原作者:国土资源部 赵国隆 李常茂 出处:
【论文摘要】西部开发是具有重要意义的巨大系统工程，为探矿工程(岩土钻掘工程)在基础设施建设、工程勘察施工、地质调查、能源和水资源勘探开发、地质灾害防治等方面发 挥作用提供了千载难逢的机遇，为探矿工程(岩土钻掘工程)的持续发展创造了有利条件。介绍了西部大开发给探矿工程带来的难得机遇以及探矿工程的现状，并着重论述了在西部开发中探矿工程的服务领域和开发应用的先进技术。
实施西部大开发战略，加快中西部地区经济和社会的发展，是党中央贯彻邓小平关于我 国现代化建设战略思想、面向新世纪作出的重大决策，对于我国现代化建设的全局具有重要 意义。探矿工程在西部开发中可发挥重要作用。
1 难得的机遇
西部地区土地面积占全国土地面积的56.8%(545万km2)，人口约占全国总人口的23%(2.8 5亿 )。为了贯彻党中央的重大决策，国家计委将基础设施建设、生态建设、优势产业开发和结 构调整，确定为西部开发的3个重点领域并进行了规划，这是一个规模宏大的系统工程，给 探矿工程带来了千载难逢的机遇。
1.1 基础设施建设
基础设施是制约经济和社会发展的重要因素。西部地区将重点建设8条公路大通道，总长1 5000 km，计划用20年左右的时间建成，约需投资1200亿元。“十五”期间规划中的铁路大 中型项目建设投资将达到1000亿元左右，2005年西部铁路将达到18000 km。
陕西省计划投资80亿元以上，新增公路里程1000 km。四川省今后几年将投资1700亿元，加 快基础设施建设。
公路、 铁路、隧(涵)洞、桥梁、机场、城市基础设施建设以及西气东输工程等，为从事工 程勘察、工程施工的地勘单位(企业)提供了一个巨大的市场。
1.2 地质灾害整治及水资源勘查开发
西部地区生态环境脆弱，水土流失面积占全国的80%以上，突发性地质灾害占全国的70%以上 。一些地区严重缺水。大规模的找水、改水工程已拉开序幕。不论是地质灾害的整治还是水 资源勘查、开发都离不开探矿工程。
1.3 大量的探矿工作量
西部地区矿产资源丰富，已探明储量矿产123种，在45种主要矿产中，天然气、富铜、富磷 、钾盐等24种矿产资源保有储量占全国储量的60%以上。为了将西部的资源优势转化为经济 优势，对西部经济发展具有重要战略意义的矿产资源潜力调查已正式启动，一些急需矿种的 普查、详查、勘探、开发工作即将提上日程。不管是由哪个部门或国内外企业(集团)来从事 此项工作，都不可避免地要投入大量的探矿工程实物工作量。
2 严峻的挑战
2.1探矿工程技术现状落后
昔日能打硬仗的探矿工程队伍，绝大部分都已转入工程勘察、工程施工业。一些青年工人对 矿产勘查、水文地质勘查工作显得生疏，地质钻探质量、效率不如过去。探矿工程的现 状与目前国土资源大调查提出的新高度、新思想、新理论、新技术、新方法不相适应。
2.2 施工条件恶劣
一些工区位于荒漠、沼泽及森林覆盖区，有些工区位于地形陡峭、交通不便的边远地区，难 以进入；有些矿产埋藏于深部复杂地层中。这些复杂情况必然给岩石破碎、钻探取样、孔壁 稳定、设备搬迁带来新的困难。
2.3 施工设备陈旧
一些矿种的普查、勘探过去由相应的工业部门进行，当前市场竞争日趋激烈，而地勘队伍设 备陈旧落后的状况与矿业开发的新形势不相适应。
2.4 缺水干旱地区及岩溶地区的钻井设备及技术对策
西部干旱地区缺水，有些地区浅层地下水矿化度较高，需要相应的钻井设备钻进深层地下水 ；西南岩溶地区，常钻遇裂隙、破碎、漏水层，需要相应的技术对策。
2.5 东西部工勘施工技术实力差距较大
工程勘察、工程施工市场中，过去实力较强的湖北、福建、江西、上海等施工企业都集中在 东、 中部地区，与西部相距遥远。西部工勘施工单位尚缺少承揽特大型工程的经验和 实力。
3 探矿工程的服务领域
3.1区域地质调查
目前全国1∶20万区域地质调查已完成691万km2；1∶25万区域地质调查仅完成27万km2 。在此基础上，要求今后12年1∶25万综合调查全部覆盖我国陆域，消灭西部空白区；有重 点地开展1∶5万区域专项调查。
在地质填图中，地质、物探、化探、遥感、钻探、坑探各工种应密切协作，有机结合，从空 中、地面到地下，获取必要的国土资源信息。在区域地质调查中，诸如揭露地表化探异常的 取证、验证，地质填图中揭露地表，需要采用槽探、井探、浅钻。在地区的构造单元上打基 准井，建立地层剖面顺序，都需要动用探矿工程手段。
3.2 水资源勘查和开发
江泽民主席明确指出：“加快开发西部地区应该是全面的，要把水资源的开发和有效利用放 到突出位置”。朱镕基总理指出：“生态环 境保 护和建设是西部大开发的切入点”。保护和建设生态环境，如植树种草、治理水土流失、防 止沙漠化都离不开水。生命起源于水，没有水就没有生命。
地下水资源不仅是重要的供水来源，也是影响生态环境的重要因素。开发地下水问题(主要 是开发深部地下水)被认为是近水解近渴的途径，投资少、时间短、见效快、收益大。据 悉：西部地区地下水可采资源为470亿m3/年，而目前实际可采量仅为120亿m3/年，开采 程度为25%。虽然有的地区已超采，但总的来讲地下水开发潜力还很大。目前，利比亚、阿 曼、 巴林、卡塔尔等国100%利用的是地下水。最近，国土资源部田凤山部长强度指出，要把查明 地下水资源状况工作作为重中之重来安排。
在地下水资源潜力评价及水资源开发中，钻井是必不可少的手段。
3.3 矿产资源勘查和开发
3.3.1 西部矿产资源的特点
(1)矿产资源相对集中。主要集中在鄂尔多斯能源富集区、陕甘川接壤地带有色金属富集区 、西南“三江”有色金属富集区、柴达木矿产资源富集区、塔里木油气资源富集区和阿尔泰 有色金属富集区等6大巨带上。这种格局为矿产资源的勘查、开发和吸引投资创造了有利条 件。
(2)能源矿产蕴藏丰富。
(3)主要金属、有色金属和贵金属高度集中。我国铬铁矿全部产于西部地区(其中西藏占全 国的71.7%)；西部地区铜、铅、锌、铝土、镍、铂族金属的保有储量分别占全国储量的42 .6%、41.5%、43.2%、21.7%、89%、92.7%。
(4)化工原料矿产的重要产地。全国几乎100%钾盐、37.6%的硫铁矿、61.6%的磷矿、85.9 %的钠盐均分布在西部。
我国矿业重心在逐步向西部转移，西部地区将成为我国21世纪能源和原材料资源的接替地 区。
3.3.2 西部矿产资源开发中存在的突出问题
地质勘查程度低，勘查投资少；矿产资源开发利用程度低；矿业部门从业人数少，矿业产值 低；开发环境较差，水资源短缺问题突出。
3.3.3 矿产资源勘查开发布局
目前，为期12年的新一轮国土资源大调查工程已经启动，在矿产资源调查评价中，提出加大 中西部矿产资源评价力度，重点突破西南“三江”、欧亚大陆桥西段等重要成矿带，要求发 现一批大型矿产资源勘查基地。
矿产勘查工程的实施，必将在相当程度上缓解我国某些急缺的矿产资源后备基地的紧张状况 ，为21世纪我国经济的发展和繁荣作出新贡献。
西部地区矿产的普查、详查、勘探、开发必将动用很大的探矿工程实物工作量。据统计，在 福建上杭紫金山特大型铜、金多金属伴生矿的矿产勘查中，动用了钻探工作量91350 m， 探明C+D+E级铜储量129万t，金19.6 t(目前金储量已达100 t)，还有其它一些伴生矿产。 据此，初步估算，探明1200万t铜，需动用钻探工作量约84万m。
在矿产勘查、开发中，对构造复杂、支离破碎的矿种，必须动用相当数量的坑探实物工作量 。
由此可见，探矿工程大有用武之地。值得注意的是，西部的矿产开发是需要今后几代人完成 的大业，当前切忌一哄而上。
3.4 地质灾害整治
西部地区是地质灾害多发区和严重危害区。长江和黄河上游地区生态环境最为脆弱，崩塌、 滑坡、泥石流等产生大量松散碎屑物质，使水土流失加剧，河道泥沙量逐年增加，这是导致 下游地区洪涝灾害的重要因素。西南山区和丘陵地带，降雨多且集中，崩塌、滑坡、泥石流 频繁发生。仅以四川为例，全省已核查认定的滑坡599处、泥石流32处、崩塌202处。这些灾 害多分布于江河两岸、主要交通干线地段及厂矿企业集中的人口稠密区域，给经济建设及人 民生命财产带来严重危害。我国地质灾害的整治尚处于初始阶段，采用探矿工程技术整治地 质灾害已初见成效，如四川盐井沟泥石流、重庆寸滩滑坡、重庆沙坪坝危岩整治工程。盐 井 沟泥石流地质灾害整治工程的成功，使泸沽工业区、成昆铁路及西昌卫星发射中心免遭泥石 流的威胁，为地质灾害的整治闯出一条新路。
长江三峡链子崖危岩体整治工程，是我国迄今为止规模和技术难度最大的地质灾害防治项目 。危岩体锚固工程采用了预应力锚索和锚喷网进行加固处理，采用了风动潜孔锤钻进，完工 后监测表明，危岩体的位移得到有效控制，消除了长期以来一直威胁长江航运、上下游经 济建设和附近居民安全的一大隐患。
以上这些成功的经验为今后西部地区地质灾害整治提供了重要借鉴。
3.5 工程勘察与工程施工
90年代，作为地矿部门的支柱产业工程勘察施工业，曾创造过相当辉煌的业绩。运 用探 矿工程技术，在建筑工程基础施工，水域钻探，引水、公路、铁路隧道(涵洞)工程，定向爆 破等难度很大的工程中，都取得了显著成效，如著名的秦山、大亚湾核电站，上海南浦大桥 ，广州63层国贸大厦，江西滕王阁基础工程，杭州西湖引水工程，“引青济秦”供水工程等 。
21世纪，面对西部大开发的广阔市场前景，这支号称10万人的队伍，将知难而进，力争今后 几年，使西部地区的工程勘察施工收入成倍增长，为西部基础设施建设作出新贡献。
4 推荐采用的几项技术
为了在西部开发中更好地发挥探矿工程的作用，推荐开发应用以下先进技术。
4.1 在矿产资源调查中
今后12年，国土资源部每年安排的钻探工作量为13万m，其中大部分集中在西部地区。工作 量虽然不多，但工作条件十分恶劣，必须开发一批先进实用的技术。
(1)开发用于难进入地区(高山、沙漠、干旱缺水、沼泽、森林)的技术与装备，如轻便高效 、运移方便、配套齐全的钻探设备，包括钻机、轻合金钻杆、直升飞机及架空索道搬迁设备 等，并采取防寒、防沙、防风、防火等技术措施。
(2)为解决复杂地层钻进的难题，应开发保直防斜技术，高精度定向钻探技术，新型泥浆 材料，洗井、固井技术等。
(3)在干旱缺水地区，大力开发多工艺空气钻进技术、潜孔锤泡沫钻进技术。
(4)为有效地验证大量物化探异常，开发轻便、高效的取样器具。
(5)为提高钻探技术的信息采集，建立探矿工程数据库及专家系统，开发电子计算机在探矿 工程中的应用技术。在矿产资源潜力调查及矿区普查、勘探中，除开发上述技术外，应大量 推广过去行之有效的先进探矿技术，如金刚石绳索取心钻探技术、液动冲击回转钻探技术 、定向钻探技术、反循环连续取样钻探技术、低固相冲洗液、“新奥法”在坑探工程中的应 用等。
4.2 在地下水资源潜力调查、水井钻进工作中
(1)泵吸反循环钻进技术；
(2)气举反循环钻进技术；
(3)水力反循环连续取样(心)钻进技术；
(4)多工艺空气及潜孔锤钻进技术；
(5)卵砾石层钻探技术；
(6)无岩心钻探技术；
(7)液态CO2、物理方法洗井技术；
(8)高强度新型防腐井管；
(9)新型滤水管；
(10)孔底电动潜水泵；
(11)具有振动、冲击、静压、回转多功能的钻机。
4.3 在工程勘察与工程施工中
(1)反循环钻孔桩施工技术；
(2)干式旋挖、冲抓技术；
(3)大直径潜孔锤施工嵌岩桩技术；
(4)扩底桩施工技术；
(5)钻孔灌注桩后压浆技术；
(6)钻孔压浆成桩法；
(7)钻埋预应力空心桩施工技术；
(8)全套管钻进技术；
(9)高压旋喷注浆技术；
(10)连续墙施工技术；
(11)长螺旋钻进施工工艺；
(12)大断面隧道施工技术。
4.4 在地质灾害整治工程中
四川省地勘局在地质灾害整治中，成功地开发了以下几项技术，可供今后工作借鉴：
(1)以变形体系论点指导滑坡治理工程设计与施工；
(2)采用钻孔注浆技术治理滑坡、泥石流；
(3)采用抗滑桩治理滑坡技术；
(4)柔性排水沟构筑技术；
(5)锚固治理危岩、边坡崩塌灾害技术；
(6)控制爆破危岩体治理技术；
(7)加固土体的锚、桩、墙施工技术等。
5 对策与建议
(1)面向全国的探矿工程科研机构及地质院校中的探矿工程科研人员，今后应将工作重心转 入西部开发，在探矿工程科技创新及科技成果转化中发挥积极作用，开发具有市场潜力的新 技术、新设备，努力实现产业化。
(2)有探矿工程专业的地质院校，其授课内容应针对西部开发的实际需要进行充实，鼓励毕 业学生到祖国西部去建功立业。
过去地矿部门为野外工作者开办的短期专业培训班，为探矿人员采用先进技术、促进探矿工 程的发展发挥过重要作用。地勘队伍实现属地化后，此项培训工作，应由有关地质院校继续 开办。
(3)建立一支精干的探矿工程施工队伍，配备精良装备，服务于地质调查工作。面向工程市 场 的岩土钻掘队伍，要加强产业结构调整、经营机制转换、建立现代化企业制度等工作，加强 现场管理、技术管理、质量管理、设备管理、经济核算、安全管理等项目管理。
(4)提倡对口支援，在工程勘察、工程施工中，东南沿海地区创造过不少宝贵经验，今后应 派出专业技术、施工人员，对西部工勘施工队伍进行指导。
(5)充分发挥《探矿工程(岩土钻掘工程)》、《西部探矿工程》等期刊在沟通信息、研究问 题、推广先进技术、交流经验等方面的作用，望有关部门大力支持办刊。
(6)在全国新的标准、规程、规范、规定、管理办法制定公布之前，过去国家和部门行之有 效的规程、规范、标准、规定、管理办法，各省厅、局应根据各自情况继续执行或修订，使 探矿工程队伍在实现属地化后有章可循。
探矿工程在西部开发中将有很大发展，但是不论水资源勘探开发还是矿产资源勘探开发， 都应按自然规律和经济规律办事，必须以市场为导向，统筹兼顾，不可一哄而上。
实现属地化的探矿工程(岩土钻掘工程)队伍，在西部开发中要在市场需求中求发展，沿着企 业化的道路阔步前进。
