中国探矿工程装备现状与未来
方啸虎中国地质学会矿山地质专业委员会
探矿工程，顾名思义是由探矿和工程两部分所组成。特别是改革开放以来，工程量的急骤增加使得国内探矿市场格外红火，本文将以钻探为主介绍其装备的现状及未来。
随着国民经济的高速发展，国家对地质钻探的任务发生了很大的攺变，不断的提出新课题。作者从20世纪70年代初就从事探矿工程方面的工作，与探工界的老前辈有着深厚的交往，从他们那里学习了丰富的探工知识。
现代钻探任务的提出
作者与刘广志院士研究工作时留影
500～600m领域；随着技术装备水平的提升，800～1000m的矿产资源现已可以进行采掘；如今，自动化采掘技术大量使用，人类已经向1200～1500m，甚至向更深的2000m发展。
目前国内固体矿产资源急需解决的技术是在1500～2000m范围内的中深孔钻探技术装备、近海矿产资源钻探以及在干旱地区使用空气泡沫钻探等问题。另外，能源是国民经济发展的基础，采用更加现代化的能源勘探技术装备，如海洋石油—天然气钻探以及海底固态“冰”钻探、水电工程钻探、地热钻探等，将对缓解国内能源危机有着非常关键的作用。进入新时期，现代化的科学钻探研究具有更多的现实意义，深孔—超深孔的科学技术、月球遥控取岩心钻探技术、地质灾害防范以及极地厚层冰层的钻探技术等的和应用研究，都将为国内深部地质探矿、灾害防范和国内资源储量的确定提供极大的便利。
当前国内钻探新技术的发展
⑴加快全液压动力头地表岩心钻机的国产化进程和现有立轴式钻机的改进。各地质勘探部门对地表深孔钻探设备和坑道钻探设备有着迫切需求。目前，在我国对比较先进的地表深孔地质岩心钻机还处于起步阶段，一些关键部件、配件等仍需进口。因此，在岩心钻探设备上，还应采取技术革新与技术改进并举的策略，加强钻机工作的可靠性及对钻探工艺的普适性，向俄罗斯、加拿大等国学习。
⑵加快先进的深部岩心钻探设备的推广。岩心钻探设备的推广应用过程其实是设备的产业化过程。目前，国内一些机构在全液压动力头式钻机的研发方面已经取得了一些成绩。例如由国土资源部勘探技术研究所2006年研制的YDX-3型全液压动力头式岩心钻机，其钻深能力为1000m，成本比进口钻机降低了一半以上，受到了广泛关注并已经应用于生产现场。1500m全液压岩心钻机和KD-600型坑道钻机也在进行试验，争取尽快形成系列化。国土资源部勘探技术研究所的“2000m地质岩心钻探关键技术与装备课题”已列入国家“863”计划，各项工作正在顺利进行中（见图3、图4、图5）。这些应用在地质勘探过程中的技术装备都是随着矿产资源需求的增加和深部采掘技术的提高应运而生的。
?⑶科学钻探的深入。科学钻探对地质勘探有着广泛的意义，综合起来有如下若干方面：研究地壳深部构造及其演化；检验与校正地球物理探测结果；研究地壳深部流体及其作用；探索大型陨石撞击作用及生物集群灭绝奥秘；研究盆地演化、油气及天然气水化物成因；调查和开发深部热能；研究矿产预测和评价成矿理论；研究地震发生机制及改善地震预报；研究火山系统及喷发机制；研究地球气候、环境的历史和全球变化；探索深部生物圈和早期生命演化历史；建立地球深部长期观察站；调查核废料储埋地址；推动钻探技术发展和进步。因此，21世纪初中国步入科钻一井的钻探工程发展中。
⑷车载钻探技术的逐步推广应用。车载钻探技术是提高钻探效率的重要方法，已经得到快速发展，在条件允许的情况下应尽量使用。目前在国内这类钻探设备比较多，推广面比较大，特别是在一些地势相对平坦的区域都可以考虑使用，如图7所示。
(5)海洋工程地质勘察钻机的发展。海洋工程地质勘察钻机近几年也取得了较大发展，以无锡市双帆钻凿设备有限公司为代表的一批国内企业已开始涉足这个领域。该公司研制开发的HHGD-200型、GD-300A型海洋工程勘察钻机为长行程动力头式钻机，动力头回转采用了先进的变频调速技术，配备了8m或12m钻塔及升沉平衡机构，可在海深100m、5级以下风浪中钻进作业，也可在河流、湖泊中进行水域地质勘察施工、桩基工程施工，主机部分也可作为陆地基础工程施工钻机。HGD-600型钻机结构型式为全液压驱动。钻机适应钻进地层为海洋沉积淤泥地层、粘土地层、砂质粘土、粉砂层、砂层、砂砾岩及基岩地层，钻机的钻进能力所以相应地满足上述地层不同钻进取样工艺的需要。
钻探装备未来发展趋势
⑴尽管在地质找矿的方法上有多种研究方案，但钻探必竟是“吹糠见米”的工作。只有地质钻探才能最准确的说明地下的实质情况。20世纪90年代，整个地质勘探队伍很不稳定。近年国家适时的改变方针政策，坚决抓住地质勘探主业，向地下寻找矿产资源。只有依靠自身的力量和资源，才能建设起强大的国家。地质要先行，探矿工程更要先行。
⑵在地质勘探中，还有一种提法被称为有磨料就有钻探工艺。有何种方式的钻探工艺就会需要相应的钻探设备。钻探设备作为勘探过程中的关键设备，关系到整个项目的勘探效率和成本。如今金刚石已经成为钻机的基本磨料，这就需要勘探公司采用更先进的钻探设备与之配套。但目前国内的钻探设备与基本磨料的配套很不完善，很多勘探队伍仍采用比较落的生产方式和装备，这无法满足经济发展对勘探行业的需求，也成为制约国内探矿工程发展的瓶颈。
⑶由于人造金刚石钻探技术的成功应用，我国的钻探技术在全球范围已经较为先进，但与美国、俄罗斯等勘探发达的国家相比还有很大差距。这些国家都有钻探深度达12000m的历史纪录，钻探深度在7000～8000m很常见，而我国钻探深度仅为5000m。2012—2017年我国的人造飞船将要登月，国内的钻探基础工作能否跟进？海洋深水钻探技术问题如何解决？近些年全球地质灾害频发，例如造成巨大损失的汶川地震我们是否可以通过早期钻探工程进行预测？2010年中国西南五省旱情袭来，勘探队伍如何发挥自身的作用？我们地质从业人员一定要坚定信心，我国钻探技术和钻探装备的研发一定要走在时代前列。
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