探礦工程在地質資源勘查中的作用分析

王 強

（山東省地質礦產勘查開發局第五地質大隊（山東省第五地質礦產勘查院），山東 泰安 271000）

礦產資源是社會發展進程中不可或缺的重要資源，尤其是隨著經濟發展水平的不斷提升，地質資源勘查工作的重要性越發突顯。而探礦工程是地質資源勘查常用的重要技術，在實際工作開展中會遇到地質、環境問題等各種阻礙因素而影響探礦工程功能的發揮。為提高探礦工程防范與控制能力、充分發掘探礦工程潛在價值、提升地質資源勘查的科學性、滿足地質資源勘查多樣化需求，很有必要對探礦工程在地質資源勘查中的作用展開研究，文章就此展開論述。

1 探礦工程概述

探礦工程又被稱為資源勘探技術，包括坑探工程、鉆探工程、輔助地質勘探工作開展的交通運輸工程、動力供給工程、設備修配工程等，是地質勘探所需所有工程技術的總稱，其中坑探工程和鉆探工程是探礦工程的主要方向[1]。坑探工程分為坑探工藝技術與坑探技術設備兩個方面，主要應用于地表、相對比較淺的地下礦物資源勘查，通過坑探技術設備在地質巖層內部挖掘出供技術人員進入的坑道，進而更加直觀、準確地掌握地質結構，發現這些區域的地質資源狀態與儲量情況，并采集礦產樣品，為后續礦產工業開采開發提供第一手依據。鉆探工程主要用于地層深層地質資源的勘查，它依托專用的鉆探機械設備，按照一定的地質勘探距離、角度等數據指標開展鉆探作業，通過鉆孔來獲取所需探測的材料標本，如巖石巖心、巖屑等，隨后再通過專業的測試儀器對采集的材料樣本進行物質成分化驗、物性測定等技術分析，以得出鉆探區域地下資源相關數據、性質等。目前而言，鉆探工程在破碎地質巖石方面形式比較單一，主要采用的是機械設備鉆孔法，其他類型的巖石破碎方法尚未形成規模性應用。

2 探礦工程研究的主要任務

2.1 深度找礦

社會經濟飛速發展，礦產資源損耗迅猛增長，各行各業對礦產資源的需求量急劇上升。然而，由于我國探礦工程起步較晚，現有的技術能力只能完成對地表500m以內大部分重要礦藏的開發，導致礦產資源出現緊缺、供需不足的矛盾。新時期地質資源勘查應將工作重點放在改進探礦工程方面，向500m以下地質資源勘查工作與礦藏開發努力，要實現深度找礦，以掌握深層潛在稀缺礦藏儲備。

2.2 勘查與開采新能源

新能源勘查與開采是新時期地質資源勘查的工作重心之一，只有充分挖掘與應用新能源才能更好地滿足經濟社會發展和人們日常生活所需。目前而言，地質資源勘查的新能源主要包括天然氣水合物、煤層氣、地熱能等，其中天然氣水合物是我國極為重要的礦產資源之一，是探礦工程開發與研究的重點。地熱能是廣泛分布且可以再生循環利用的綠色能源，而且開采出來就可以直接使用，投資成本較低。但目前而言，我國在地熱能方面的鉆探效率并不樂觀，亟需結合不同地區地質條件與能源分布情況來優化地質資源勘查技術和設備。而煤層氣是位于地下500m以上，未來利用價值最大的新能源，但由于對煤層氣勘查研究起步較晚，探礦工程技術難度系數又較高，發展過程中經常遇到各種疑難問題，很難在短期內實現對煤層氣這一新能源的規模性開采。因此，也很有必要專門針對煤層氣勘探開發進行立項研究。

2.3 地球科學探測

科學技術的進步會帶動其他行業的發展，探礦工程技術進步為地球科學探測的開展提供了支持。依托探礦工程掌握的具體地質情況，應用陸地勘測及相關探測技術可以推導出精準的地質構造、陸地底殼區域分布等信息，掌握地球流動系統運行情況，為地震、火山噴發及相關自然災害發生機理與規律的研究提供依據[2]。與此同時，隨著地質資源勘查的深入，還能進一步深入地全面了解地殼信息，獲取更加明確的地質變動狀況與數據信息，促進勘測工作的高效開展。

3 探礦工程在地質資源勘查研究中的作用

3.1 為地質找礦工作開展提供支持

地質資源勘查、分析與研究需要一定的資源、數據信息為依據，探礦工程在地質資源勘查中的應用可以為找礦工作的開展提供地質構造等相關參考信息，進而為地質資源勘查研究的順利開展提供支持。一方面，通過探礦工程來開展地質找礦工作，可以有針對性地選用紅外探測、遠程傳感器等探礦工程技術與設備來勘查分析豐富的地質資源，為科學開發與高效利用地質資源提供技術與設備保障[3]。另一方面，在地質資源勘查過程中，可以結合礦產資源所在地層的地質特征，靈活應用坑探、鉆探等探礦工程技術，來提升地質資源位置獲取、礦藏取樣等地質找礦關鍵環節的科學性與靈動性，為后續勘查與探測分析的高效開展奠定基礎，從而實現更加客觀、豐富的地質資源勘查研究成果，以促進礦產資源的開發。

3.2 解決了鉆探取樣等技術難題

巖石樣品是地質資源勘查的重要判斷依據，而鉆探取樣技術的應用效果與探礦工程密切相關，只有依托探礦工程才能充分發揮技術優勢。在地質資源勘查中，工作人員需要采集目標勘查區域的巖石樣品，通過對巖石樣品中的礦含量及特點的分析與判斷，來推導所勘探地區地下資源的分布情況、資源含量及開采優劣勢等，并結合分析結果來合理分配地質資源勘查人員，以保障后續工作的高效開展。探礦工程在地質資源勘查中的應用在一定程度上解決了鉆探取樣等技術難題，使鉆探取樣技術可以實現登極下海、上天入地，尤其是探月工程。開展探月工程不僅是對外太空的探索，更在于對月球能源、地質情況及地球和月球的關系等的分析，而這一切得以實現的關鍵在于通過鉆探取樣技術對月球表面巖石等樣本的收集。因此，探礦工程在地質資源勘查中的應用在一定程度上有助于推進月球鉆探取樣技術的進步及登月計劃的實現。

3.3 實現地質災害的有效整治

在地質資源勘查過程中應用探礦工程除了可以為地質資源勘查提供技術與設備的支持，還能通過對地質資源取樣與分析來掌握更多關于地震、火山爆發等相關地質災害的地質特征和發生規律[4]。地質災害預防與整治相關部門可以結合探礦工程提供的相關數據與分析結果，通過深入研究得出各類地質災害出現的征兆，進而及時采取地質災害預警與預防措施來有效控制地質災害影響的范圍與產生的后果，更好地保障人民群眾的生命財產安全。隨著探礦工程的不斷應用與發展，地質災害預防與整治相關部門會積累更多的地質災害整治實踐經驗，進而提升地震、泥石流、火山爆發、山體滑坡等地質災害的應對的科學性和實效性。

4 探礦工程在地質資源勘查中的應用現狀

4.1 地質信息掌握不全面

從探礦工程開展實踐來看，有些地質資源勘查部門并沒有特別重視實地勘查工作，在設計鉆探工程距離、角度等技術指標時忽略與相關技術人員的交流與溝通。由于沒有全面了解和掌握所勘查區域的地質信息，導致鉆探技術設計及在實際應用中經常出現各種問題，無法發揮探礦工程及相關技術的應用優勢，從而制約了地質資源勘查及資源開采的效率與質量。

4.2 勘測體系不完善

我國礦藏資源豐富，礦產企業數量多，規模大小不一，其中有很多礦產企業都沒有完善的勘測體系，無法為探礦工程在地質資源勘查中的有效應用提供硬件支持。這在很大程度上影響了地質資源勘查效率，加劇了礦產資源的開采工作難度，同時也無法為相關工作人員的安全提供有力保障。

4.3 環保安全意識薄弱

探礦工程技術設備是探礦工程應用與開展的基礎，然而在實際應用中，有的礦產企業或因安全意識、環保意識的缺失，沒有配置精密的儀器設備，不僅影響了地質資源勘查、分析與研究成果的科學性，還在作業過程中預埋了很多安全隱患，對自然資源和生態環境造成了破壞，影響了礦產資源開采的可持續發展。此外，礦產資源的開發和應用中一些精密儀器設備的缺失也會影響對地質資源勘探與開采的質量與效率的把控。

5 提升地質資源勘查中探礦工程安全性的舉措

5.1 充分掌握地質環境

一般情況下，地質資源勘查會面臨比較復雜的作業環境，只有充分掌握地質環境，并結合實際情況來優化勘查設計才能更好地保障地質資源勘查的安全性及勘查結果的準確性。因此在開展探礦工程時，相關工作人員應盡可能進行實地勘測，來全面掌握勘查區域的地質信息，并對礦產資源分布情況進行判斷和預估，為后續地質資源開采方案的設計與施工作業的推進提供保障。

5.2 完善勘測體系

地質資源勘查部門應加強對勘測體系的建設工作，要能結合實際情況靈活選擇合適的探礦工程技術與資源開采方式。地質資源勘查工作人員要嚴格按照規范要求開展勘探作業，結合不同的作業需求劃定工作要點，并結合實際情況選擇相對應的探礦工程技術。比如對于一些開采環境復雜、礦石比較集中的地區，應采取鉆探的方式；對于一些礦石分散、但種類又多的勘查區域，應結合資源分布情況，采取多種探礦工程技術[5]。此外，不同的地形也會影響地質資源勘查的結果，因此還應考慮地形因素的影響。比如在一些地形分割比較明顯的地區應采用水平坑道的方式進行勘測；對于一些地形比較平緩的地區則采用垂直坑道的方式，以提升地質資源勘查效率與安全性。

5.3 強化安全意識與防護舉措

保障工作人員安全是地質資源勘查工作開展的基本要求，地質資源勘查部門應從優化設備配置、加強專業技能與理論知識及安全意識培訓、完善管理制度等方面入手采取相應舉措，來規避生產安全事故的發生，保障作業人員的人身和財產安全。首先，應結合地質資源勘查實際需求，精細化作業設備配置，為探礦工程技術應用提供硬件支持，防止因儀器設備不夠精密、搭配不合理，而影響礦產資源勘查與開采的質量，以及對生態環境造成破壞。其次，應加強與地質資源勘查相關的技術、理論及安全意識培訓，不斷提升作業人員的專業能力與素養。再次，還應加強對地質資源勘查的管理力度，完善相關管理與績效考核制度，以強化地質資源勘查工作人員的責任意識，并定期對作業設備進行檢查與保養。此外，如果條件允許，還應建立醫護團隊，以提升對生產安全突發事件的應對能力，更好地保障作業人員生命健康和財產安全。

6 探礦工程在地質資源勘查中的發展趨勢

6.1 創新和發展鉆探技術

隨著計算機網絡技術與數字技術等新興技術的發展與廣泛應用，探礦工程也迎來了新的發展機遇，可以從提升信息化水平入手來發展與創新鉆探技術，以提升探礦工程能力，拓寬其在地質資源勘查中的應用范圍[6]。同時，隨著探礦工程的應用與不斷改進，作用與優勢得到不斷強化，這在一定程度上效彌補了傳統工程的不足，為鉆探技術的穩定發展及高效應用于多樣化的找礦工作奠定了條件。比如，可以將數字技術融入鉆探技術地質分析中，以全面提升探礦工程的技術含量，進而保障地質資源勘查工作的順利開展。再比如在對一些條件復雜、地層堅硬的區域進行地質勘查時，可以將三重結合技術與鉆探技術相結合，來優化地質分析工作，以強化探礦工程在地質資源勘查與礦產資源開采中的應用優勢。

6.2 研發應用新技術、新工藝

研發應用新技術、新工藝是探礦工程適應新時期地質資源勘查特點的必然要求，在進行探礦工程技術研發時要順應時代特點，找準研究方向，尤其是要注重在新能源勘探方面的拓展與應用研發。一方面是當前淺層可供勘查與開發的資源越來越少，地質資源勘查面臨的作業深度會持續加大，在探礦工程工藝、技術、設備研發與應用時，應積極從大數據、云計算等先進的技術入手，在數字化系統開發與礦產定位技術等方面下功夫，來提升探礦工程技術的現代化與智能化，以創新驅動探礦工程技術發展[7]。比如，通過將數字化技術融入探礦工程中來研發數字定位測量系統，依托智能化手段來減少作業深度對探礦工程帶來的不利影響。另一方面，隨著資源埋藏深度的加深，地質資源勘查作業的地質環境會更加復雜，作業難度系數會越來越大，可以研發變頻技術驅動電機、碎巖工具、定向巖芯設備，并研究這些設備之間的相互作用機制，以提升探礦工程對地質環境的適應力，滿足不同巖層資源勘查與開采需求。總之，未來探礦工程將日趨個性化與多元化，應結合探礦工程發展趨勢對技術研發、工藝、設備等方面進行定向調整與優化。

6.3 探礦工程技術管理體系化、一體化建設

隨著社會的發展，對能源的需求會越來越大，地質資源勘查所涉及的領域會越來越廣泛，會面臨更加嚴峻的風險與挑戰，比如在沙漠等特色區域進行水源鉆探，預防土質資源勘查造成次生災害等[8]。也就是說，探礦工程除了要加強技術性研發，還應充分發揮服務型支撐作用，通過眾多先進技術的綜合應用，來支撐地質資源勘查的有序開展與長遠發展。此外，為提升探礦工程在地質資源勘查中的作用價值，應從探礦工程技術管理體系化、一體化建設出發，來強化探礦工程技術管理，以保障技術研發具有足夠的資金、物力與人力支持。比如，可以建立技術交流共享平臺，為工作人員提供更新專業知識與技能平臺，在交流與探索中提升工作認知與能力。可以加強與專業研究部門、高等院校等合作，通過多學科的跨界聯合拓寬探礦工程技術、設備研發的廣度，以攻克影響地質資源勘查與開采的難關，強化探礦工程功能價值。同時還可通過構建產學研一體化體制，為探礦工程在地質資源勘查中的應用培養高素質人才，促進探礦工程發揮更大作用。

6.4 探礦工程數據化監測

地質資源勘查環境越復雜，對巖石復雜結構的數據化研究就越重要。因此，應用先進信息化技術來加強對探礦工程過程的數據化監測，也將是提升地質資源勘查與開采質量和效率的重要途徑。通過探礦數據化監測，采用圖像、數據等形式，可以直觀地了解地質勘查進程，及時發現探礦工程作業中出現的問題，并快速精準地采取應對策略。在整個探礦工程中，工作人員通過創建操作系統來獲取完整的數據檢測信息，依托大數據分析技術來嚴格分析與處理所得數據，可以大大提升對地質環境、地質資源分布情況、資源總量判斷與評估的科學性與客觀性，進而為后續相關準備工作與作業的開展提供依據。

7 結語

總而言之，探礦工程在優化地質找礦、新能源勘查與開發、地質災害治理等方面發揮著不容忽視的重要作用。地質資源勘查部門應認真審視探礦工程應用過程中存在的問題，并結合地質資源勘查的時代特征與發展趨勢，從探礦工程技術創新、新工藝研發、一體化管理體系構建等多元化途徑進行改革與創新。