周正茂

（南丰县自然资源局，江西 抚州 344500）

随着人口经济水平的持续增长，我国对矿产资源的需求量也在稳步增加。要满足矿产消费市场的需求，需要完善升级勘察工程中的勘探、钻探等相关技术。由于地质和地形的多样性，需要持续深入地强化地质勘探技术研究。但需要注意的是，现有的矿产勘察技术在实际应用中依旧存在问题。因此，相关行业需要了解新的勘探方法的发展趋势，紧跟时代潮流，并根据现存问题掌握勘探技术的发展方向，只有这样才能保证勘探工作的准确程度。

1 矿产资源勘察技术的概括

（1）矿产资源勘察的内容。资源勘探所采用的方法可以根据现有技术进行概括，主要利用地质勘探法、技术取样法、化学分析法等各种科学数据分析方法进行分析。根据分析结果对探矿资源分布、自然资源质量和自然资源数量进行开发。以西部某石油勘探项目为例，勘察者需要先选址，在现场取样，钻探技术在矿产勘探中用于取样，以获取和分析样品，样品分析提供带有数据的详细报告，而来自不同样本报告数据的集成能够提供有关地下岩石调查和数据的详细报告[1]。但是，以往矿产勘察项目采用的技术存在一定的局限性，需要及时更新，使矿产勘察工程的发展更进一步。

（2）矿产资源勘察的特点。大多数矿物都在地下深处发现，例如地下2000米深处的石油和天然气。矿产开采工作条件对工程师工作水平以及设备的性能都提出了很高的要求。例如，勘探的工作条件非常恶劣，在无人区的勘探设备必须穿越很多厚厚的岩石层才可以实现对矿物进行勘探，这种情况要求工人必须具备高水平的适应能力和心理能力以及高强度的装备，以满足各层的不同需求[2]。矿产勘察技术的特点可以概括为：高技术含量、多变的工作环境和高设备需求。

2 资源勘探工程的重要性

所谓资源勘察，就是利用地质学、理化勘察、工程、化学检测和分析等多种方法，确定一个地区矿产资源的分布以及矿产资源的质量和数量，从而实现矿产市场生产链第一个阶段的开发，为下一步的资源开发、加工等过程提供基础资源。目前的地质勘探项目旨在摆脱单一勘探矿产工作，向经济层面开发转型，提高经济发展水平，实现国家战略资源安全，充分保障环境效益。钻探工程是矿产勘探工作中的不可或缺的一部分，该工程是使用机械方法，以特定角度和方向进行钻孔，并借助回声测深仪下潜从钻孔中提取岩心、碎屑等资源，以定位下层岩石、矿物、地热能和其他资源。钻探技术在矿产勘察中广泛应用，但在矿石成分多样及相对复杂的地质结构区域下很少使用。

3 现代资源勘察探矿工程的发展定位

为解决资源勘探问题，主要通过工程地质学和一些化学方法，确定区域内自然资源的分布，明确自然资源的质量和数量并分析其是否处于开发和勘探阶段。勘探工作旨在为采矿系统创造更丰富的矿产资源，勘察探矿工程的主要内容按照相关技术要求，结合当地地质资料和社会措施编制而成。对于矿产资源勘探项目，要根据社会需要，转变传统勘探方式，实现对国民经济发展的推动作用，确保国家战略资源的适应性和技术在生态环境等诸多领域的有效应用。

4 资源勘察工程中的要点分析

（1）施工要点。相关工作人员需要在资源勘察工程中全面考虑，协同相应资源。勘察人必须坚持科学发展观和相关研究理论，需要对资源勘察工程有深刻的认识，提前做好准备和计划。同时，必须遵守自然规律，合理安排工作时间，兼顾项目工程的经济效益和社会效益。只有规划设计科学、合理、高效，各部门才能形成良好的有机体，才能充分体现员工的素质，确保资源勘探工作的顺利进行。原则上，责任人应制定全面的计划，分析考虑勘探地区的情况。在当今快节奏的社会中，相关工作人员必须保持对资源开发的高度适应性，以支持资源勘察工程的可持续发展。

（2）技术选择要点。资源勘探的主体工作必须顺应自然规律，因地制宜，整合技术。此外，所有员工都必须专注于实现经济价值的最大化，相关工作人员必须将先进的勘察技术与最优化的经济性和实用性相结合，以确保勘察任务的质量和效率。在科学技术持续革新的当下，资源勘察学科也在持续优化。资源勘察人员要不断学习知识和理论，提高自身实践能力，促进资源勘探工作整体专业水平的提升。

5 现代矿产资源勘察工程对新技术的运用

（1）金刚石绳索取心钻进技术。钻探技术在矿产勘探中发挥关键作用，钻探技术也是岩土勘探的重要取样方法。凭借其强大的功能和提供详细地质信息的能力，它被广泛应用于煤炭、石膏、石油和天然气、地热能的勘探。同时，可以为水利工程、城市规划系统和交通基础设施的施工团队提供详细的地质资料。资源勘察过程中的关键设备是钻探设备，钻探设备的性能将决定工程勘探时间和整体勘探项目的质量。

例如，为了提高勘探中的钻进效率，世界各地的钻机上的钻头都使用金刚石。由于金刚石的超高硬度，可以加工不同硬度的岩石层，从而提高钻进速度。钻机使用的主要磨料是金刚石，金刚石钻头的生产成本非常高，生产难度大。此外，要充分发挥金刚石取芯钻头的优势，还需要搭配使用现代钻井设备。然而，现有的矿物钻井设备存在严重的问题，钻探设备无法实现与基本磨料的有效契合，矿产勘探技术和装备已成为众多勘探集团的共同弱点。显然，当前的勘察工程队伍已经不能满足当前经济发展的要求和勘探行业的社会需要，上述问题也成为矿产资源领域技术研究发展的巨大障碍。在采矿业中，金刚石钻头的生产率和采收率与绳索取心钻进的质量密切相关。现在，得益于科技的持续革新，我国已成功开发出不同唇面形状和不同技术参数的金刚石取芯钻。根据金刚石的位置和大小，实现钻头工作效率的提高和使用寿命的延长。这些钻头可分为三部分：表面镶嵌技术中的天然金刚石钻头、浸入技术中的天然或人造金刚石芯、电镀技术中的金刚石芯、多晶工艺中的人造金刚石芯和复合工艺中的金刚石芯。这么多类型的金刚石取芯钻头可以满足不同地层绳索钻进的需要。科学技术的持续革新注定我国未来将重点发展薄壁强度高的钻杆，以及使用寿命更长、断点更少、钻孔效率更高的金刚石钻头。

（2）液动潜孔锤钻进技术。勘探液动潜孔锤钻进技术是将旋挖钻进与冲击钻进相结合，实现破岩联合作用的一种钻进技术。这两种钻孔方法可以结合使用，以充分利用各自的技术优势实现破岩。潜孔锤钻进旨在通过该过程提高钻进效率，利用泥浆泵提供的流体能量，将力直接传递给钻具中液动潜孔锤内的冲锤，使其往复负载运动，往复负载运动产生的力施加到钻头区域，从而使钻头进行旋转剪切运动，有效地粉碎岩石层。

（3）水平行对接井钻进技术。水平行对接井钻进技术的工作原理是将两个不同的井在地下水平深的位置钻孔连接起来，利用水的重力原理产生液体循环，降低排水压力，解析气体以进一步实现产气。例如，在天然气开采中，深层地下水可根据压力将天然气锁定在水层中，为了解决这种状况，可以通过水平行对接井钻进技术选择和使用不同井中略低于水面的层位，将其作为在目标钻孔方向上水平钻进的定向辅助。钻孔后，目标钻孔内的水可利用自身潜在重力沿钻孔流动，从而降低目标钻孔内水层的压力，进一步释放天然气，增加天然气产量。水平行对接井钻进技术的有效应用可以显著减少项目面积。要有效应用这种方法需要高质量的施工水平，因为水平钻进需要与岩盐地层精确接触，同时水平钻孔还需要在数百米或更长的距离保持水平行进。

（4）多工艺空气反循环钻进技术。空气连续反循环钻进技术的运行原理十分简单，比如动力头钻进装置工作时，压缩空气首先通过气室进入双壁钻杆，形成环形间隙，然后通过环形间隙到达气水混合器，最后通过进气水混合器和内管中的水进行混合，这样形成的气水混合物混合密度低于水，可有效降低内管中的水位，并最终降低内管中孔之间的水位。在内管中，管壁和钻杆位于水位以上。水位差产生的势能使水在孔壁与钻杆之间流动，穿透钻柱内管，从内管喷出碎屑。与传统岩心钻井技术相比，多工艺空气反循环钻进技术具有成本低、进度快、质量好、适应性强等诸多优点。新技术也并不完善，其主要缺点是岩层样本不是现代矿产勘探所需的柱状岩心。例如，在石油勘探中，取心钻进技术可以取出柱状岩心，以便对地下矿层进行精准解析，而空气反循环钻进技术引出的样品为无法准确测量的岩心碎屑。因此，空气反循环钻进技术在矿床开发中并未得到普及。

6 钻探工程新技术的发展趋势与研究方向

我国应在发展现代科学技术的基础上，采用适当的先进技术保障勘探事业的发展，并按照现行标准开展相关勘探研究：第一，是在快速钻探领域开展研究开发采样技术，保证其自动化、精密化、快速勘探等特性，开发钻探技术，实现对月球、极地、核爆区等复杂区域的有效勘探；第二，定向钻探和现场测量技术可实现轨迹描述实时数字化系统开发，高效变频电机驱动提供技术研发和核心定位设备，有效结合绳索取心钻探技术；第三，是钻探硬岩复杂技术研究。最重要的是研究和推动三种钻探方式的结合，确保液动潜孔锤、螺杆马达和岩心钻进技术的充分结合和应用，最终提高钻探水平；第四，强化超深钻技术领域的研究。超深钻技术需要有效利用钻探技术和钻探设备，提前预防和解决钻孔中可能出现的问题，有效开展深部工程勘察；第五，在新的钻探结构中，其主要作用是赋予钻孔一定的优势，即经济、实用和方便的优点，同时确保技术足够先进，可有效实现新型钻探结构的高效设计。

7 结论

综上所述，勘探工程是一个复杂而精密的大规模设计系统工程。使用新的钻探技术只是当前发展形势和长期趋势走向的一部分。目前，矿产勘探的钻探和取样技术正逐渐发展成为高度自动化、智能化的机器，相关设备的控制、检测以及采样的精度更高。相关企业要实施先进资源勘探项目与先进技术相结合的数字化工程体系，推进探矿工程的长远发展。