韓 振

（安徽省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，安徽 宿州 234000）

在鉆探技術(shù)起步初期，深部地質(zhì)的找礦技術(shù)還不成熟，淺層礦產(chǎn)資源成為了普遍開采的對(duì)象。隨著高興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)生產(chǎn)力的快速提高促進(jìn)了礦產(chǎn)資源的消耗，如何高效的開展地質(zhì)勘察并合理利用鉆探技術(shù)進(jìn)行礦床尋找成為眾多地質(zhì)學(xué)者的研究?jī)?nèi)容。由于深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，勘察難度較大，對(duì)于鉆探技術(shù)的要求也相對(duì)較高。因此，綜合分析深部地質(zhì)條件下的勘察原則并依據(jù)實(shí)地情形科學(xué)的選取適宜的鉆探技術(shù)對(duì)找礦工作具有積極的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)勘察主要內(nèi)容和基本原則

1.1 地質(zhì)勘察主要內(nèi)容

針對(duì)礦山的地質(zhì)勘察所需周期較長(zhǎng)，并且在勘察過程中應(yīng)根據(jù)資源存儲(chǔ)量和開采進(jìn)度制定合理的安排，避免出現(xiàn)過度開采的現(xiàn)象，損害經(jīng)濟(jì)效益。礦山生產(chǎn)的勘察內(nèi)容主要包含礦山選取、開采計(jì)劃、礦產(chǎn)冶煉等內(nèi)容，針對(duì)內(nèi)容的不同合理制定勘察方案可以提升礦產(chǎn)資源的開采量，同時(shí)選取最佳的科學(xué)利用方式。

在勘察過程中通常會(huì)發(fā)現(xiàn)某些類似的礦產(chǎn)資源，這些礦石及尾礦的勘察也是地質(zhì)探究中的重要組成部分。礦產(chǎn)資源利用率低的主要原因之一就是尾礦資源的利用不合理，造成了資源浪費(fèi)。深部地質(zhì)礦產(chǎn)的開發(fā)利用對(duì)鉆探和開采的技術(shù)提出了更高的要求，同時(shí)相應(yīng)的同產(chǎn)礦石及尾礦的勘察和開采也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的規(guī)劃。工作人員在地質(zhì)勘查中應(yīng)注重對(duì)尾礦資源的成分、儲(chǔ)量等進(jìn)行及時(shí)的記錄和分析，促進(jìn)礦產(chǎn)資源利用率的提高。

如果地質(zhì)勘察的對(duì)象是封閉的礦山，為保障開采任務(wù)的順利進(jìn)行，勘察過程應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)立法和法規(guī)，同時(shí)在勘察過程中對(duì)封閉的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳盡的分析和調(diào)查，整理相關(guān)的地質(zhì)報(bào)告并與有關(guān)部門商討關(guān)于礦山環(huán)境保護(hù)的主要措施。針對(duì)勘察結(jié)果對(duì)所勘察礦山深部所含礦產(chǎn)資源的開采及利用提出建議。

1.2 地質(zhì)勘察的基本原則

中國地域遼闊，礦產(chǎn)資源分布廣泛，不同地區(qū)間的礦產(chǎn)資源在儲(chǔ)量、應(yīng)用、分布、開采等方面都不盡相同。地質(zhì)勘察首先應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同礦產(chǎn)資源的特性進(jìn)行合理分類，依據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)條件、周邊地勢(shì)環(huán)境、礦產(chǎn)種類及儲(chǔ)量等做出科學(xué)的勘探計(jì)劃，在詳盡了解其發(fā)展趨勢(shì)后對(duì)整體的地質(zhì)勘察制定規(guī)劃，同時(shí)為礦區(qū)其余自然資源的開采提供參考依據(jù)。

此外，深部地質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦產(chǎn)資源的勘察和開采難度增加，勘察人員應(yīng)結(jié)合先進(jìn)的現(xiàn)代鉆探技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)不同地勢(shì)的勘察研究和探索，總結(jié)出適合不同地勢(shì)的勘察方法，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的創(chuàng)新。管理體系的健全與否對(duì)地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作有著關(guān)鍵的影響。深部地質(zhì)勘探過程中應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的人力資源進(jìn)行有效的集中管理，同時(shí)對(duì)員工的工序進(jìn)行合理分配。

2 深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)應(yīng)用

2.1 地質(zhì)鉆探技術(shù)

地質(zhì)勘探中常用的鉆探技術(shù)包括沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探、振動(dòng)鉆探等。早期鉆探技術(shù)中所使用的鉆芯過于簡(jiǎn)陋，對(duì)設(shè)備要求較低，雖然操作簡(jiǎn)單但是所適用的鉆探深度和寬度較小，存在一定局限性。隨著鉆探技術(shù)的不斷升級(jí)創(chuàng)新，逐漸發(fā)展為全液壓驅(qū)動(dòng)、儀表控制、勘探與測(cè)試相結(jié)合。循環(huán)連續(xù)取芯鉆井技術(shù)在鉆探過程中通過壓縮處理，使碎片在高速空氣作用下從地心進(jìn)入管道，便于收集所需分析的地質(zhì)樣本。但是該類方法需要配備特殊的壁掛式鉆桿，故而未進(jìn)行普及。

當(dāng)前較常見的高性能定向鉆井技術(shù)，在勘探深度和精度方面都要優(yōu)于普通的鉆井技術(shù)。在深部地質(zhì)鉆探找礦過程中，由于鉆桿使用不便，可采用繩索取芯技術(shù)，依據(jù)鉆探深度調(diào)節(jié)升降頻次，借助工具填滿巖芯管并提取巖心，方便作業(yè)的同時(shí)減輕鉆頭的損耗。當(dāng)鉆探過程中出現(xiàn)堵塞情況，可通過工具進(jìn)行打撈處理，避免礦芯與鉆桿間出現(xiàn)摩擦，影響取芯質(zhì)量。

2.2 電磁勘查技術(shù)

電磁勘查技術(shù)常用于深度較大的地質(zhì)勘探。低頻率的電磁勘測(cè)技術(shù)能夠有效降低周邊環(huán)境對(duì)勘測(cè)結(jié)果的影響，提升勘測(cè)精度，獲得礦區(qū)的礦產(chǎn)資源賦存規(guī)律等信息。

當(dāng)需要對(duì)礦產(chǎn)所處區(qū)域進(jìn)行整體的地質(zhì)構(gòu)造分析時(shí)，可采用Fraser濾波器接收所需勘察區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，收集數(shù)據(jù)后可通過儀器進(jìn)行濾波處理，幫助識(shí)別所需的礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造，并標(biāo)記可能存在的構(gòu)造異常區(qū)域。

2.3 反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)

反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)常用于深部地質(zhì)的勘察和找礦，將空氣進(jìn)行壓縮當(dāng)作所需的循環(huán)載體，深部地質(zhì)的鉆探找礦要求鉆頭產(chǎn)生高速的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)地表中會(huì)產(chǎn)生大量的巖屑，在采集該地質(zhì)樣品進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)對(duì)其先后順序進(jìn)行標(biāo)記，用于對(duì)地下礦物的分布情況進(jìn)行判定。

礦區(qū)在開采前需要明確所開采區(qū)域的礦物含量的分布深度、具體位置、所處地勢(shì)構(gòu)造等條件，鉆探過程中布置雙臂鉆桿可以使連續(xù)巖屑與碎巖產(chǎn)生全面碰撞，這樣在提高開采效率的同時(shí)也能幫助開采隊(duì)伍避開地質(zhì)薄弱區(qū)域，提升施工作業(yè)的安全性能。與其他方法相比，反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)將地表巖屑替代柱狀巖心，而雙壁鉆桿的布置使用也提高了鉆探作業(yè)的要求。

2.4 X射線熒光及GPS追蹤系統(tǒng)

X射線熒光技術(shù)主要通過刺激X射線光子，霧化形成的X射線對(duì)所需分析的礦產(chǎn)樣本進(jìn)行檢測(cè)，依據(jù)所得結(jié)果中光譜強(qiáng)度以及X射線的波長(zhǎng)范圍，與相應(yīng)礦物元素所對(duì)應(yīng)的X射線譜進(jìn)行比對(duì)，幫助分析礦區(qū)中礦產(chǎn)資源所含微量元素的定性和定量分析。

在深部地質(zhì)勘查過程中，若需要對(duì)地質(zhì)信息進(jìn)行系統(tǒng)性分析，可預(yù)先收集所處地域的巖土分布、水流特性等信息，之后借助GPS追蹤系統(tǒng)與遙感技術(shù)，輸入所獲取的信息大致得出潛在礦產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的金屬分布。遙感技術(shù)的引入便于收集深部地質(zhì)的礦化信息，將所收集數(shù)據(jù)與外露巖石樣本信息進(jìn)行測(cè)繪和比對(duì)，進(jìn)而完成對(duì)深部地質(zhì)礦石含量的勘探檢測(cè)。完善的GPS傳感器系統(tǒng)還包括相應(yīng)的監(jiān)測(cè)平臺(tái)以及傳感信號(hào)的接受處理儀器，完善的數(shù)據(jù)采集整理系統(tǒng)能增加礦井定位和識(shí)別的準(zhǔn)確性，有效提升了深部地質(zhì)的勘探效率。

2.5 物探方法

物探法主要針對(duì)深部地質(zhì)勘察中的金屬礦產(chǎn)探測(cè)，基巖裸露、高差過大、巖溶裂隙及沖溝發(fā)育等復(fù)雜的地質(zhì)邊坡條件會(huì)對(duì)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成一定程度的影響。高密度電法具有電阻率測(cè)深和電阻率剖面的雙重功效，在探測(cè)過程中只需保持測(cè)點(diǎn)固定，調(diào)整電極距并進(jìn)行觀測(cè)，通過增加供電電極使得電流場(chǎng)的變化范圍加深，勘測(cè)人員通過觀測(cè)視電阻率值即可獲取測(cè)點(diǎn)下部地下介質(zhì)在豎直方向上電阻率的變化情況。電剖面法測(cè)量原理的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)量過程中可以在固定供電電極與測(cè)量電極的同時(shí)對(duì)將多個(gè)電極向所布置逐點(diǎn)逐漸移動(dòng)，根據(jù)所記錄視電阻率的變化情況對(duì)測(cè)線周邊及其所處某一深度范圍內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行勘察，識(shí)別出所勘察區(qū)域內(nèi)的薄弱地帶，避免在鉆探過程中破壞深部地質(zhì)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，促進(jìn)鉆探找礦工作的順利實(shí)施。

3 結(jié)語

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，資源問題逐漸突出。礦產(chǎn)資源需求的飛速增長(zhǎng)使得地質(zhì)勘察及深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)受到眾多學(xué)者的關(guān)注。深度礦產(chǎn)資源的開發(fā)提高了鉆探和找礦的難度，本文主要論述了深部地質(zhì)勘察的基本原則及常用鉆探找礦方法的技術(shù)特性，幫助相關(guān)工作人員識(shí)別礦產(chǎn)有利區(qū)段。此外，為創(chuàng)造科學(xué)合理的勘測(cè)系統(tǒng)，相關(guān)部門可加強(qiáng)對(duì)勘探技術(shù)的探索和研究，構(gòu)建完善的法律法規(guī)體系,形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為不同地質(zhì)條件下的鉆探找礦工作提供參考。