陈益群

摘 要：矿产资源是经济发展的重要物质基础，由于多年以来对浅层资源的过度开采，导致地表的矿床数量越来越少，矿产的勘查和开采也逐渐转向深部矿产。因为深部矿区的地质条件比较复杂，所以，为深部矿产的勘查工作带来了诸多的不利因素。钻探技术作为取得真实样品的最佳手段，成为了深部矿产勘查的主要技术方法之一。

关键词：深部矿产；矿产勘查；钻探技术；矿产资源

中图分类号：P634 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.115

现阶段，我国浅层可供开采的矿产资源基本可以满足经济发展对物资的需求，但是，由于无节制的开发和矿产资源的浪费，使得浅层的矿产资源无法进行二次开采。为了适应国民经济的快速发展，对深层矿产的勘查工作已经成为了一项重要的研究议题。

1 我国深部矿产勘查现状

1.1 理论研究现状

矿产勘查的目的是为了获取客观的地质信息，并查明矿产资源的储量。我国关于深部矿产勘查的研究已经形成了包括地质学基础、经济学基础和技术基础在内的主要理论成果。随着科学技术的发展，在世界上，关于成矿和矿床原因的理论研究已经取得了突破性的进展，主要包括地质力学理论、深部流体理论、成矿系统理论等难度较大的理论研究成果。但是，我国对这些理论的研究力度还不够，因此，在深部矿产勘查工作中，很容易出现难找或找错的情况，这严重影响着我国深部矿产勘查水平的提高。

1.2 矿产信息采集现状

矿产信息取决于矿产资源特殊的成矿地质条件，矿床之间既存在地质条件的差异，又存在其他物质性差异，而且物质之间还会形成磁性、电性等相互作用。我国已经初步掌握了矿产信息的采集方法，在矿产勘查中，地质工作者可以利用化学探测、物理探测、遥感探测等技术手段提取有关成矿的地理信息，并验证矿体存在的形态分布。随着勘查深度的增加，我国现行的一些技术手段已经无法适应提取深入地下的地质信息工作的需要。

1.3 人才储备现状

先进的成矿理论要通过地质人才的实践加以实现，否则，再新的理论也只是纸上谈兵。由此可见，人才培养对推动技术进步有非常重要的作用。由于地质工作者的工作环境很艰苦，使得我国在深部矿产勘查方面的创新型人才并不多，人才储备不足制约了深部矿产勘查工作的顺利开展。

2 深层矿产勘查方法

2.1 深部钻探技术

钻探技术是我国深部矿产勘查工作中使用范围最广的一种勘查方法，但是，由于地质条件复杂，在实际的矿产勘查过程中，会遇到许多实际的困难。

2.1.1 复杂地层较多

深部矿产的地质结构比较复杂，钻头的下探深度越大，穿越的石层就越多。当钻头遇到松散、坚硬等不同层位的地质结构时，无法采取有针对性的解决措施，而且各措施之间也经常会发生矛盾，导致顾此失彼的情况出现。

2.1.2 钻孔的偏斜距较大

在浅层钻孔的钻取过程中，钻孔的偏斜距比较小，钻孔的角度积累一般也不会发生太大的变化，完全可以满足地质勘查的需要。但是，随着钻探深度的增加，钻孔的偏斜距也会随之增大，这样一来，就很难确定钻孔的落脚点，为深部矿产勘查工作带来了不利的影响。

2.1.3 钻探技术施工成本较高

深孔钻探技术的要求比较高，而且工作量大，因此，为了防止孔内事故的发生，要严格选取钻探设备、材料、工具等。由于在钻探过程中会遇到较多情况复杂的地层，对设备的磨损也比较大，所以，需要经常更换施工设备。这样就大大增加了施工成本。

2.2 地震反射技术

地震反射技术是近几年来在地质勘查领域新兴的一种勘查技术，它是未来深部矿产勘查技术发展的方向。由于理论研究不成熟，运用地震反射技术进行地质勘查经常会遇到以下问题。

2.2.1 数据采集干扰因素较多

结晶岩地区往往植被覆盖多，地面起伏比较大，而且地表障碍物多，对野外施工和信号收发造成了很大的干扰。因此，在实际勘查工作中，为了提高信号的分辨率，往往需要提高信号的发送频率，但是，增加勘查深度与提高信噪比之间又存在一定的矛盾，导致两者之间无法权衡统一。

2.2.2 地下介质的干扰

地下介质分布不均匀，会使地震信号发生反射或散射，降低信噪比。由于地下岩层结构复杂，所以，只能通过三维立体观测才能更加直观、形象地描述其形态变化，但是，这会增加地质勘查的成本。

2.2.3 遥感技术

现阶段，我国矿产资源勘查工作的重点是寻找深矿和隐藏的盲矿。勘查难度的增大，推动了遥感技术在地质勘查工作中的应用和推广。遥感技术的优势主要是能够连续、宏观、真实地反映深层地质的变化。

运用遥感技术勘查深部矿产，主要有4个步骤：①根据遥感影像圈的色调基础，查找一些特殊的影像目标，并将形态异常的影像体作为勘查的主要对象。②根据地质环境建立勘查煤矿的模型，为下一步的实际勘查工作奠定基础。③运用各种技术、方法和多元素的信息分析方法，找到成矿规律和开展深部矿产开采的最佳方案。④利用遥感影像资料和预测的规律延伸成矿区的大致范围；利用遥感技术可以准确预测出矿床的大致范围，特别是在查找深部矿床时具有十分突出的技术优势。随着高分辨率技术等相关技术的创新发展，新型的遥感技术设备正在紧张的研发过程中。

3 钻探技术的进步

经过几十年的实践和经验积累，我国的钻探技术已经取得了突破性的进步。钻探技术的进步主要体现在钻头、钻具和工艺的改良、创新上。这样做，不仅提高了钻进的工作效率，降低了施工成本，还提高了聚晶金刚石PDC钻头在硬度较大的岩层中的钻进效率，延长了钻头的使用寿命，最高可达200 m一支，而机械强度较高的钻杆在双壁钻杆中的应用也提高了机械钻速，减少了钻头的环状面积。我国已经研发出了多种钻探方法，可以有效减少各种辅助工作的时间，而用于煤矿勘探的绳索取心技术可以将纯钻进时间的利用率提高至65%. 减少进尺量可达到不同的勘探目的，分支钻进可以减少无意义的孔段钻进，它比单孔钻进法节省了1/2的进尺量，降低了成本。与之不同的是，定向钻进只需要钻出1个孔就可以确定岩层的形态，比常规的钻进方法减少了2/3的工作量，大大提高了施工效率。除此之外，我国还研发出了适合不同岩石地质条件和施工环境的高效钻探技术，被广泛运用于水文工程和石油勘探等其他钻探领域。

总之，我国的地质钻探技术已经取得了质的飞跃，配套的钻探设备和技术水平都已能完成了更高的经济指标，各方面的技术研究成果也取得了突破性的进展，有些已跻身于世界先进行列，形成了一套独具中国特色的钻探技术体系。

4 结束语

为了满足矿产资源的开发利用需求，开展深部矿产的勘查工作不仅能顺应时代的发展，还是我国当前地质勘查工作研究的重点。现阶段，我国的深部矿产勘查技术已经取得了突破性的进步，但是，在实际勘查过程中还面临着诸多技术难题。鉴于此，我们要排除万难，结合最新的钻探技术，提高深部矿产的勘查水平，为我国的深部矿产资源开采贡献一份力量。

参考文献

[1]张林霞，李艺，周红军.我国地质找矿钻探技术装备现状及发展趋势分析[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2012（02）：1-8.

[2]董树文，李廷栋，陈宣华，等.我国深部探测技术与实验研究进展综述[J].地球物理学报，2012（12）：3884-3901.

[3]高兴华.钻探技术在深部矿产勘查的应用分析[J].科技创业家，2013（13）：144.

[4]朱恒银，蔡正水，王强，等.深部钻探技术方法的研究与应用[J].地质装备，2013（06）：26-31.

〔编辑：白洁〕