稀有礦產資源勘查技術問題分析范文

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摘要：在經濟發(fā)展迅速、能源需求巨大的階段，我國格外重視起了稀有礦的勘查和開發(fā)，本文將詳細介紹稀有礦分布情況，并對稀有礦的研究狀況和有關技術問題進行分析，希望對我國的稀有礦勘查進一步發(fā)展有所脾益。

關鍵詞：稀有礦；勘查；技術問題；分析

經濟的發(fā)展使能源問題受到越來越多的關注。大家知道，我們現(xiàn)在使用的天然氣等資源是不可再生的，而繁衍無息的人類是絕不能僅依賴這些能源的，而且，環(huán)境污染問題也在警示人們不能再將目光放在常規(guī)能源方面了[1]。所以，積極尋找可再生、清潔的能源幾乎已經成為各個國家的共識。而在這個過程中，新型清潔能源受到了格外的關注[2]。

1我國現(xiàn)階段稀有礦的研用

（1）稀有礦物的分布情況。在經過考察后，科研人員對中國大陸的稀有礦儲量進行了大致估算，這是一個非常巨大的數(shù)字，如果換算為礦產資源，那么就相當于860萬億噸的標準礦物[3]。稀有礦的總量將大的驚人，如果是按2%的可開采資源量來算，這個開采量將會是中國2014能源消耗量的1006倍。（2）有關我國稀有礦物質的現(xiàn)狀研究。在中國，有關地質、能源和地震等問題的科研機構在1993年就開始重視和研究本國的多種稀有金屬礦分布情況和潛在價值。而在2012年，我國啟動有關稀有礦物的研究項目，標志著我國在該研究領域的研究有了一定突破，開始了對稀有礦床進行針對性實地研究工作。緊接著2013年，相關部門出臺了一些實施方案，這個可以說是第一個比較正式的開發(fā)工作方案。在2015年5月21日，中國地質調查局在經過定位選址后，選擇在福建進行第一個稀有金屬礦床研究項目實施開鉆，這意味著中國稀有礦床開發(fā)和研究工作的正式開始。

2一些稀有礦開發(fā)時出現(xiàn)的問題

與其他能源相比，稀有礦有著非常突出的優(yōu)勢。第一點，環(huán)保。稀有金屬礦床由于其開采量較小，不會出現(xiàn)因開礦溢油而產生污染問題，產生灰塵較少，不需要排污排廢，更不會出現(xiàn)放射性危害[4]。第二，區(qū)域分布比較分散，開采不受季節(jié)約束，優(yōu)勢十分明顯。但是，問題依舊存在，由于技術難題，稀有礦開采也受到了一定制約。（1）國家不夠重視，對稀有礦開發(fā)的投入不足。可以說，除少部分地區(qū)有一些稀有礦的相關開發(fā)，大部分地區(qū)對稀有礦開發(fā)一無所知，稀有礦開發(fā)的基礎工作敷衍，所獲得的國家后備支持十分不足，從而沒有完備的勘查手段[5]。（2）稀有礦床開采雖然優(yōu)勢明顯，但是對技術要求較高。要想獲得稀有礦地熱，在它周圍必須形成很大的裂隙，并且要有水經過這些裂隙才能做到能量的轉換。到目前為止，主要有三種方法模式供大家使用，天然裂隙、天然裂隙—斷層和人工高壓裂隙。（3）鉆井技術難題與裝備問題。開發(fā)稀有多金屬礦產資源主要應用到的技術就是鉆井技術，而稀有多金屬礦物中有一部分屬于高溫礦體，也就意味著在開發(fā)稀有礦時對鉆頭耐熱度有嚴格的要求，在實際操作過程中，也會用到防斜鉆井技術。綜合起來，開發(fā)難度和生產費用也就大大增加了。

3礦床勘查相關技術

（1）關于孔底連通技術的率先研究。眾所周知，目前如果想要建立孔底熱交換通道只有兩種方法，第一種是完全人工進行，利用人力壓裂方式來建立通道，第二種比較省力，利用地層里的天然裂隙或者斷層，讓其自然形成熱交換通道。當然，無論哪種方式，都必須兩手抓壓裂技術預研究和定向井結合壓裂技術預研究這兩個技術研究，才能最大程度地利用井下能源，擴大其使用范圍。（2）鉆井技術。由于情況不同，所配置的注水井和生產井數(shù)量也是不同的，經常使用的是兩井模式、三井模式和五井模式。而實際操作中，多選擇三井模式。為了能夠得到足夠的熱量，三井模式都是先按照一定方向打注水井，再在其兩側鉆生產井。鉆井和建造人工儲留層的費用是稀有金屬礦供應的價格的主要決定因素。如果要想使價格低一點，就必須使儲層流動速率高一點和鉆井成本低一點，這也意味著此類礦產開發(fā)費用的大小也是取決于這兩點。所以,要想減少開發(fā)稀有礦床時昂貴的鉆井費用，降低價格，使我國的稀有金屬礦產資源在國際上有明顯的競爭優(yōu)勢，就必須擁有先進的鉆井技術。（3）鉆井壓裂改造技術。鉆井壓裂在對低滲透儲層改造中較為常見同時也是一種行之有效的增產措施，該技術一般要求儲層具有一定的物質基礎與地質條件，這個方式可以說是一舉多得，不僅可以做到人工儲熱，還可以使熱儲層內裂隙更大，促進其裂隙網絡的延伸。在進行注入井壓裂時，多采用的液體有專門的壓裂液、鹽水或者清水，而且要用到的量是巨大的，在這個過程中，裂隙的產生是因為冷水在流經溫度很高的礦體時，熱脹冷縮的效果，而且，在大量的注入下，礦體形成的裂隙會越來越大并不斷延伸形成一個聯(lián)通的網絡，注入水越多，裂隙網絡發(fā)展將越來越快，到最后，我們將會構造出一個完整的稀有金屬礦儲量構造。緊接著，需要在注入井合適的位置鉆幾口生產井出來，做到人工熱儲構造的聯(lián)通，方便得到高溫水和蒸汽。在作業(yè)時，人工注入的水將通過裂隙和稀有礦進行交換，我們將會得到高溫度的水和水汽混合物，然后進行利用。更進一步的，國外常常會在注入液體上花費功夫，比如利用酸或者堿，因為這些液體對井下礦物有溶解作用，能有效擴大裂隙的深度和長度，進而，能使通道的面積和范圍變大。此外，在工作時，蓄水池是不可或缺的，而且要保證其數(shù)量符合作業(yè)強度，在壓裂完成后，壓裂液將重現(xiàn)地表，或者進一步形成全新的井噴。（4）井控。井控考慮了三方面的問題，首先，井控可以成為稀有礦井未來商業(yè)利用的基礎，為其留一條后路。第二，控制作業(yè)過程高溫水和水蒸氣的噴涌情況。第三，讓鉆井改造無后患之憂。井控時，井口防噴器組、防噴器控制系統(tǒng)、井控管匯、鉆具內防噴工具和井控儀表缺一不可。上覆地層構成了其它稀有礦的地層，一般不考慮硫化氫問題，在套好當表層套管和技術套管，泥漿強度足夠后，用上法蘭并固定防噴器。一般使用雙閘板組合防噴器，且防噴器需要經過壓力測試，讓套壓和立壓變化始終受到監(jiān)控，檢查設備情況，一旦發(fā)生井噴，按要求關井，采礦工作人員必須擁有足夠的經驗和履歷，做好個人保護。

4結語

我國的稀有礦研究才剛剛起步，還有非常長的一段路需要走，也有許多的技術難題等著我們去克服，但是，稀有礦巨大的資源優(yōu)勢決定了我們國家絕對不會放棄、漠視它，國家的綠色清潔能源開發(fā)戰(zhàn)略，專業(yè)研究機構的技術支撐，都是證明稀有金屬礦產資源利用將會有光明的前途。

參考文獻

[1]王登紅,劉麗君,侯江龍,等.初論甲基卡式稀有金屬礦床“五層樓+地下室”勘查模型[J].地學前緣,2017,24(5):1-7.

[2]王登紅,劉麗君,侯江龍,等.初論甲基卡式稀有金屬礦床“五層樓+地下室”勘查模型[J].地學前緣,2017,24(5):1-7.

[3]彭海練,賀寧強,王滿倉,等.新疆和田縣大紅柳灘地區(qū)509道班西稀有多金屬礦地質特征與成礦規(guī)律探討[J].西北地質,2018,51(3):146-154.

[4]楊文博,周海,宋公社,等.陜西商丹地區(qū)花崗偉晶巖型稀有金屬礦產成礦規(guī)律初探[J].有色金屬（礦山部分）,2019,71(01):69-76.

[5]劉翔,周芳春,黃志飚,等.湖南平江縣仁里超大型偉晶巖型鈮鉭多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].大地構造與成礦學,2018,v.42；No.163(2):45-53.

作者：張明忠 單位：甘肅煤田地質局一三三隊