探矿工程在地质资源勘察中的作用研究

李欣 艾薛龙 陈瑶

摘 要：地质资源勘探的主要操作方式是，利用探矿工程完成对复杂地层环境的勘探工作。地质资源探查工作主要涉及到新能源检测、地质矿藏寻找等。经年累月地对地下矿藏的探索使得对资源的发现更加困难，为此现代社会对探矿工程技术提出了更多的要求。文章结合探矿工程的现实应用情况，结合地质资源勘探的需要，分析探矿工程未来发展的方向，希望能够为探矿工程发展带来一些参考。

关键词：探矿工程;地质资源勘察;实践分析

中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2020）11-043-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.021

地质资源勘探期间，需要重点掌握的数值有矿藏的规模大小、距离水平地面的地下深度、整体化学性状、矿体结构等数值。为了获得代表性的分析样本，取得实地的典型实物资料，需要借助探矿工程技术的帮助。探矿工程涉及的内容有探矿机械、钻探工程、坑探工程等。从研究内容可以发现，探矿工程的学科性质具有高风险、高难度、重实践等特点。探矿工程需要完成三个方面的工作任务，分别是地层深处寻找矿源、探索新的可用于生产生活的矿产资源、完成地球科学考察。在工业生产智能化发展的今天，增加新能源的开发利用完成能源革命，需要探矿工程技术的扶持。

1 当代探矿工程的现实情况

1.1 探矿工程存在的意义

一般认为，探矿工程只是附属于地质勘探工作的一个分支，这种认识使得探矿工程的发展始终得不到应有的重视。这样无意识的忽略导致探矿工程的升级受到了制约。当代地质资源勘探需要成熟的探矿工程技术支持，这就需要从发展的眼光认识探矿工程存在的意义。国家相关部门要给予相应的优惠政策、资金扶持，以使探矿工程能完成矿源寻找、新矿探索、地球考察等工作任务，促进探矿工程面向专业化发展。

1.2 人才衔接问题

从事探矿工程专业的核心技术人员整体平均年龄较大，且有一部分已经接近退休年龄。虽然经验丰富的老技术骨干人员具备充足的实践经验以及理论知识，但是身体素质远远比不上年轻人。且新一代专业技术人才的培养还没有彻底完成，技术传承也处于过渡阶段。对此，相关高校的专业学科需要加强同探矿工程企业的合作，积极聘请优秀的技术人员进行讲座授课。企业同高校建立良好的合作关系，提供合适的实习上岗机会，给予缺乏实践经验的未来探矿工程专业人才学习的机会，促进整个行业人才的薪火相继[1-2]。

2 地质资源勘察研究的主要任务

如今，世界各国共同面临全球性的自然环境恶化问题，传统不可再生的化石能源不但会在使用之后造成环境污染，还因难以再生而发掘困难。地质资源勘探的主要任务是发掘常见的化石能源新矿源、探索新型清洁能源、探索地球尚未发现的地质环境。从战略发展的角度来判断，能够获得充足的能源储备，对于保持一个国家的国内国外发展环境稳定具有重要意义。国家在地質资源勘探工程投入了大量的资金支持，提供了大量的工作岗位，能够缓解就业压力，促进经济发展。

党和国家对于地质资源勘探提出了“两个更加”的工作方针政策，分别是“更加主动地为经济和社会发展服务，更加紧密地与经济和社会发展相结合”。地质勘探为了积极配合响应国家的专门政策，对自身工作的实行提出了新的发展意义。地质工作不仅仅是推动矿体的勘察与探测和能源的开发与利用，其工作的展开对保护环境、治理灾害以及探测地球科学等方面也做出了巨大贡献。找矿工作结构的转变，深部矿、陪伏矿的探究成为当今找矿工作的重点课题，因此地球地质环境的改变以及气候环境的改变，都是相关专业技术人员在进行地质找矿工作时应当考虑的因素。以煤矿勘探为例，需要注意地下水、瓦斯、矿井坍塌等问题。主要原因是丰富的地下水会从细孔缓慢渗透于矿井内部，造成矿井内部积水。矿井内部长期留存积水会对矿井的使用质量造成全方位的不良影响，即对矿井施工维护、结构稳固、管理等造成影响。我国每年因为煤炭开采而被破坏的地下水高达22亿m3，实现矿井的智能化管理必须借助优秀的地形分析技术合理设计，实现绿色开采。矿井中蕴含的大量瓦斯虽然会引发爆炸，但是瓦斯本身作为清洁能源，若能被合理收集，也能为矿井带来更多的收益。因此可以利用采矿岩体裂隙场分布及钻孔瓦斯抽放管道安装在井下的优势，封闭井口，采出气体[3]。

3 深部找矿

我国的地质勘探工作，一般的作业深度在地下500m以下300m以上的区间内，这种深度的勘探工作，会导致有些已经发掘地区500米以下的地下可能蕴藏的矿藏被忽视。我国工业生产离不开矿产资源的支持，但是我国的矿资源消耗量同矿产资源的储存数目无法保持和谐一致。对更深部地区进行矿源开发，尤其是500m以下地层的矿产资源开发就显得更加重要。我国地质资源勘探的深部找矿有助于缓解我国的化石能源短缺问题，为我国的经济发展提供稳定发展条件[4]。

4 新能源勘探和发掘

我国地质勘探的新能源发掘主要是指，对浅层地热能、干热岩、天然气水合物、深部地热资源、煤层气等的发掘。天然气水合物主要存在于海底和陆地永冻层中，是我国战略性矿产资源之一。煤层气的勘察与开采工作目前尚处在起步期，技术难题尚未攻克，但是煤层气因为其源源不断地地热能源以及开采成本低、能量利用效率高等特点，未来发展前景较好。我国地热地质勘探工作，目前存在的问题有成本造价高且收益回报少，钻探效率不高风险较大，开采期间会损失较多的地热资源等。我国的地质探勘人员在研究地热能源的开发使用期间，要明确我国的地热资源分布情况，结合最新的钻探工艺和勘探技术，分析最新的技术推广工作，使得我国的新能源开发能够有强有力地技术支持。天然气水合物勘探和开采可以使用水平井钻井技术，水平井钻井技术能够良好地适用于薄层、低孔低渗以及稠油的天然气水合物矿藏。合理利用水平井钻井技术，能够扩大整个渗流面积，同时增加整体的天然气水合物田产量。水平井钻井技术能够垂直钻穿存在垂直型裂缝的天然气水合物藏的多条裂缝，可以同时开发生产多条垂直裂缝中的天然气水合物资源。含有气顶和边底水的天然气水合物藏，在水平井钻井技术的合理作用下，可以缓和气与水的锥近状态，提高整体的天然气水合物产量[5]。

5 探矿工程在地质资源勘察中的作用与地位

以往，人们对于探矿工程的认知还停留在地质资源开发、矿藏搜寻等浅显的层面。随着科学技术的发展，人们对探矿工程技术的用途开发提出了全新的发展目标。将目光转向地球科学探索开发上来，工作重点面向我国的生态环境平衡、国民经济发展、开采地区的生态平衡、地质环境结构稳定等方面。我国的矿产资源丰富且分布较为广泛，我国的矿产资源开发利用效率并不是很高，同发达国家存在一定的差距，但从矿产资源的勘探深度来看，地下400m左右的发掘深度，明显同发达国家存在差距。在探矿工程的探查之中，需要重点解决岩芯钻探技术。在进行岩芯取样时，需要结合遥感探测技术、物化探测技术，才能得到准确的矿藏信息（如矿产储备情况、距地表深度、矿产类型等）。

5.1 钻探取样的广泛应用

钻探取样除了可以提供典型的样本，帮助地质探矿人员完成对地下矿藏的性状分析，还能应用于多个领域。以下以月球探索和建筑混凝土桩柱稳定性检测为例进行简单举例说明。钻探取样不但能用于地球科学的研究还能适用于月球等地球之外星球的探索工作。美国登月时在月球表面的钻取深度可以达到3m，这为我国的探月计划提供了参考。我国需要进行合理的探月钻探取样设计，以此分析月球的地质构成、资源分布、地月关系等。典型的钻探取样研究，对于了解当地的地质情况具有科学性、代表性意义，对于当地的地下资源开发具有重要意义。

5.2 水资源开采和地震灾害研究

在使用钻井技术探索天然气水化物资源时，就已经将探矿工程应用于地下水资源发掘之中了。水资源开采工作的影响，要以该地区的具体情况来判断。针对洪涝灾害严重的地区，要重点防止水资源泛滥造成的灾害问题。除此之外，还可以借助探矿工程的作用完成地质灾害分析。对玉树地震的地质情况进行研究可以发现，地震断裂两侧的地质灾害发育分布状况存在明显的差异，两边的灾害密度分布相同，且距断层两侧500m范围内是地质灾害发生频繁的地区。探矿工程在这两个方面的应用，总体上还是出于对地球的科学研究和环境保护，拓展资源开发的范围并不仅局限于矿产资源，也为探矿工程的经济价值增长带来了可能性。地震灾害研究则是出于对震区的环境调查，分析其前后变化，结合现实情况做出的科学系统的总结[6]。

6 结语

探矿工程一直以来的现实应用范围较为局限，且被限制在矿藏勘探这一项操作之上。结合探矿工程的现实情况和科技发展情况，其主要可以应用于三个方面，分别是矿源寻找、新矿探索、地球考察。除此之外，探索地下结构时，还能不局限于矿物质，试着寻找地下水资源、地热资源等。希望随着科技的进步发展，能够探索出更多探矿工程在地质资源勘察中的作用[7]。

参考文献

[1] 张仁彪.地质矿产资源勘察中存在的问题及对策[J].西部探矿工程，2020，33（01）：151-153.

[2] 肖超，魏台桂，赵婷婷，等.露天煤矿地下采空区勘查方法与稳定性评价——以山西宁武县寺耳沟煤矿为例[J].矿产勘查，2019，11（12）：2771-2776.

[3] 苑庆韦，李俊峰，王宏，等.关于对钻探与物探相结合工程勘察实例的研究[A].中冶建筑研究总院有限公司.2020年工业建筑学术交流会论文集（下册）[C].北京：工业建筑雜志社，2020：3.

[4] 毛求明.关于探矿工程在地质资源勘查中的发展趋势研究[J].冶金管理，2020（21）：81-82.

[5] 马映辉，贾宏福.绿色工程勘察钻探实施方案探索及应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2020，47（11）：29-36.

[6] 于磊.探矿工程中容易出现的问题及对策研究[J].世界有色金属，2020（19）：109-110.

[7] 马杰.讨论探矿工程在地质资源勘察中的作用[J].地球，2016（11）：109.