地質(zhì)資源勘查中地質(zhì)工程的作用分析

劉冰健

（承德市地質(zhì)隊(duì)，河北 承德 067000）

眾所周知，地質(zhì)勘探通常是在建筑工地的地質(zhì)或環(huán)境中進(jìn)行的，與項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)的勘測(cè)與地質(zhì)勘探是分不開的。工程建設(shè)項(xiàng)目的勘探工程是必不可少的前提，同時(shí)也為工程建設(shè)提供了更科學(xué)、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1 探礦工程概述

1.1 探礦工程內(nèi)涵

勘探工程也可以稱為勘探技術(shù)。通常指主要與地質(zhì)勘探作業(yè)有關(guān)的工程技術(shù)。包括的內(nèi)容主要涵蓋了鉆探和基坑勘探的兩個(gè)關(guān)鍵方面。地質(zhì)勘探工作必須執(zhí)行的一系列相關(guān)任務(wù)，例如運(yùn)輸，維修業(yè)務(wù)，供電和配電等，屬于勘探工程領(lǐng)域和范圍。其中，鉆井工程可以進(jìn)一步分為兩類：地質(zhì)勘探鉆井和工程技術(shù)鉆井。前者主要是指利用鉆機(jī)，結(jié)合特定區(qū)域的地質(zhì)設(shè)計(jì)，充分利用鉆機(jī)在預(yù)定位置鉆探巖石，以獲得巖石、水樣、土壤樣等相關(guān)物理數(shù)據(jù)，然后再進(jìn)行鉆探。地下水測(cè)量或地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)特別廣泛地用于地質(zhì)勘探應(yīng)用中。

1.2 探礦工程的主要內(nèi)容

在實(shí)際地質(zhì)勘探作業(yè)中，會(huì)提取代表性的自然地質(zhì)數(shù)據(jù)并加以有效利用，以更有效地檢測(cè)隱伏礦體或特定地質(zhì)體的形狀、發(fā)生、深度、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)量。此項(xiàng)目中類似工程技能的主題也可以稱為勘探工程或勘探工程。具體操作和學(xué)習(xí)課程所涉及的內(nèi)容主要包括鉆井工程，基坑勘探工程和勘探機(jī)械。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，水壩或其他工程建筑物基礎(chǔ)的注漿和一體化處理、礦井建設(shè)中的凍結(jié)孔鉆井、地下隧道的通風(fēng)孔和電纜孔等工程鉆探的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。基本上，所有這些鉆探都是鉆探工程領(lǐng)域的一部分。坑探工程是指在勘探隧道中進(jìn)行氣掘進(jìn)，即通過在巖石內(nèi)部找到可有效進(jìn)入樣本、人員和設(shè)備的通道，并結(jié)合地質(zhì)設(shè)計(jì)，來直接有效地收集必要的物理樣品的能力。有效地觀察，分析和表述，以提供有關(guān)地質(zhì)和礦產(chǎn)資源真實(shí)情況的詳細(xì)具體和有效的參考。

1.3 探礦工程的主要任務(wù)

在現(xiàn)階段，我國很難用現(xiàn)有技術(shù)完成0.5公里以上最重要礦床的開發(fā)。由于勘探工程技術(shù)仍處于起步階段，埋沒超過0.5公里的礦產(chǎn)資源仍然不可用。經(jīng)濟(jì)的快速增長導(dǎo)致礦產(chǎn)資源消耗急劇增加，礦產(chǎn)資源需求急劇增加。因此，在地質(zhì)資源勘探方面，當(dāng)前的研究重點(diǎn)是改善勘探工程，勘探開發(fā)0.5公里以上的地質(zhì)資源，緩解供需矛盾，彌補(bǔ)礦產(chǎn)資源短缺[1]。另一方面，增加對(duì)新能源的探索和利用。其中，新能源開采中的煤層氣勘探技術(shù)相對(duì)困難，該勘探技術(shù)尚處于起步階段，技術(shù)開發(fā)存在許多困難。因此，利用現(xiàn)有技術(shù)難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的新能源煤層氣的開采和開發(fā)。但是，煤層氣在未來新能源中占有最重要的地位，煤層氣的利用價(jià)值最大。地質(zhì)專家還試圖建立有關(guān)煤層氣勘探與開發(fā)的研究項(xiàng)目，以找到關(guān)鍵的技術(shù)問題和解決方案。

天然氣水合物是我國礦產(chǎn)資源中最重要的礦物質(zhì)之一，也是技術(shù)開發(fā)和研究的重點(diǎn)。相對(duì)而言，地?zé)崮芨菀组_采，地?zé)崮苁侵匾木G色能源之一，可再生、可循環(huán)利用，分布廣泛，投資成本低，開采后可立即使用。但是，目前的地?zé)岬刭|(zhì)工作基礎(chǔ)工作差，鉆井效率低等缺陷，可以看出中國的地質(zhì)調(diào)查狀況不容樂觀。因此，地質(zhì)學(xué)家不斷進(jìn)行深入研究，掌握和理解全國地?zé)崮芊植嫉奶卣鳎^續(xù)研究勘探技術(shù)，同時(shí)研究和推廣新技術(shù)，為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。第二個(gè)是地球資源調(diào)查。為了研究構(gòu)造結(jié)構(gòu)，需要從地殼內(nèi)部獲取信息，探索地殼的流動(dòng)系統(tǒng)，地?zé)嵘顚咏Y(jié)構(gòu)和地震發(fā)生等一系列科學(xué)問題，以及從科學(xué)的角度來看影響自然環(huán)境變化的因素[2]。

2 探礦工程在地質(zhì)資源勘查研究中的現(xiàn)狀

在新經(jīng)濟(jì)的正常狀態(tài)下，我們必須充分了解勘探工程在地質(zhì)資源勘查研究中的作用，為今后的勘探工程提供技術(shù)支持。首先，當(dāng)前狀態(tài)分析中地質(zhì)調(diào)查的主要研究目標(biāo)是勘探工程。但是，人們習(xí)慣性地將勘探工程分為隸屬于地質(zhì)資源勘探的部門。這種意識(shí)形態(tài)嚴(yán)重制約了地質(zhì)資源的勘探與開發(fā)，不利于地質(zhì)資源勘探與開發(fā)的正常發(fā)展，對(duì)工程工作的勘探產(chǎn)生了重大影響。因此，職能部門應(yīng)消除對(duì)勘探工程工作的不利影響，以改善勘探工程的狀況，并建立一支更專業(yè)的勘探工程團(tuán)隊(duì)。第二，勘探專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重短缺。當(dāng)前，我國工程勘察專業(yè)技術(shù)人員的年齡已經(jīng)過大，并且正在朝著老化的方向逐步發(fā)展，這些技術(shù)人員是工程勘察工作的骨干力量。如果這些人退休并且沒有新人加入，那么人才的缺乏將導(dǎo)致工程各個(gè)職位的專業(yè)技術(shù)人員短缺。因此，業(yè)界應(yīng)重視對(duì)新接班人的培訓(xùn)，并加大對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)。

3 地質(zhì)資源勘查中地質(zhì)工程的作用

3.1 促進(jìn)鉆探事業(yè)發(fā)展

我國是一個(gè)幅員遼闊，資源豐富的國家，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國的地質(zhì)資源開發(fā)仍然相對(duì)滯后，特別是在巖心鉆探過程中，難以一次找到調(diào)查地點(diǎn)。這將給后續(xù)的鉆井作業(yè)帶來不必要的工作，并阻礙鉆井行業(yè)的發(fā)展。但是，可以充分利用相關(guān)的巖土技術(shù)來避免鉆井作業(yè)中的這些問題，并且利用巖土技術(shù)可以更方便，更準(zhǔn)確地獲取地質(zhì)資源樣本，并方便后續(xù)的鉆井作業(yè)。當(dāng)然，利用巖土技術(shù)和知識(shí)可以加深對(duì)地質(zhì)環(huán)境和構(gòu)造的了解，從而促進(jìn)我國鉆井工業(yè)的發(fā)展。

3.2 防治地質(zhì)災(zāi)害

最近幾年，地球處于板塊運(yùn)動(dòng)的活躍階段，造成了各種地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響了人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)，并極大的限制了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，國家加大了對(duì)巖土工程的投入，發(fā)布了有關(guān)指示的相關(guān)政策，并制定了一系列的保護(hù)制度。目的是為地下研究開發(fā)創(chuàng)造一個(gè)良好的勘探環(huán)境，并有效地防止滑坡、泥石流和其他地質(zhì)災(zāi)害。作為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ唬瑤r土工程尤其是在資源和能源短缺方面發(fā)揮著重要作用，增加巖土工程的研究強(qiáng)度，注重理論研究和實(shí)踐探索對(duì)加強(qiáng)我國的綜合國力也很重要。

3.3 開發(fā)新能源

“新能源”是當(dāng)今的熱議話題。巖土工程的發(fā)展對(duì)地質(zhì)資源的勘探具有一定的促進(jìn)作用，對(duì)天然氣，礦產(chǎn)等資源的勘探非常有利。使用巖土工程可以更準(zhǔn)確的獲取有關(guān)這些資源的信息。簡(jiǎn)而言之，如果使用巖土技術(shù)來調(diào)查新資源，則可以快速而準(zhǔn)確地獲取直接數(shù)據(jù)，這也為后續(xù)的采礦作業(yè)提供了數(shù)據(jù)支持。當(dāng)然，巖土工程并不意味著它可以在陸地上出現(xiàn)，它可以促進(jìn)海洋資源的開發(fā)。我們都知道海洋資源非常豐富。巖土工程是海洋資源的研究和開發(fā)以及歷史數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。在當(dāng)今的國際環(huán)境中，眾多國家都密切關(guān)注海洋資源的勘探和開發(fā)，都高度重視科學(xué)發(fā)展。因此，資源的開發(fā)和利用直接關(guān)系到人類的發(fā)展和命運(yùn)，因此，如果想要更深入地了解地球上的各個(gè)領(lǐng)域，就必須利用巖土工程來實(shí)現(xiàn)人類的發(fā)展。

3.4 有助于鉆探取樣等技術(shù)難題的解決

要充分利用鉆井采樣技術(shù)，必須依靠勘探工程。在人們現(xiàn)有的意識(shí)中，認(rèn)為勘探工程的作用是地質(zhì)勘探。近年來，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們的意識(shí)開始發(fā)生變化，勘探工程逐漸應(yīng)用于地球科學(xué)的發(fā)展和月球探測(cè)項(xiàng)目的研究。在這一階段，研究人員必須對(duì)月球與地球之間的關(guān)系，月球資源和地質(zhì)條件進(jìn)行有效的分析，而此類科學(xué)研究活動(dòng)必須具有物理樣本以進(jìn)行有效的分析。成功登月后獲得了月球表面樣本，但由于月球上的許多因素的制約，該樣本僅在0.7m至3m之間[3]。通過以上分析足以證明，勘探工程不僅是地質(zhì)資源采樣技術(shù)的基礎(chǔ)，還是解決登月技術(shù)難題的基本保證。

3.5 推進(jìn)了大陸科學(xué)鉆探的發(fā)展

鉆井技術(shù)是大陸工程中非常重要的技術(shù)，在我國勘探工程行業(yè)的發(fā)展中已有十余年的歷史，將鉆井技術(shù)應(yīng)用于采樣活動(dòng)可以獲得各種樣品的有效參數(shù)。這些數(shù)據(jù)值是地球科學(xué)研究的重要參數(shù)值。在獲得有效參數(shù)后，對(duì)地球深層物質(zhì)的力學(xué)、成礦機(jī)理、結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了研究和分析。大陸科學(xué)鉆探工程已應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如湖泊和冰川、氣象項(xiàng)目、礦床以及石油和天然氣資源。它也已廣泛用于地殼中的地質(zhì)災(zāi)害和熱結(jié)構(gòu)。特別是汶川地震后，大陸工程公司的鉆井技術(shù)為地震監(jiān)測(cè)和地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量提供了及時(shí)準(zhǔn)確的地震信息。因此，勘探工程技術(shù)在深度勘探、環(huán)境治理和地質(zhì)分析中起著不可替代的重要作用。

4 地質(zhì)資源勘探中地質(zhì)工程的發(fā)展策略

4.1 有效利用地質(zhì)環(huán)境

地質(zhì)工程學(xué)的發(fā)展不應(yīng)離開對(duì)地質(zhì)環(huán)境的研究，同時(shí)充分利用地質(zhì)環(huán)境也是安全開展地質(zhì)工程的前提。全面分析和掌握巖土環(huán)境是快速推進(jìn)巖土工程進(jìn)展的第一步，這不僅是探索有利于巖土工程的方面，而且是了解威脅巖土工程的因素。由于只有對(duì)地質(zhì)環(huán)境有一個(gè)全面的了解，才能真正對(duì)巖土工程進(jìn)行全面的分析，因此在巖土工程的開發(fā)中也起著促進(jìn)地質(zhì)環(huán)境發(fā)展的作用。二是重視保護(hù)自然環(huán)境，樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，在巖土工程的發(fā)展中，盡管地質(zhì)環(huán)境是保護(hù)的重點(diǎn)，但巖土工程的發(fā)展是在不容忍人為破壞的前提下進(jìn)行的，這也是一種環(huán)境保護(hù)，巖土工程和環(huán)境保護(hù)的發(fā)展是我們長遠(yuǎn)發(fā)展中必不可少的一步。

4.2 加強(qiáng)探礦工程技術(shù)支持

勘探技術(shù)應(yīng)注重未來開發(fā)的準(zhǔn)確性、智能性和便利性，并積極適應(yīng)地質(zhì)資源勘探的需要。專注于滿足調(diào)查需求，實(shí)現(xiàn)多元化的方法。需要對(duì)相關(guān)數(shù)字系統(tǒng)技術(shù)，例如地理位置測(cè)量和定向鉆探進(jìn)行深入的探索和研究。在地質(zhì)資源勘探領(lǐng)域，可以使用變頻電動(dòng)機(jī)和其他相關(guān)的智能設(shè)備。探索和重視定向技術(shù)裝置的研究與開發(fā)是為了更有效地保證地質(zhì)資源勘查工作的順利實(shí)施和發(fā)展。

4.3 大力開展超深鉆井技術(shù)的研發(fā)

在某些地質(zhì)工程實(shí)驗(yàn)中，許多地理環(huán)境相對(duì)惡劣且易受外部環(huán)境的影響。在地質(zhì)勘探中，有時(shí)會(huì)遇到在200米以上的深孔中鉆孔的問題。為了解決這些問題，地質(zhì)勘探技術(shù)必須繼續(xù)應(yīng)用新技術(shù)以減少鉆井的影響。例如，地質(zhì)條件太深，一般的鉆探技術(shù)會(huì)造成不可避免的破壞，鉆探變得更加困難，導(dǎo)致鉆頭和巖心的消耗數(shù)量大，以至于很難控制鉆孔的斜率。在地質(zhì)勘探過程中，根據(jù)有關(guān)項(xiàng)目的實(shí)際情況以及有關(guān)的地質(zhì)條件和特點(diǎn)，可以利用超深鉆技術(shù)積極組織鉆探技術(shù)研究。針對(duì)各種地質(zhì)條件開發(fā)各種技術(shù)，對(duì)當(dāng)前的超深鉆技術(shù)進(jìn)行深入的研究和開發(fā)，并專注于研究和勘探。根據(jù)相關(guān)的地質(zhì)環(huán)境，已經(jīng)開發(fā)出新的技術(shù)領(lǐng)域以達(dá)到一定的地質(zhì)勘探水平。在隨后的研究和開發(fā)中，應(yīng)將超深孔鉆探技術(shù)集中在單作用雙管鉆具和管鉆的結(jié)合上，優(yōu)化支撐鉆探工藝，并確保地質(zhì)資源和地質(zhì)分析的勘探開發(fā)。

4.4 引入新的科學(xué)知識(shí)

地質(zhì)工程的發(fā)展和新科學(xué)知識(shí)的融合是必然的發(fā)展趨勢(shì)之一。為了繼續(xù)推進(jìn)地質(zhì)工程，必須與現(xiàn)代技術(shù)保持一致，使用新的科學(xué)知識(shí)，例如計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)和材料科學(xué)。通過對(duì)地質(zhì)工程的全面了解，可以有效地解決實(shí)際問題。在談?wù)撨b感技術(shù)時(shí)，首先想到的是它在航空航天中的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，可以將遙感技術(shù)和衛(wèi)星結(jié)合起來，以準(zhǔn)確獲取地球表面的地形和距離數(shù)據(jù)。當(dāng)然，遙感技術(shù)也可以應(yīng)用于地質(zhì)工程開發(fā)。由于地質(zhì)工程也需要測(cè)量和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)信息，因此遙感技術(shù)對(duì)于地質(zhì)工程開發(fā)也是必不可少的。

4.5 完善探礦的安全管理工作

建筑安全是重中之重，在地質(zhì)工程中發(fā)揮監(jiān)管作用并進(jìn)行堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)施工非常重要。通過定期的安全教育和培訓(xùn)以及有效的安全系統(tǒng)來確保施工人員的安全。施工人員必須遵循安全規(guī)章進(jìn)行工作，并在工作之前和之中接受技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)。同時(shí)，必須不間斷進(jìn)行培訓(xùn)和評(píng)估，以便從業(yè)人員能夠充分掌握其專業(yè)技能。

5 結(jié)語

在新經(jīng)濟(jì)的正常態(tài)下，我國勘探技術(shù)的地位日益提高，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中充分體現(xiàn)了勘探技術(shù)的價(jià)值。勘探技術(shù)在礦產(chǎn)資源開發(fā)中的應(yīng)用，不僅可以促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的增長，而且可以最大限度地保護(hù)了我國的地質(zhì)資源。為了促進(jìn)地質(zhì)勘探，對(duì)勘探技術(shù)的要求不應(yīng)過低。因此，對(duì)于地質(zhì)勘探項(xiàng)目的發(fā)展，國家十分重視技術(shù)，為地質(zhì)勘探技術(shù)和裝備的發(fā)展帶來了新的發(fā)展和希望。