地質勘查及深部地質鉆探找礦技術

摘要：當前，經濟社會進入轉型升級關鍵階段，對礦產資源需求量大，由于露天及地表礦產開采殆盡，所以深部地質鉆探成為必然的趨勢，而我國地質鉆探找礦技術也取得了較快的發展。在本文中，筆者結合自身的工作實際，從地質勘查內容、深部找礦技術的基本形式和發展等方面對該命題進行了有益的分析和探索。

關鍵詞：地質勘查;深部找礦;鉆探找礦技術;發展

在礦產資源開采過程中，地質勘查工作發揮著重要的作用，由于地殼內部礦物資源豐富，不同區域內的礦產資源應采用何時的勘測方法，且一些礦產資源位于深部地殼中，所以對勘測技術的要求較高。在本文中，筆者首先分析了地質勘查的內容，然后分析了深部鉆探找礦技術的基本形式及發展，為深部找礦提供有益的參考和指導。

一、地質勘查的內容

（一）勘查危機礦山的接替資源

為了盡可能延長礦山的服務年限，保持礦山的可持續發展，對于一些地位比較重要的固體能源和原材料大中型礦山，需要進行危機礦山接替資源的勘查，大規模開展[1]。比如銅、鉛鋅等為接替資源勘查的重點對象，同時也需要注意勘查具有國際競爭優勢的礦種。對于那些對地區經濟發展有一定影響的款山，應通過勘查，綜合評估接替資源的潛力，而對于市場需求量大、地質條件優越的危機礦山，應將接替資源勘查工作放在突出的位置來抓，綜合研究礦區深部及外圍資源，合理預測礦山的服務年限，并確定最佳的目標。

（二）礦山生產的勘查

在勘查礦山生產的過程中，礦山企業應對礦山的服務年限，做一個統一的、合理的設計與規劃，做到合理開發礦山資源，科學利用礦山資源，盡可能延長礦山的服務年限。同時，加強對礦山現有礦區范圍內礦產的勘查工作，通過大規模的礦區勘查，不斷擴大資源的探明儲量。重視擴大找礦的范圍，對礦區的勘查工作進行摸底。

此外，勘查礦山生產過程中，應盡量利用先進的勘查技術，有效提高礦山生產勘查的效率和效益。國土資源部門應對礦山企業的采礦狀況進行檔案管理，并不斷完善礦山儲量信息管理系統，對礦山的水文地質、環境地質等進行調查研究，并檢測礦山的地質環境。

（三）共生礦、伴生礦及尾礦的勘查與綜合評價

為了提高礦山勘查的效率，在勘查中應注重先進技術的綜合使用，注重研發評價低品位、新類型礦產的開發技術，而緊缺礦產資源、共生礦、伴生礦及尾礦的開發應采用綜合開發利用的模式，制定統一的、完善的政策和標準，規范對礦產資源的利用，不斷提升礦產資源的利用率。

二.深部鉆探找礦技術形式

（一）金剛石繩索取芯技術

在采礦過程中利用金剛石來鉆探的深部鉆探找礦技術被稱之為金剛石繩索取芯技術，由于金剛石的強度大，可鉆進到理想的深度，在國際找礦領域得到了廣泛的應用[2]。其中，繩索取芯是使用特殊材料制成的繩索，將金剛石的鎖頭牢固固定，金剛石繩索取芯技術綜合了這兩種技術，鉆探找礦的效果理想。

但是目前，中國對該技術的應用范圍較小，主要是因為在技術和材料方面距離西方國家還有較大的差距，在鉆探過程中，繩索易斷裂，且金剛石位置控制的靈活性不足。

（二）反循環連續取芯鉆探技術

在深部鉆探找礦中，反循環連續取芯鉆探技術是指將壓縮空氣視為循環介質，利用雙臂鉆桿沖擊回旋連續巖屑及全面碎巖，通過這種方式來進行地質取樣或取芯，然后巖屑可被高速氣流連續、通過雙臂鉆桿中心帶至地表，并根據順序收集起來，作為地質化驗的樣品。這種技術就稱之為反循環連續取芯鉆探技術。深部鉆探找礦的實踐證明，利用反循環連續取芯鉆探技術，可到達確定礦體的埋藏深度，并獲得品味等物、礦體厚度和埋藏深度等基本參數，同時與傳統的取柱巖巖心技術相比，其鉆探的速度提高5～10倍，大大降低了鉆探找礦的成本，提高了鉆探找礦的效益[3]。

自上世紀80年代開始，中國便開始研究和推廣反循環連續取芯鉆探技術，可由于地質上大都是巖屑代替傳統柱狀巖心，而且需配合使用雙臂鉆桿，技術應用收到了極大的限制。當前西方國家已經在技術研究上走在了世界前列，但是中國仍未開展此方面的研究，技術應用短時間內難以實現。

（三）高精度受控定向鉆探技術

定向受控鉆探技術屬于一種特殊的鉆探技術，是指根據鉆孔軌跡，鉆頭沿著預定的方向進行鉆探的一種技術。這種鉆探技術可是實現一主孔內鉆進多個分支孔的羽狀鉆孔。與普通鉆孔相比較而言，該技術可達到勘查深部鉆孔及坑道內，尤其是在陡斜礦體的勘查中，利用高精度受控定向鉆探技術，可大幅降低工作量及鉆探費用。

但是由于地質巖心直徑小，在當前的地質鉆探中，該技術的應用受到一定的限制。但是對于施工單位來說，在深部鉆探過程中，受控定向鉆探技術為必備技術之一，也是降低孔內事故的理想方法。在鉆探中，控制孔斜是關鍵，根據地質情況設計和采取有效的防傾斜措施，可降低孔斜及孔斜變化率。

三、未來深部鉆探找礦技術的發展展望

（一）巖心鉆探設備

在巖心鉆探設備的發展上，應加快對第三代新型鉆機的研發研制，并引進石油鉆井中先進的技術理念，應用于設備研發中，設計和研發出適合于巖心鉆探的深孔鉆機。這種鉆機應該是以液壓為動力的，利用地質巖心頂部來驅動鉆機，并優化與之配套的設備，比如泥漿泵等設備。

圖1"便捷式巖心取樣鉆機

加快提升扛到鉆探設備的鉆探能力，有效提升其功能。在一些危機礦山接替資源的勘查中，對于一些成礦模型的底層，現有數百米開采區或者地下坑道內，均應該利用坑道鉆探設備來實施深部巖心鉆探作業，通過鉆探可揭露深部底層，在提升鉆探效率的同時，降低鉆探作業的費用。

另外，還需要加快對巖心鉆探設備的推廣應用。大力推廣和普及巖心鉆探設備是首先鉆探產業化的需要，也是降低生產成本和設備價格的要求。這些均需要推動鉆探設備的普及應用。而這一推廣和普及的過程，也就是設備產業化的過程。

• 巖心鉆探工藝方法與器具

回顧鉆探技術的發展歷程可看出，經過多年的發展，出現了金剛石鉆進技術、沖擊回轉鉆進技術、定向鉆進技術等一系列先進的技術形式，而這些技術的研發均需要一系列科技信息提供支撐。所以，這就要求加快對信息情報的收集工作，并開展行業間的信息交流，并積極推動學科間交叉合作。創新是熟練后的添加的一些小花樣，所以國內企業應善于模仿西方國家的先進技術，在模仿中實現超越。

加快完善新型基礎鉆具研制及新工藝技術。金剛石繩索取芯技術、反循環連續取芯鉆進技術等為深部地質鉆探找礦服務，需要高強度深孔繩索取芯鉆桿、新型高壽命金剛石鉆頭、新型深孔雙壁鉆桿等基礎鉆具提供保證，所以這就需要加大對新型基礎鉆具的研制，并加快完善新工藝技術，加快立項申報進度，盡可能快的進入實際研發階段，推動技術的成熟及推廣應用。

同時還需要加大對巖心鉆探器具及工藝方法系統優化的研究，通過研究不斷提升工藝方法和鉆探器具的適應性，通過現有的技術整合出新，向功能一體化的鉆具方向發展，加快對現有技術和器具的整合步伐。

逐步建立和完善先進鉆探工藝和設備的推廣機制，可探索工藝方法、鉆探設備等鉆探樣板推廣工程。同時，注重加強對從業人員的培訓，提高鉆探人員的素質，促進設備和儀器的自動化、精密化。如果從業人員沒有技術和職業素養保障，則不利于新技術和新設備的推廣，也無法保證深部找礦的鉆探工作開展。

在深部找礦工作中，應把握找礦技術要點，在找礦工作中可利用X熒光技術，對元素成分進行分析。射線熒光分析技術在地質勘查中的作用無可替代，找礦的效果十分理想，其可指示地下隱伏構造與礦體的賦存位置，并明確礦體的邊界劃分，并確定礦體的厚度。而隨著礦體勘查的不斷深入，大量淺部及地表礦已被開采殆盡，而剩余的礦產資源儲量越來越少，所以這就需要進行深部勘查。在深部勘查中，甚低頻電磁法以其靈活、方便和快捷的優點得到了良好的應用，成為深部找礦中的常用方法。

在過去的深部找礦種，采用的是從地表到深部的找礦方式，實踐證明，這種方法的效果不理想，應該進行革新，采用綜合的、聯合的解釋，準確認識深部地質結構和成礦規律，并從巖石物理性差異角度出發，利用先進的技術，比如地球物理儀器獲取準確的數據。同時校正數據和圖標，輸出高精度的資料圖譜。

結語

隨著經濟社會的快速發展，地表及淺部礦產資源已經開采殆盡，需要進行深部礦產資源的勘查與開采，以為經濟社會發展提供礦產資源保障。在本文中，筆者首先分析了深部找礦工作的三點內容，然后分析了目前深部找礦中幾種常用的找礦技術形式，最后探討了未來深部找礦技術的發展。

參考文獻：

[1]張柳才.論地質勘查與深部地質鉆探找礦技術[J].科技與生活，2010，15：146，139.

[2]程耀榮.淺談地質勘查和深部地質鉆探找礦技術[J].河南建材，2013，22：182-183.

[3]梁志英.淺析地質勘查與深部地質鉆探找礦技術工作[J].黑龍江科技信息，2014，36：122-123.