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摘要:随着我国经济的快速发展,煤矿工业也取得很大的进步,并为国民经济增长,煤矿事业的整体实力做出巨大的贡献。煤矿发展的规模越来越大,探矿工程开展的越来越深入,很多新的探矿技术被应用,如找矿、采矿等。这些新技术有效提高开采和挖掘的效率,降低行业生产的成本,为煤矿行业的发展提供新的发展空间。本文对探矿工程中新技术应用效果进行分析,从中更好地为探矿工程新技术做了解。
关键词:矿山地质;探矿工程;新技术;应用
一、地质探矿工程的现状
矿产资源是我国经济发展的重要基础,随着经济的快速发展,我国对矿产资源的需求量逐年递增,矿产资源的开发和利用离不开地质探矿工程,地质探矿的开发利用与环境密切相关,为了促进经济的发展,人们对矿山的开采十分频繁,这对地质环境造成巨大的损害。如果处理不当,会造成资源枯竭、引发地质灾害,对环境造成更大的污染,对人与自然的和谐发展十分不利。地质探矿工程主要分为坑探和钻探,应采用专业的仪器设备化验、测评矿山物质成分,以获得最准确的地质资料。现在突出的问题时地质探矿的安全问题,很多矿山经营管理者没有树立长远的经营理念,只考虑眼前的利益,忽略相应的安全措施。
当前,我国正面临着严重的矿产资源危机局面,国家对此十分重视。在新形势的困扰下,探矿工程已不能满足国家地质工作的要求,成为严重制约着地质调查和资源评价工作正常开展的主要因素之一。为保证地质大调查和资源勘查钻探工程顺利完成,提高资源评价钻探生产水平,有必要探索探矿工程新技术、新方法推广应用的新机制,逐步建立适用于当前地质调查和资源勘查工作新形势下的探矿工程技术推广模式。这为我们探讨和推行新形势下探矿工程技术的推广模式提供了政策上的支持和依据。
二、探矿工程安全及技术发展
实际上,探矿工程本身是一项高风险、高难度的工程项目,不仅涉及到地下隐蔽工程操作,也涉及到诸多工作环节,很容易在实际的探矿工程操作中诱发安全隐患,尤其是随着新时期地表或者浅层矿山资源已经几乎开采殆尽,剩下的矿山资源主要属于隐蔽性资源,实际的开采难度比较大,此时如果依旧继续采用传统的探矿工程技术,那么势必会对引发探矿开采安全问题。另外,随着我国工业化进程的快速推进,探矿工程除了朝着机械化方向发展之外,同样需要侧重自动化方向发展,以便可以借助自动化技术的有效应用来全面提升探矿工程工作的质量和效率,防范工程中可能出现的一系列质量隐患和安全隐患,全面确保工程施工的质量和安全,避免因探矿工程技术方面因素的不合理应用而引发施工安全问题。因此,从整体上来看,为了有效地确保探矿工程的顺利开展,必须要结合实际情况来加快引入探矿工程新技术,避免因陈旧、落后的探矿工程技术而对探矿工程质量和效率产生不利影响。
但是随着市场经济的快速发展,原油的探矿队伍管理机构受到限制,使得探矿队伍缺乏专业的管理队伍,降低了制造生产单位推广新技术的兴趣和生产经营成本,使得大多数单位本身不再愿意去冒险引进新型探矿技术,以至于使得相关方面的人才出现严重流失,进而影响了新技术的推广和应用,更对其实际的应用产生了不利影响。因此,为了促使探矿工程新技术得到广泛推广和应用,就必须要彻底解决上述一系列问题,确保可以充分发挥各种探矿工程新技术的积极作用来提升探矿工程工作效率和质量。
三、推广探矿工程新技术
1.能源勘探
(1)地热能作为一种可再生的新能源,除了少數可直接利用的地表温泉外,多数需要大量的钻探工作量进行勘探开发。以某省为例,其地热资源热储面积占全省国土面积的25.2%,已探明的经济型地热资源总量折合1.15 ×1010 t标准煤。已钻凿的地热井数有73 口,井深在1000-3000m之间。地热资源主要用于生活、温泉洗浴、房产开发、酒店及休闲娱乐等方面,截止2013年,全省地热资源开采量为67364.63万m3 /a。
(2)干热岩热能的勘探开发是钻探技术重要服务领域,干热岩储存热能的开发利用主要用于发电,其基本原理是通过深井将高压水注入地下2000-6000m的岩石,使其渗透进入岩层缝隙并吸收地热能量;再通过另一个深井(相距200-600m左右)将岩石裂隙中的高温水、气提取到地面;取出的水、气温度可达150-200℃,通过热交换及地面循环装置用于发电;冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
(3)地源热泵技术开发利用的是浅层地热能,温度低于25 ℃,深度一般在200m以内。目前,我国每年使用地源热泵系统的项目已超过2000个,建筑面积近8000万m2。浅层地热能的调查评价,需要钻凿大量的勘探孔,基于地温地热能开发利用的地源热泵技术,需要钻凿竖井或对接联通井。核能作为一种高效清洁能源,自20世纪初发现以来,已成为一种可以大规模和集中利用的能源,可以代替能源矿产(煤炭、石油和天然气等),目前主要用于发电。铀矿的勘探开发自从核能被发现并掌握了其利用方法后,就引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视。我国也不例外,曾经成立专门的核工业部负责此项工作。核工业部撤消后,现在的核工业地质局仍保留了一支相当规模的铀矿勘探队伍。为适应新的形势,国家增大了这方面的投入,加大了铀矿勘探的力度;在其它矿种钻探工作量处于低迷情况下,2003年以来,铀矿的钻探工作量每年达十几万米。
2.受控定向钻探技术(简称定向钻探)
我国自20 世纪80 年代开始,开展了固体矿产定向钻探技术的研究。原地矿部把“定向钻探技术研究”列为“六五”重点科技攻关项目,重点开展了“定向孔连续造斜器及配套工具与施工工艺研究”和“螺杆钻随钻测量定向钻探配套器具及施工工艺研究”。前者在研制成功LZ-73 造斜器的基础上,又先后研制了LZ-54、LZ-89造斜器及SQ-73随钻取芯造斜器等;后者成功研制了与WL钻杆配套使用的DG-38型定向仪、与普通Φ50mm钻杆配套使用的DX-38型定向仪和YS-l型、25-1型、GSX-40型随钻定向监测仪以及其它配套机具与钻进工艺,研究工作均获得成功,相继获得原地矿部科技成果一等奖。该成果已在国内多个固体矿床勘查中推广使用。此后,随地质勘探工作量的锐减,该项技术在地质勘探领域处于停滞状态。
3.气动锤RC 钻探技术
该项技术主要有两种类型。一种是由带RC 取芯(样)钻头的贯通式气动锤+双臂钻杆来实现,即贯通式RC 钻探技术;另一种是由普通气动锤+交叉通道接头+双臂钻杆实现,即RC 或CSR 钻探技术。我国自20 世纪90年代开始对该技术进行研究。相继研发了GQ 系列贯通式潜孔锤和相应的RC 取芯(样)钻头等,特别对RC 取芯(样)钻头的RC 机理和引射器原理及内部流场等方面做了大量研究工作,并取得了多项研究成果。后者主要由勘探技术研究所等单位进行研究,相继开发了专用设备、不同规格的双壁钻杆以及辅助器具等,并在个别矿区进行应用。只有当矿区地层特别复杂无法成孔取芯时才进行试验应用。如新疆白干湖钨锡矿、河南柒川县三道庄钥矿、河南篙县金矿等复杂地层地质勘探中均采用了贯通式气动锤RC 钻探技术。
结语
矿业在我国经济发展中占据重要的地位,矿山地质探矿工程时促进我国矿业发展的关键,在新历史时期与环境下,矿山地质探矿工程的重要性日趋显著,应针对现阶段普遍存在的问题进行分析,并制定科学、合理、完善的解决措施,并不断引进新技术,推动我国矿业的全面发展。
参考文献:
[1]陈希廉,彭觥,汪贻水.我国矿山地质工作的现状和发展方向[J]. 世界有色金属. 2005(02)
[2]董玉彬. 矿山地质探矿工程的技术分析[J]. 科技创新与应用,2013,34:110.
[3]范斌. 矿山地质探矿工程中的问题与对策[J]. 中外企业家,2014,03:227+229.
[4]李享.矿山地质探矿工程中存在的问题与解决措施[J] .科技创新导报,2012(14).
关键词:矿山地质;探矿工程;新技术;应用
一、地质探矿工程的现状
矿产资源是我国经济发展的重要基础,随着经济的快速发展,我国对矿产资源的需求量逐年递增,矿产资源的开发和利用离不开地质探矿工程,地质探矿的开发利用与环境密切相关,为了促进经济的发展,人们对矿山的开采十分频繁,这对地质环境造成巨大的损害。如果处理不当,会造成资源枯竭、引发地质灾害,对环境造成更大的污染,对人与自然的和谐发展十分不利。地质探矿工程主要分为坑探和钻探,应采用专业的仪器设备化验、测评矿山物质成分,以获得最准确的地质资料。现在突出的问题时地质探矿的安全问题,很多矿山经营管理者没有树立长远的经营理念,只考虑眼前的利益,忽略相应的安全措施。
当前,我国正面临着严重的矿产资源危机局面,国家对此十分重视。在新形势的困扰下,探矿工程已不能满足国家地质工作的要求,成为严重制约着地质调查和资源评价工作正常开展的主要因素之一。为保证地质大调查和资源勘查钻探工程顺利完成,提高资源评价钻探生产水平,有必要探索探矿工程新技术、新方法推广应用的新机制,逐步建立适用于当前地质调查和资源勘查工作新形势下的探矿工程技术推广模式。这为我们探讨和推行新形势下探矿工程技术的推广模式提供了政策上的支持和依据。
二、探矿工程安全及技术发展
实际上,探矿工程本身是一项高风险、高难度的工程项目,不仅涉及到地下隐蔽工程操作,也涉及到诸多工作环节,很容易在实际的探矿工程操作中诱发安全隐患,尤其是随着新时期地表或者浅层矿山资源已经几乎开采殆尽,剩下的矿山资源主要属于隐蔽性资源,实际的开采难度比较大,此时如果依旧继续采用传统的探矿工程技术,那么势必会对引发探矿开采安全问题。另外,随着我国工业化进程的快速推进,探矿工程除了朝着机械化方向发展之外,同样需要侧重自动化方向发展,以便可以借助自动化技术的有效应用来全面提升探矿工程工作的质量和效率,防范工程中可能出现的一系列质量隐患和安全隐患,全面确保工程施工的质量和安全,避免因探矿工程技术方面因素的不合理应用而引发施工安全问题。因此,从整体上来看,为了有效地确保探矿工程的顺利开展,必须要结合实际情况来加快引入探矿工程新技术,避免因陈旧、落后的探矿工程技术而对探矿工程质量和效率产生不利影响。
但是随着市场经济的快速发展,原油的探矿队伍管理机构受到限制,使得探矿队伍缺乏专业的管理队伍,降低了制造生产单位推广新技术的兴趣和生产经营成本,使得大多数单位本身不再愿意去冒险引进新型探矿技术,以至于使得相关方面的人才出现严重流失,进而影响了新技术的推广和应用,更对其实际的应用产生了不利影响。因此,为了促使探矿工程新技术得到广泛推广和应用,就必须要彻底解决上述一系列问题,确保可以充分发挥各种探矿工程新技术的积极作用来提升探矿工程工作效率和质量。
三、推广探矿工程新技术
1.能源勘探
(1)地热能作为一种可再生的新能源,除了少數可直接利用的地表温泉外,多数需要大量的钻探工作量进行勘探开发。以某省为例,其地热资源热储面积占全省国土面积的25.2%,已探明的经济型地热资源总量折合1.15 ×1010 t标准煤。已钻凿的地热井数有73 口,井深在1000-3000m之间。地热资源主要用于生活、温泉洗浴、房产开发、酒店及休闲娱乐等方面,截止2013年,全省地热资源开采量为67364.63万m3 /a。
(2)干热岩热能的勘探开发是钻探技术重要服务领域,干热岩储存热能的开发利用主要用于发电,其基本原理是通过深井将高压水注入地下2000-6000m的岩石,使其渗透进入岩层缝隙并吸收地热能量;再通过另一个深井(相距200-600m左右)将岩石裂隙中的高温水、气提取到地面;取出的水、气温度可达150-200℃,通过热交换及地面循环装置用于发电;冷却后的水再次通过高压泵注入地下热交换系统循环使用。
(3)地源热泵技术开发利用的是浅层地热能,温度低于25 ℃,深度一般在200m以内。目前,我国每年使用地源热泵系统的项目已超过2000个,建筑面积近8000万m2。浅层地热能的调查评价,需要钻凿大量的勘探孔,基于地温地热能开发利用的地源热泵技术,需要钻凿竖井或对接联通井。核能作为一种高效清洁能源,自20世纪初发现以来,已成为一种可以大规模和集中利用的能源,可以代替能源矿产(煤炭、石油和天然气等),目前主要用于发电。铀矿的勘探开发自从核能被发现并掌握了其利用方法后,就引起了世界各国尤其是发达国家的高度重视。我国也不例外,曾经成立专门的核工业部负责此项工作。核工业部撤消后,现在的核工业地质局仍保留了一支相当规模的铀矿勘探队伍。为适应新的形势,国家增大了这方面的投入,加大了铀矿勘探的力度;在其它矿种钻探工作量处于低迷情况下,2003年以来,铀矿的钻探工作量每年达十几万米。
2.受控定向钻探技术(简称定向钻探)
我国自20 世纪80 年代开始,开展了固体矿产定向钻探技术的研究。原地矿部把“定向钻探技术研究”列为“六五”重点科技攻关项目,重点开展了“定向孔连续造斜器及配套工具与施工工艺研究”和“螺杆钻随钻测量定向钻探配套器具及施工工艺研究”。前者在研制成功LZ-73 造斜器的基础上,又先后研制了LZ-54、LZ-89造斜器及SQ-73随钻取芯造斜器等;后者成功研制了与WL钻杆配套使用的DG-38型定向仪、与普通Φ50mm钻杆配套使用的DX-38型定向仪和YS-l型、25-1型、GSX-40型随钻定向监测仪以及其它配套机具与钻进工艺,研究工作均获得成功,相继获得原地矿部科技成果一等奖。该成果已在国内多个固体矿床勘查中推广使用。此后,随地质勘探工作量的锐减,该项技术在地质勘探领域处于停滞状态。
3.气动锤RC 钻探技术
该项技术主要有两种类型。一种是由带RC 取芯(样)钻头的贯通式气动锤+双臂钻杆来实现,即贯通式RC 钻探技术;另一种是由普通气动锤+交叉通道接头+双臂钻杆实现,即RC 或CSR 钻探技术。我国自20 世纪90年代开始对该技术进行研究。相继研发了GQ 系列贯通式潜孔锤和相应的RC 取芯(样)钻头等,特别对RC 取芯(样)钻头的RC 机理和引射器原理及内部流场等方面做了大量研究工作,并取得了多项研究成果。后者主要由勘探技术研究所等单位进行研究,相继开发了专用设备、不同规格的双壁钻杆以及辅助器具等,并在个别矿区进行应用。只有当矿区地层特别复杂无法成孔取芯时才进行试验应用。如新疆白干湖钨锡矿、河南柒川县三道庄钥矿、河南篙县金矿等复杂地层地质勘探中均采用了贯通式气动锤RC 钻探技术。
结语
矿业在我国经济发展中占据重要的地位,矿山地质探矿工程时促进我国矿业发展的关键,在新历史时期与环境下,矿山地质探矿工程的重要性日趋显著,应针对现阶段普遍存在的问题进行分析,并制定科学、合理、完善的解决措施,并不断引进新技术,推动我国矿业的全面发展。
参考文献:
[1]陈希廉,彭觥,汪贻水.我国矿山地质工作的现状和发展方向[J]. 世界有色金属. 2005(02)
[2]董玉彬. 矿山地质探矿工程的技术分析[J]. 科技创新与应用,2013,34:110.
[3]范斌. 矿山地质探矿工程中的问题与对策[J]. 中外企业家,2014,03:227+229.
[4]李享.矿山地质探矿工程中存在的问题与解决措施[J] .科技创新导报,2012(14).