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摘 要 本文通过简要阐述探矿工程的内涵与作用,在结合探矿工程现状的基础上,提出了几点当今探矿工程存在的问题及建议,并对其未来的发展方向及形势做了论述。
关键词 探矿工程 问题 发展形势
中图分类号:U712.2文献标识码:A
探矿工程是地球科学研究的重要技术方法,它是可直接在地下岩层获取实物样本的唯一方式,被称为探入地球的望远镜。探矿工程作为一门工程学科,为我国国民经济的发展建立功勋,作出了巨大贡献。
一、探矿工程的内涵与作用
(一)探矿工程的内涵。
地质勘探工作中,为探明隐伏矿体或某些特定地质体的形态、产状、深度、规模、结构和储量,取出有代表性的实物地质资料的工程技术。研究这一工程技术的学科称探矿工程学或探矿工程。其内容包括钻探工程、坑探工程和探矿机械。
(二)探矿工程的作用。
1.探矿工程是攻克技术难题的必要条件。上天、入地、登极、下海中的钻探取样技术难题都必须通过探矿工程的手段来解决。
2.地质灾害治理工程、缺水地区找水钻井工程、地下工程等诸多领域都离不开探矿工程。
3.我国在地质找矿方面潜力巨大,探矿工程担负矿藏开发重任。虽然我国矿藏丰富,但探明开发程度仅有三分之
一。但深部找矿勘查技术尚处于起步阶段,仍需面对问题,不断迎接挑战。
二、探矿工程的现状
(一)探矿工程的地位。
受传统观念的影响,人们往往认为探矿工程是地质工作的工具手段,致使这一找矿的重要方法处于从属地位,得不到应有的重视。要改变这种状况,建议将 “探矿工程 ”更名为 “探矿勘察工程”,在中国地质学会中组建专业领域的分部门,建立专业化公司和专门的科研机构。
(二)探矿工程专业技术人才继任问题。
当今,各地的探矿工程主要技术负责人大多年龄偏大,虽然业内经验十分丰富,但大多已近退休年龄,而新一代的专业技术人才尚未物色,出现青黄不接的局面。由此,探矿工程不能再只依靠为数不多的专家,应大力栽培有潜能的中青年人,传授经验与尖端科技,从人才继任培训上重视起来,循环发展。
(三)招标、承包形势下新技术的开发和推广成为难题。
必须采取一种刺激基层单位采用新技术的积极性的办法,即在局或公司建立新技术开发、推广基金制,每年从探矿工程总投资额或定额费用中提成,作为探矿科研和新技术开发推广的专项基金。
三、探矿工程的未来发展形势
(一)我国若干重要矿产和油气资源面临着短缺的严峻形势。
新一轮国土资源大调查仍将对短缺矿产、能源矿产、矿物原料进行重点勘查,每年部署一定数量的勘探工程实物工作量 (含钻探与坑探 ) ,必须采用当代先进工艺方法,保证任务顺利完成。同时还提倡到国外进行勘查并利用海外资源,更要求有一流的探矿工程技术。
(二)技术经济全球化已成趋势。
全世界尤其是发达国家都致力于在重要科学技术领域占领优势。与世界先进水平相比,我国在钻探与掘进技术及应用方面都存在明显差距,无论从国内需要还是走向世界,都迫切需要研究采用更先进的技术与装备,更好服务于我国国民经济的发展。
(三)新能源与替代能源开发与探矿工程的衔接。
新能源天然气水合物是由水分子和碳氢分子组成的具有笼状结构的似冰雪状结晶化合物,因其中气体分子以甲烷为主,所以又被称为甲烷水合物或“可燃冰”。由于其有机碳含量相当于当前已知煤、石油和天然气等化石燃料总资源量的2倍,故已经被列为国家战略性矿产资源,所以相应的钻探技术研究必须尽早启动,否则无法衔接。
天然气水合物取样采用钻探取样,传统的保压取样器是通过关闭球阀的机械式保压方式抑制水合物分解。这对于整个取心器的强度,特别是对球阀的强度和密封性的要求就相当高。如果球阀的密封性稍有下降,那么岩心就不能保持初始压力,导致取心失败。而且当取样器的设计压力达到水合物岩心温度,采用主动式降温的方法降低水合物的临界分解压力,达到被动式降压来抑制水合物分解,以此来获得保真程度较高的岩心样品是一种行之有效的方法。
目前正在研究的天然气水合物孔底冷冻取样方法,与传统保压取样有着不同的设计思路。它的分析假设是如果在天然气水合物取心时能够在孔底降低水合物岩心温度,就会降低水合物的临界分解压力,保证在钻探取样和岩心提升的过程中水合物不会分解。 这样,就可以降低水合物保真取样器保压机构的设计难度,甚至可以不通过保压机构获得水合物保真岩心。理论证明,该方法比常规的保压取心方法更可行。
(四)科研与探矿工程的结合。
在科研方面,未来在探矿工程上会开拓高技术应用,例如优化钻进与掘进参数、建立多功能数据库、开展“CAD”机械设计、研究新式随钻测量(MWD)仪器,试行钻进水平孔、煤田气化钻孔体系等;努力开展超深孔钻探的科研工作,研制出新型深钻设备;开发研制新一代小型轻便和高效率设备。
(五)国家政策形势的大力支持下,探矿工程迎接机遇。
现今国家大力加强包括西部地区在内的水利、通讯、交通、城镇建设和环保等基础设施的投资力度,这正是发挥探矿工程延伸产业、扩大服务领域的大好机遇。若干技术迫切要求改造与更新,才能适应国民经济建设和市场发展的需要。
(作者单位:河南省经贸工程技术学校)
参考文献:
[1]刘广志.探矿工程可持续发展的若干思考.探矿工程 (岩土钻掘工程),2007,(5).
[2]李龙海.探矿工程在21世纪面临的形势与机遇.新疆有色金属,2007,
[3]李昌年.火成岩微量元素岩石学中国地质大学出版社,1992.
关键词 探矿工程 问题 发展形势
中图分类号:U712.2文献标识码:A
探矿工程是地球科学研究的重要技术方法,它是可直接在地下岩层获取实物样本的唯一方式,被称为探入地球的望远镜。探矿工程作为一门工程学科,为我国国民经济的发展建立功勋,作出了巨大贡献。
一、探矿工程的内涵与作用
(一)探矿工程的内涵。
地质勘探工作中,为探明隐伏矿体或某些特定地质体的形态、产状、深度、规模、结构和储量,取出有代表性的实物地质资料的工程技术。研究这一工程技术的学科称探矿工程学或探矿工程。其内容包括钻探工程、坑探工程和探矿机械。
(二)探矿工程的作用。
1.探矿工程是攻克技术难题的必要条件。上天、入地、登极、下海中的钻探取样技术难题都必须通过探矿工程的手段来解决。
2.地质灾害治理工程、缺水地区找水钻井工程、地下工程等诸多领域都离不开探矿工程。
3.我国在地质找矿方面潜力巨大,探矿工程担负矿藏开发重任。虽然我国矿藏丰富,但探明开发程度仅有三分之
一。但深部找矿勘查技术尚处于起步阶段,仍需面对问题,不断迎接挑战。
二、探矿工程的现状
(一)探矿工程的地位。
受传统观念的影响,人们往往认为探矿工程是地质工作的工具手段,致使这一找矿的重要方法处于从属地位,得不到应有的重视。要改变这种状况,建议将 “探矿工程 ”更名为 “探矿勘察工程”,在中国地质学会中组建专业领域的分部门,建立专业化公司和专门的科研机构。
(二)探矿工程专业技术人才继任问题。
当今,各地的探矿工程主要技术负责人大多年龄偏大,虽然业内经验十分丰富,但大多已近退休年龄,而新一代的专业技术人才尚未物色,出现青黄不接的局面。由此,探矿工程不能再只依靠为数不多的专家,应大力栽培有潜能的中青年人,传授经验与尖端科技,从人才继任培训上重视起来,循环发展。
(三)招标、承包形势下新技术的开发和推广成为难题。
必须采取一种刺激基层单位采用新技术的积极性的办法,即在局或公司建立新技术开发、推广基金制,每年从探矿工程总投资额或定额费用中提成,作为探矿科研和新技术开发推广的专项基金。
三、探矿工程的未来发展形势
(一)我国若干重要矿产和油气资源面临着短缺的严峻形势。
新一轮国土资源大调查仍将对短缺矿产、能源矿产、矿物原料进行重点勘查,每年部署一定数量的勘探工程实物工作量 (含钻探与坑探 ) ,必须采用当代先进工艺方法,保证任务顺利完成。同时还提倡到国外进行勘查并利用海外资源,更要求有一流的探矿工程技术。
(二)技术经济全球化已成趋势。
全世界尤其是发达国家都致力于在重要科学技术领域占领优势。与世界先进水平相比,我国在钻探与掘进技术及应用方面都存在明显差距,无论从国内需要还是走向世界,都迫切需要研究采用更先进的技术与装备,更好服务于我国国民经济的发展。
(三)新能源与替代能源开发与探矿工程的衔接。
新能源天然气水合物是由水分子和碳氢分子组成的具有笼状结构的似冰雪状结晶化合物,因其中气体分子以甲烷为主,所以又被称为甲烷水合物或“可燃冰”。由于其有机碳含量相当于当前已知煤、石油和天然气等化石燃料总资源量的2倍,故已经被列为国家战略性矿产资源,所以相应的钻探技术研究必须尽早启动,否则无法衔接。
天然气水合物取样采用钻探取样,传统的保压取样器是通过关闭球阀的机械式保压方式抑制水合物分解。这对于整个取心器的强度,特别是对球阀的强度和密封性的要求就相当高。如果球阀的密封性稍有下降,那么岩心就不能保持初始压力,导致取心失败。而且当取样器的设计压力达到水合物岩心温度,采用主动式降温的方法降低水合物的临界分解压力,达到被动式降压来抑制水合物分解,以此来获得保真程度较高的岩心样品是一种行之有效的方法。
目前正在研究的天然气水合物孔底冷冻取样方法,与传统保压取样有着不同的设计思路。它的分析假设是如果在天然气水合物取心时能够在孔底降低水合物岩心温度,就会降低水合物的临界分解压力,保证在钻探取样和岩心提升的过程中水合物不会分解。 这样,就可以降低水合物保真取样器保压机构的设计难度,甚至可以不通过保压机构获得水合物保真岩心。理论证明,该方法比常规的保压取心方法更可行。
(四)科研与探矿工程的结合。
在科研方面,未来在探矿工程上会开拓高技术应用,例如优化钻进与掘进参数、建立多功能数据库、开展“CAD”机械设计、研究新式随钻测量(MWD)仪器,试行钻进水平孔、煤田气化钻孔体系等;努力开展超深孔钻探的科研工作,研制出新型深钻设备;开发研制新一代小型轻便和高效率设备。
(五)国家政策形势的大力支持下,探矿工程迎接机遇。
现今国家大力加强包括西部地区在内的水利、通讯、交通、城镇建设和环保等基础设施的投资力度,这正是发挥探矿工程延伸产业、扩大服务领域的大好机遇。若干技术迫切要求改造与更新,才能适应国民经济建设和市场发展的需要。
(作者单位:河南省经贸工程技术学校)
参考文献:
[1]刘广志.探矿工程可持续发展的若干思考.探矿工程 (岩土钻掘工程),2007,(5).
[2]李龙海.探矿工程在21世纪面临的形势与机遇.新疆有色金属,2007,
[3]李昌年.火成岩微量元素岩石学中国地质大学出版社,1992.