中國(guó)探礦工程裝備現(xiàn)狀與未來(lái)方嘯虎中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)礦山地質(zhì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)探礦工程，顧名思義是由探礦和工程兩部分所組成。特別是改革開(kāi)放以來(lái)，工程量的急驟增加使得國(guó)內(nèi)探礦市場(chǎng)格外紅火，本文將以鉆探為主介紹其裝備的現(xiàn)狀及未來(lái)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)家對(duì)地質(zhì)鉆探的任務(wù)發(fā)生了很大的攺變，不斷的提出新課題。作者從20世紀(jì)70年代初就從事探礦工程方面的工作，與探工界的老前輩有著深厚的交往，從他們那里學(xué)習(xí)了豐富的探工知識(shí)?，F(xiàn)代鉆探任務(wù)的提出作者與劉廣志院士研究工作時(shí)留影在國(guó)內(nèi)各項(xiàng)事業(yè)的起步階段，探礦工程是以探明礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量為主要目的，因而有“以鉆探量換取礦產(chǎn)量”的提法。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求量的不斷增加，但在地表的礦產(chǎn)資源逐漸枯竭背景下，同時(shí)，隨著礦產(chǎn)開(kāi)采水平的日益提高。利用更加先進(jìn)的技術(shù)向地球深部尋找人類(lèi)所需的資源，則成為當(dāng)前地質(zhì)勘探隊(duì)伍急需解決的問(wèn)題。以往國(guó)內(nèi)地質(zhì)勘探受到裝備水平的限制，只能采掘到500～600m領(lǐng)域；隨著技術(shù)裝備水平的提升，800～1000m的礦產(chǎn)資源現(xiàn)已可以進(jìn)行采掘；如今，自動(dòng)化采掘技術(shù)大量使用，人類(lèi)已經(jīng)向1200～1500m，甚至向更深的2000m發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)固體礦產(chǎn)資源急需解決的技術(shù)是在1500～2000m范圍內(nèi)的中深孔鉆探技術(shù)裝備、近海礦產(chǎn)資源鉆探以及在干旱地區(qū)使用空氣泡沫鉆探等問(wèn)題。另外，能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，采用更加現(xiàn)代化的能源勘探技術(shù)裝備，如海洋石油—天然氣鉆探以及海底固態(tài)“冰”鉆探、水電工程鉆探、地?zé)徙@探等，將對(duì)緩解國(guó)內(nèi)能源危機(jī)有著非常關(guān)鍵的作用。進(jìn)入新時(shí)期，現(xiàn)代化的科學(xué)鉆探研究具有更多的現(xiàn)實(shí)意義，深孔—超深孔的科學(xué)技術(shù)、月球遙控取巖心鉆探技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害防范以及極地厚層冰層的鉆探技術(shù)等的和應(yīng)用研究，都將為國(guó)內(nèi)深部地質(zhì)探礦、災(zāi)害防范和國(guó)內(nèi)資源儲(chǔ)量的確定提供極大的便利。當(dāng)前國(guó)內(nèi)鉆探新技術(shù)的發(fā)展⑴加快全液壓動(dòng)力頭地表巖心鉆機(jī)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程和現(xiàn)有立軸式鉆機(jī)的改進(jìn)。各地質(zhì)勘探部門(mén)對(duì)地表深孔鉆探設(shè)備和坑道鉆探設(shè)備有著迫切需求。目前，在我國(guó)對(duì)比較先進(jìn)的地表深孔地質(zhì)巖心鉆機(jī)還處于起步階段，一些關(guān)鍵部件、配件等仍需進(jìn)口。因此，在巖心鉆探設(shè)備上，還應(yīng)采取技術(shù)革新與技術(shù)改進(jìn)并舉的策略，加強(qiáng)鉆機(jī)工作的可靠性及對(duì)鉆探工藝的普適性，向俄羅斯、加拿大等國(guó)學(xué)習(xí)。⑵加快先進(jìn)的深部巖心鉆探設(shè)備的推廣。巖心鉆探設(shè)備的推廣應(yīng)用過(guò)程其實(shí)是設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程。目前，國(guó)內(nèi)一些機(jī)構(gòu)在全液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)的研發(fā)方面已經(jīng)取得了一些成績(jī)。例如由國(guó)土資源部勘探技術(shù)研究所2006年研制的YDX-3型全液壓動(dòng)力頭式巖心鉆機(jī)，其鉆深能力為1000m，成本比進(jìn)口鉆機(jī)降低了一半以上，受到了廣泛關(guān)注并已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。1500m全液壓巖心鉆機(jī)和KD-600型坑道鉆機(jī)也在進(jìn)行試驗(yàn)，爭(zhēng)取盡快形成系列化。國(guó)土資源部勘探技術(shù)研究所的“2000m地質(zhì)巖心鉆探關(guān)鍵技術(shù)與裝備課題”已列入國(guó)家“863”計(jì)劃，各項(xiàng)工作正在順利進(jìn)行中（見(jiàn)圖3、圖4、圖5）。這些應(yīng)用在地質(zhì)勘探過(guò)程中的技術(shù)裝備都是隨著礦產(chǎn)資源需求的增加和深部采掘技術(shù)的提高應(yīng)運(yùn)而生的。

⑶科學(xué)鉆探的深入。科學(xué)鉆探對(duì)地質(zhì)勘探有著廣泛的意義，綜合起來(lái)有如下若干方面：研究地殼深部構(gòu)造及其演化；檢驗(yàn)與校正地球物理探測(cè)結(jié)果；研究地殼深部流體及其作用；探索大型隕石撞擊作用及生物集群滅絕奧秘；研究盆地演化、油氣及天然氣水化物成因；調(diào)查和開(kāi)發(fā)深部熱能；研究礦產(chǎn)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)成礦理論；研究地震發(fā)生機(jī)制及改善地震預(yù)報(bào)；研究火山系統(tǒng)及噴發(fā)機(jī)制；研究地球氣候、環(huán)境的歷史和全球變化；探索深部生物圈和早期生命演化歷史；建立地球深部長(zhǎng)期觀察站；調(diào)查核廢料儲(chǔ)埋地址；推動(dòng)鉆探技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步。因此，21世紀(jì)初中國(guó)步入科鉆一井的鉆探工程發(fā)展中。⑷車(chē)載鉆探技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用。車(chē)載鉆探技術(shù)是提高鉆探效率的重要方法，已經(jīng)得到快速發(fā)展，在條件允許的情況下應(yīng)盡量使用。目前在國(guó)內(nèi)這類(lèi)鉆探設(shè)備比較多，推廣面比較大，特別是在一些地勢(shì)相對(duì)平坦的區(qū)域都可以考慮使用，如圖7所示。(5)海洋工程地質(zhì)勘察鉆機(jī)的發(fā)展。海洋工程地質(zhì)勘察鉆機(jī)近幾年也取得了較大發(fā)展，以無(wú)錫市雙帆鉆鑿設(shè)備有限公司為代表的一批國(guó)內(nèi)企業(yè)已開(kāi)始涉足這個(gè)領(lǐng)域。該公司研制開(kāi)發(fā)的HHGD-200型、GD-300A型海洋工程勘察鉆機(jī)為長(zhǎng)行程動(dòng)力頭式鉆機(jī)，動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)，配備了8m或12m鉆塔及升沉平衡機(jī)構(gòu)，可在海深100m、5級(jí)以下風(fēng)浪中鉆進(jìn)作業(yè)，也可在河流、湖泊中進(jìn)行水域地質(zhì)勘察施工、樁基工程施工，主機(jī)部分也可作為陸地基礎(chǔ)工程施工鉆機(jī)。HGD-600型鉆機(jī)結(jié)構(gòu)型式為全液壓驅(qū)動(dòng)。鉆機(jī)適應(yīng)鉆進(jìn)地層為海洋沉積淤泥地層、粘土地層、砂質(zhì)粘土、粉砂層、砂層、砂礫巖及基巖地層，鉆機(jī)的鉆進(jìn)能力所以相應(yīng)地滿(mǎn)足上述地層不同鉆進(jìn)取樣工藝的需要。鉆探裝備未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)⑴盡管在地質(zhì)找礦的方法上有多種研究方案，但鉆探必竟是“吹糠見(jiàn)米”的工作。只有地質(zhì)鉆探才能最準(zhǔn)確的說(shuō)明地下的實(shí)質(zhì)情況。20世紀(jì)90年代，整個(gè)地質(zhì)勘探隊(duì)伍很不穩(wěn)定。近年國(guó)家適時(shí)的改變方針政策，堅(jiān)決抓住地質(zhì)勘探主業(yè)，向地下尋找礦產(chǎn)資源。只有依靠自身的力量和資源，才能建設(shè)起強(qiáng)大的國(guó)家。地質(zhì)要先行，探礦工程更要先行。⑵在地質(zhì)勘探中，還有一種提法被稱(chēng)為有磨料就有鉆探工藝。有何種方式的鉆探工藝就會(huì)需要相應(yīng)的鉆探設(shè)備。鉆探設(shè)備作為勘探過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的勘探效率和成本。如今金剛石已經(jīng)成為鉆機(jī)的基本磨料，這就需要勘探公司采用更先進(jìn)的鉆探設(shè)備與之配套。但目前國(guó)內(nèi)的鉆探設(shè)備與基本磨料的配套很不完善，很多勘探隊(duì)伍仍采用比較落的生產(chǎn)方式和裝備，這無(wú)法滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)勘探行業(yè)的需求，也成為制約國(guó)內(nèi)探礦工程發(fā)展的瓶頸。⑶由于人造金剛石鉆探技術(shù)的成功應(yīng)用，我國(guó)的鉆探技術(shù)在全球范圍已經(jīng)較為先進(jìn)，但與美國(guó)、俄羅斯等勘探發(fā)達(dá)的國(guó)家相比還有很大差距。這些國(guó)家都有鉆探深度達(dá)12000m的歷史紀(jì)錄，鉆探深度在7000～8000m很常見(jiàn)，而我國(guó)鉆探深度僅為5000m。2012—2017年我國(guó)的人造飛船將要登月，國(guó)內(nèi)的鉆探基礎(chǔ)工作能否跟進(jìn)