地质勘查和深部地质钻探找矿技术论文_吴凯旋

新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队

摘要:随着社会的发展以及经济建设脚步的加快,地质勘查以及深部地质钻探找矿技术为了满足各种需求也在不断进行改革与创新。基于此,本文针对地质勘查和深部地质钻探找矿技术发展及其意义进行分析,通过探索绳索取心技术、X荧光技术、深部流体技术、可控源音频大地电磁法、高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术五个方面进行了总结,为提升地质勘探发展水平提供有效参考。

关键词:地质勘探;找矿技术;深部地质钻探

引言

地质勘查与深部地质找矿技术对于目前我国矿产资源开发工作有着极为深远的影响,提升了矿产开采工作的有效性,管控开采成本,避免产生额外的费用。随着浅层探明矿产资源的逐步减少,矿产资源供给矛盾突出,对经济发展质量以及居民生活品质均产生了不利影响。为了有效应对这一局面,确保矿产资源的有效供给,矿山企业采取必要的技术手段,对深层地质进行勘查,开展找矿工作,为了提升深部找矿的质效,文章将地质勘查与深部地质找矿技术作为研究对象,从多个维度出发,对技术内涵以及应用方式进行全面梳理,形成系统完备的技术应用方案,推动深层矿产勘探工作的顺利实现。

1地质勘查和深部地质钻探找矿技术发展及其意义

我国具有丰富的矿物储藏,但是矿物储藏是需要通过各种有效的科学手段进行勘探以及寻找。就目前我国在采矿工业方面的现状来说,由于多年的经济快速发展,对于已知的矿产资源消耗速度越来越快,已经探知的矿藏不能够满足长期社会工业发展的需求,所以需要不断继续勘探找矿,这样才能够为日后的经济发展以及社会活动打下物资方面的基础[1]。而进行矿产资源勘探所要面临的阻碍包含很多方面,首先是矿产资源分布的未知性,这也导致了勘探工作所涉及的工作量较大,时间较长,其次是在技术方面,如果技术无法满足勘探的需求,那么就会使勘探的质量与效率大大降低,最后是在实际勘探工作中的各项资源统筹调配工作方面,不能够合理地应用不同种类资源,那么也将对矿业资源勘探造成影响。为了解决以上可能出现的问题,在我国的矿业勘探与地质勘查活动中,采取了各种创新的技术,并不断进行科技研制与创新,力图更好更快地进行地质勘探工作,探求出大自然中蕴含的丰富资源位置,使其成为促进人类社会繁荣进步的稳固基石。

2地质勘查和深部地质钻探找矿技术分析

2.1金刚石绳索取芯技术

该技术在当前的地质勘查及钻探工作中有着非常广泛的应用,依托高硬度的金刚石便可对相应的质层矿产资源进行良好的钻探处理,但是由于我国对于此项技术的研究稍晚,从钻探深度来看略逊于国外的金刚石绳索取芯技术,所以需要我国科研人员继续做好技术研发工作,提升该项技术的应用价值。分析地质深部找矿工作开展情况,可知矿产资源开采企业利用该技术时都会应用常规钻杆,让其从绳索取芯装置中穿过便可进行取芯作业,由于这一过程较为复杂,而且钻头磨损严重,需要耗费大量的钻探成本,而我国自主制造的钻头最多可进行地质深度约40米的钻探,从技术应用的整体效果来看作业效率非常低,成本高昂,所以开采企业在进行地质深部钻探作业时基于钻探深度与自身实力,要慎重选择该种地质勘查钻探方式。

2.2反循环连续取芯钻探技术

反循环连续取芯钻探技术应用频率较低,使用范围较小,其技术原理在于,钻头通过对空气进行压缩处理,提升旋转速度以及钻探力度,在进行深度挖矿环节,使得碎石在高速气流的带动下进入地表,根据掉落时间,对不同深度的样品进行记录检测,在这种技术模式下,反循环连续取芯钻探的有效性得到大大提升,其工作效率约为传统取芯技术的10倍以上,并且使用成本相对较低。其工作方式如下图所示。工作人员通过对钻头、接头等组件类型以及安装位置的管控,有效增强反循环连续取芯钻探效能,以有效适应不同深度的挖矿作业需求。

2.3RS及GPS感应技术

前一项技术应用时能够借助于遥感装置,来对勘查地区的地形地貌、土层及水层等基本分布情况作以准确反映,之后再对相关信息进行有效处理分析,便可以了解勘查地区是否存在矿藏信息,以此可有效缩小找矿范围,促使找矿人员可以在较小的范围内尽快找到矿藏所在地;同时依托该技术,可以获得勘查地区地质信息,并可绘制地形图,而后找矿人员可以对地图与地质信息加以分析,把握该地储藏的矿种类型,基于矿化信息及波谱(露出的岩石层)便可以找到深部矿藏。后一种技术使用期间,可依据采集到的信息构建勘查地区的三维坐标,并且基于感应及监控系统平台,可获取岩石层中矿物光谱及辐射强度等信息,然后找矿人员参考这些信息,将其输入到数据库中与存储信息作以对照比较与分析,便可以掌握本地区的矿产资源种类,再通过三维坐标定位资源埋藏地点即可进行采矿作业。

2.4X荧光技术

X荧光技术在进行地质勘查和深部地质钻探找矿工作中发挥了重要的作用,该技术其能够对矿山地下的矿产成分进行有效分析,并且判断其是否是具有开采价值的矿产。X荧光技术所应用的原理是不同的矿物质岩石经过X荧光的照射之后,所产生的反射波长是不同的。反射波长的长短可以成为鉴定地下矿藏的成分、种类的重要依据,所以在采取X荧光技术进行矿物勘探的过程中,关键的环节就是对于波长的捕捉判定,只有准确的波长才能够保障对于地下岩石成分的判定。类似原理的还有低频电磁技术。所谓低频电磁技术就是利用低频电磁波的捕捉,进而分辨其矿石的种类。在地下,不同的矿石成分所返回的电磁波是具有差别的,电磁波的长短也能够成为测定地下矿藏具体成分的因素,并且这种方法较为精确,又使用了较少的人工成本,不失为一种便捷高效的勘探方法。利用这两种手段都是针对不同矿石之间的特性,结合了科学的原理从而实现有效的判断,这种方式有效降低了传统勘探手段所需用的大量时间,促进找矿的效率不断提升。

2.5可控源音频大地电磁法

可控源音频大地电磁法是一种电磁法勘探矿藏的分支,又被称为CSAMT,这项技术采用的是人工进行控制的场源,开展频率测深工作。这项技术应用的过程中,采取人工控制的场源能够有效解决自然环境中场源信号较小的缺点,也就实现了人工的增强。早在上个世纪的中后期,就开始利用可控源音频大地电磁法进行地质的勘探,这种方式能够展现出自身高效快速的优良特点,并且针对不同环境下频率具有差异的交变电流进行输送,从而根据其电磁场的分量进行测量工作,利用卡尼亚电阻率以及阻抗相对的计算实现针对地下位置矿物成分的探测。随着科技的发展,针对可控源音频大地电磁法的推算方式也在不断进行优化,相较于以往的运算方法,为了不断降低计算机运算所使用的内存,通过对于捷径的探寻不断提升计算的效率和准确性,从而推进这项技术的有效推展。

结语

地质勘查和深部找矿工作,具有工作环节多、工作量大、勘查及找矿难度高等特点,矿产资源开采若继续使用常规依赖人力的地质条件勘查及深部找矿技术,会制约该项工作质量及效率的有效提升,所以资源开采企业需要认识到先进的地质勘查、地质深层找矿技术应用的重要性,继而对目前出现的一些新型技术加强认识与了解,从而在准确把握技术应用要求之后,基于地质勘查、找矿地区的实际情况,选择适合的技术类型,从而保证该项勘查找矿工作质量与水平的提升。

参考文献:

[1]尹积林.当前金属矿床深部找矿中的地质研究[J/OL].世界有色金属,2018(22):61-62.

[2]张贤军.深部矿产资源地质勘查中问题研究[J/OL].世界有色金属,2018(23):274,276.

论文作者:吴凯旋

论文发表刊物:《防护工程》2019年8期

论文发表时间:2019/7/31

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