同探礦工程企業的合作，積極聘請優秀的技術人員進行講座授課。企業同高校建立良好的合作關系，提供合適的實習上崗機會，給予缺乏實踐經驗的未來探礦工程專業人才學習的機會，促進整個行業人才的薪火相繼[1-2]。

2 地質資源勘察研究的主要任務

如今，世界各國共同面臨全球性的自然環境惡化問題，傳統不可再生的化石能源不但會在使用之后造成環境污染，還因難以再生而發掘困難。地質資源勘探的主要任務是發掘常見的化石能源新礦源、探索新型清潔能源、探索地球尚未發現的地質環境。從戰略發展的角度來判斷，能夠獲得充足的能源儲備，對于保持一個國家的國內國外發展環境穩定具有重要意義。國家在地質資源勘探工程投入了大量的資金支持，提供了大量的工作崗位，能夠緩解就業壓力，促進經濟發展。

黨和國家對于地質資源勘探提出了“兩個更加”的工作方針政策，分別是“更加主動地為經濟和社會發展服務，更加緊密地與經濟和社會發展相結合”。地質勘探為了積極配合響應國家的專門政策，對自身工作的實行提出了新的發展意義。地質工作不僅僅是推動礦體的勘察與探測和能源的開發與利用，其工作的展開對保護環境、治理災害以及探測地球科學等方面也做出了巨大貢獻。找礦工作結構的轉變，深部礦、陪伏礦的探究成為當今找礦工作的重點課題，因此地球地質環境的改變以及氣候環境的改變，都是相關專業技術人員在進行地質找礦工作時應當考慮的因素。以煤礦勘探為例，需要注意地下水、瓦斯、礦井坍塌等問題。主要原因是豐富的地下水會從細孔緩慢滲透于礦井內部，造成礦井內部積水。礦井內部長期留存積水會對礦井的使用質量造成全方位的不良影響，即對礦井施工維護、結構穩固、管理等造成影響。我國每年因為煤炭開采而被破壞的地下水高達22億m3，實現礦井的智能化管理必須借助優秀的地形分析技術合理設計，實現綠色開采。礦井中蘊含的大量瓦斯雖然會引發爆炸，但是瓦斯本身作為清潔能源，若能被合理收集，也能為礦井帶來更多的收益。因此可以利用采礦巖體裂隙場分布及鉆孔瓦斯抽放管道安裝在井下的優勢，封閉井口，采出氣體[3]。

3 深部找礦

我國的地質勘探工作，一般的作業深度在地下500m以下300m以上的區間內，這種深度的勘探工作，會導致有些已經發掘地區500米以下的地下可能蘊藏的礦藏被忽視。我國工業生產離不開礦產資源的支持，但是我國的礦資源消耗量同礦產資源的儲存數目無法保持和諧一致。對更深部地區進行礦源開發，尤其是500m以下地層的礦產資源開發就顯得更加重要。我國地質資源勘探的深部找礦有助于緩解我國的化石能源短缺問題，為我國的經濟發展提供穩定發展條件[4]。

4 新能源勘探和發掘

我國地質勘探的新能源發掘主要是指，對淺層地熱能、干熱巖、天然氣水合物、深部地熱資源、煤層氣等的發掘。天然氣水合物主要存在于海底和陸地永凍層中，是我國戰略性礦產資源之一。煤層氣的勘察與開采工作目前尚處在起步期，技術難題尚未攻克，但是煤層氣因為其源源不斷地地熱能源以及開采成本低、能量利用效率高等特點，未來發展前景較好。我國地熱地質勘探工作，目前存在的問題有成本造價高且收益回報少，鉆探效率不高風險較大，開采期間會損失較多的地熱資源等。我國的地質探勘人員在研究地熱能源的開發使用期間，要明確我國的地熱資源分布情況，結合最新的鉆探工藝和勘探技術，分析最新的技術推廣工作，使得我國的新能源開發能夠有強有力地技術支持。天然氣水合物勘探和開采可以使用水平井鉆井技術，水平井鉆井技術能夠良好地適用于薄層、低孔低滲以及稠油的天然氣水合物礦藏。合理利用水平井鉆井技術，能夠擴大整個滲流面積，同時增加整體的天然氣水合物田產量。水平井鉆井技術能夠垂直鉆穿存在垂直型裂縫的天然氣水合物藏的多條裂縫，可以同時開發生產多條垂直裂縫中的天然氣水合物資源。含有氣頂和邊底水的天然氣水合物藏，在水平井鉆井技術的合理作用下，可以緩和氣與水的錐近狀態，提高整體的天然氣水合物產量[5]。

5 探礦工程在地質資源勘察中的作用與地位

以往，人們對于探礦工程的認知還停留在地質資源開發、礦藏搜尋等淺顯的層面。隨著科學技術的發展，人們對探礦工程技術的用途開發提出了全新的發展目標。將目光轉向地球科學探索開發上來，工作重點面向我國的生態環境平衡、國民經濟發展、開采地區的生態平衡、地質環境結構穩定等方面。我國的礦產資源豐富且分布較為廣泛，我國的礦產資源開發利用效率并不是很高，同發達國家存在一定的差距，但從礦產資源的勘探深度來看，地下400m左右的發掘深度，明顯同發達國家存在差距。在探礦工程的探查之中，需要重點解決巖芯鉆探技術。在進行巖芯取樣時，需要結合遙感探測技術、物化探測技術，才能得到準確的礦藏信息（如礦產儲備情況、距地表深度、礦產類型等）。

5.1 鉆探取樣的廣泛應用

鉆探取樣除了可以提供典型的樣本，幫助地質探礦人員完成對地下礦藏的性狀分析，還能應用于多個領域。以下以月球探索和建筑混凝土樁柱穩定性檢測為例進行簡單舉例說明。鉆探取樣不但能用于地球科學的研究還能適用于月球等地球之外星球的探索工作。美國登月時在月球表面的鉆取深度可以達到3m，這為我國的探月計劃提供了參考。我國需要進行合理的探月鉆探取樣設計，以此分析月球的地質構成、資源分布、地月關系等。典型的鉆探取樣研究，對于了解當地的地質情況具有科學性、代表性意義，對于當地的地下資源開發具有重要意義。

5.2 水資源開采和地震災害研究

在使用鉆井技術探索天然氣水化物資源時，就已經將探礦工程應用于地下水資源發掘之中了。水資源開采工作的影響，要以該地區的具體情況來判斷。針對洪澇災害嚴重的地區，要重點防止水資源泛濫造成的災害問題。除此之外，還可以借助探礦工程的作用完成地質災害分析。對玉樹地震的地質情況進行研究可以發現，地震斷裂兩側的地質災害發育分布狀況存在明顯的差異，兩邊的災害密度分布相同，且距斷層兩側500m范圍內是地質災害發生頻繁的地區。探礦工程在這兩個方面的應用，總體上還是出于對地球的科學研究和環境保護，拓展資源開發的范圍并不僅局限于礦產資源，也為探礦工程的經濟價值增長帶來了可能性。地震災害研究則是出于對震區的環境調查，分析其前后變化，結合現實情況做出的科學系統的總結[6]。

6 結語

探礦工程一直以來的現實應用范圍較為局限，且被限制在礦藏勘探這一項操作之上。結合探礦工程的現實情況和科技發展情況，其主要可以應用于三個方面，分別是礦源尋找、新礦探索、地球考察。除此之外，探索地下結構時，還能不局限于礦物質，試著尋找地下水資源、地熱資源等。希望隨著科技的進步發展，能夠探索出更多探礦工程在地質資源勘察中的作用[7]。

參考文獻

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[2] 肖超，魏臺桂，趙婷婷，等.露天煤礦地下采空區勘查方法與穩定性評價——以山西寧武縣寺耳溝煤礦為例[J].礦產勘查，2019，11（12）：2771-2776.

[3] 苑慶韋，李俊峰，王宏，等.關于對鉆探與物探相結合工程勘察實例的研究[A].中冶建筑研究總院有限公司.2020年工業建筑學術交流會論文集（下冊）[C].北京：工業建筑雜志社，2020：3.

[4] 毛求明.關于探礦工程在地質資源勘查中的發展趨勢研究[J].冶金管理，2020（21）：81-82.

[5] 馬映輝，賈宏福.綠色工程勘察鉆探實施方案探索及應用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2020，47（11）：29-36.

[6] 于磊.探礦工程中容易出現的問題及對策研究[J].世界有色金屬，2020（19）：109-110.

[7] 馬杰.討論探礦工程在地質資源勘察中的作用[J].地球，2016（11）：109.