关于矿山地质勘探技术发展趋势研究论文_张蒙

关于矿山地质勘探技术发展趋势研究论文_张蒙

山东烟台鑫泰黄金矿业有限责任公司 山东省烟台市 264000

摘要:地质勘探技术作为一种探明技术,是专门用来探明矿体特征结构和形态的技术方法。目前,地质勘探技术已经广泛应用于矿产领域之中,在矿山地质作业中发挥着越来越重要的作用。虽然我国在地质勘探方面已经取得了一定成果,也具备相应的装备制造能力,但是从技术、科研人员、成果转化以及创新能力等方面仍然与发达国家存在一定差距。

关键词:矿山地质勘探;技术;发展趋势

一、浅析矿山地质勘探技术

1、矿山地质勘探概述

矿山生产勘探又称生产探矿、开采勘探。指基建勘探之后,贯穿于整个矿床开采过程中,为保证矿山均衡正常生产而与采掘或采剥工作紧密结合、由矿山地质部门所进行的矿山勘探工作。矿产普查是地质勘探工作的主要任务,通过对地质勘探技术的合理运用,能够明确矿产的标准和质量,同时也能够为矿山的设计建设提供必要的地质资料,在完成地貌、地层、水文、结构、岩石以及矿产等方面的调查工作的同时,也确定了矿产的实际储量。

2、矿山地质勘探技术的应用现状

在地质勘探活动中,物理勘探、钻探、坑、槽探等是主要的地质勘探方法,其中钻探方法是最为常用的勘探方法,其应用十分广泛。矿山的开采是以细致的勘探为基础,矿山地质勘探技术的水平直接影响着矿山开采工程的质量,从目前我国地质勘探技术的应用来看,仍然存在着一些典型问题亟待解决。首先从区域界面的划分来看,地质勘探人员没有在科学研究岩土性质的基础上进行有针对性的区域界面划分。

其次,在对岩土的取样研究上并没有做到全面且客观。由于岩土本身的结构复杂,部分原状岩土的作用容易在取样研究中被忽略。比如:风化岩、残积土以及粗颗粒土等,如果没有对岩土进行多方面大范围的实地考察以及试验,那么统计出来的实验数据就会缺乏全面性,参考价值大大降低。最后,从人才建设来看,由于我国目前在矿山地质勘探方面没有建立起完整的教育体系,使得相关方面的人才培养不完善,地质勘查人员的实地作业和资料数据整理分析都较为欠缺,技术能力稍显不足。同时,由于缺少相对丰富的理论和实践作为支撑,工作人员在大多数的地质勘探工作中没有结合地基未来将建的建筑结构特点进行分析筹划,往往导致勘查目的不明确,统计的资料也在实际应用中的价值大打折扣。

二、矿山地质勘探技术发展趋势

目前,钻探仍然是获取地质资料的重要方法,它能够帮助工作人员获取第一手的地质资料,为后续工作的进行提供实质性的帮助。随着科技的进步,物探仪器也发生巨大的变化,性能发生的很大的提升,仪器的灵敏度、精确度、分辨率越来越高,远程实时控制、数据分析处理能力等方面也有了质的飞跃。同时,现代信息技术也逐渐渗入到了地质勘探的各个领域中,未来的地质勘探将会越加的信息化与自动化。

1、矿山井下勘探技术

经调查发现,在国际上针对小型断层和褶曲不能使用传统的勘探方法,也就是不能在地面上进行勘探,这就要求我们需要进行技术上的研发工作,使用新的技术进行勘探,因此现在针对这种情况应用较多的是井下勘探工作,一般都是通过物探以及矿层钻探等方法。经过理论分析可知,在整个矿层中,中间矿层的密度相对较小,就会形成一个低速槽,基于这种现象,20世纪国外发明产生了槽波地震勘探技术,应用这种技术在井下完成基本的勘探工作。近些年来,随着探地雷达技术的进步,勘探雷达系统随之产生,应用该勘探技术能够准确的勘探矿层情况,并且还能够对断层及裂隙进行准确的定位。

2、水平钻进技术

近现代,一些采矿技术先进的国家逐渐重视水平钻进技术,通过这种技术的使用,对矿层进行水平方向上的钻进工作,在随钻测斜技术的辅助之下,水平钻进技术取得了很好的成效。这些年来,水平钻进技术得到了大力发展,在矿产资源勘探的很多领域都得以应用,它既能够在井下勘探时进行使用,也能够在地面上沿特定的轨迹对矿层进行钻进。

3、多手段综合勘探

国际上一些国家注重新技术的开发与利用,并且针对现有的技术进行深入的研究工作。在矿矿区选址阶段,通过专用的软件能够通过钻孔测定出岩层的实际情况,可以确定出岩层的类型、强度、渗透率等情况。这种使用多种方法的综合勘探手段能够为施工活动提供详细、实用的施工构架,根据勘探情况做出相应的开采方案与科学的施工方向,应用多手段综合勘探是未来矿山地质勘探工作发展的重要方向。

4、动态地质勘探技术

通常的开采活动极易引发动力地质现象,进而导致矿井安全事故的发生,但是一般情况下,动力地质现象均具有动态特性,因此,在预测其形成时,不能只依靠静态数据,原始地质数据不能有效的反馈地质信息。

这就要求在开采活动进行的过程中,还要分析其动态的应力或物性资料,在开采活动进行期间,使用动态地质勘探技术能够进行高效的采矿活动,在加快开采进度的同时还能够保障开采的安全性。动态地质勘探技术的应用也就是开采期间在不同的连续位点进行多次勘探工作以获取实时数据,随时记录应力及物性信息,并针对得到的数据进行分析,确保开采活动的安全性。

5、引入高新科技技术

在未来的勘探活动中需要加快发展与应用信息技术,在现阶段的勘探工作中已经大量使用计算机及其高新技术,并且在很多地方已经得到了推广与发展,引入高新科技技术能够为勘探活动提供很大的便利,同时计算机的处理能力以及运算能力远超人类,在相关参数的选用上能够节省大量的时间,还能够保证数据的准确性,同时在自动化程度高的环节上也能够减少人力的使用。

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三、矿山地质勘探技术的具体应用

1、综合性的地质勘探法

综合性的地质勘探法主要是对测绘、通感、钻探以及多种物理探测进行综合使用的方法,结合点、线、面实现地质结构的全面勘探。首先对开采区域内的地质结构以及断层规律进行简单探测,获取地质底板变化、矿物分布情况以及含水层含量等数据资料,为开矿设计提供参考。其次应用微动勘查法获取地下信号具体波动情况,全面掌握勘探区域的地质状况。最后采用井下钻探完成矿产勘探工作,避免漏水问题的出现。综合性的地质勘探法相对于其他勘探方法,更具经济性和实用性。

2、X射线荧光技术

在特殊物质的作用下,会在短时间内产生某种颜色的光,它比激光的波长更长,因此X射线荧光也称作X特征射线。通过荧光技术完成地质勘探能够准确的测出矿产位置,尤其针对锌、铅、铜等矿产,还可以将地质结构以及地下隐藏断层清晰的显现出来,有利于矿产厚度的估算,有效保证矿产具备较高的品质且成分元素具有纯粹性。

3、甚低频电磁法

表露矿产和浅部矿产在长期开发下急剧减少,因此深化勘探工作的复杂以及困难程度逐渐提高,甚低频电磁法就在这种情况下应运而生,使深层地质的勘探数据更加准确。

4、通过GPS感应系统完成信息的采集

全球性的定位系统,连续性的导航定位能够通过三维数据坐标实现勘探的目的。GPS感应系统强大的功能性将采集到的数据资源整合,确保数据信息的有效性,精准定位地下矿产资源,同时根据地质的具体情况判断矿物质的构成。

5、地、物、化异常制约技术

创新地、物、化异常制约技术广泛应用于老矿山的覆盖区或深部,但在实际操作中,需要充分掌握落实的原理和特征,采取互补式的应用来增强其适用性。从目前应用阶段来看,这种技术在非正常情况的圈定上存在一定优势,但是在圈定隐伏异常体的深度和边界时,还需要更多的补足之处。

四、矿山地质资源勘察技术要点分析

先进的矿山资源勘察技术可有效帮助矿山地质勘探工程顺利实施,具有一定的科学性和系统性。在资源勘察技术运用中要严格遵守规章制度,有利于提高矿山勘探工作效率。勘察技术人员需要提前掌握不同矿山资源的分布情况,并进行详细调查,实现统筹兼顾。不同矿山的资源特征相差较大,需要对资源勘察区域进行完整规划,并按照规划有目的的实施。确定资源勘查主要区域前,需要考虑到矿山开发企业的经济实力以及周边环境特点,杜绝由于矿山开采对环境的破坏。资源勘察技术人员要根据企业的发展计划,提前制定出未来2年内的勘察工作内容,使资源勘察工作有计划、有组织的稳步实施。矿山资源勘察技术包括对当地矿区地质、地貌的检测,完成运用现代先进科学技术布置勘察工作任务。资源勘察的各个阶段对于整体矿山施工效果都有一定影响,要认真的审查勘察过程中的每个阶段,为以后的矿山资源勘察工作打下坚实的基础。

在勘探地下位置较深的矿山时,需要具备一定的经济条件和开采技术,并且要根据当地矿山地质特征,结合该地质所必须的化学技术进行勘察。同时,增加对矿区区域范围、规模变化的调查了解,结合地质环境惯有的规律对矿区实施预测检验。在矿山资源勘察过程中,需要严格控制勘察仪器和设备,选择具有一定优势的勘查位置,方便信息的获取。对于勘察出来的矿石无论价值大小都要进行系统评价和分类处理。随着现代科技的迅猛发展,矿山物质勘察方法变得更加先进。在勘察过程中,主要采用的勘查技术包括物化勘察法、数据采集法以及特殊找矿法。物化勘察法主要依靠地下岩石层的物性参数,因此需要预先寻找可以测量物性参数值的矿石。通常状况下,物化勘查需要融合激电、磁法等物理方法,利用小同结构的岩石,得到准确地下矿山资源的具体位置。数据采集法是一种高效率、低成本的矿山资源勘察技术方法,缩小矿山勘察区域,能够准确找到矿石位置,有效的减少勘察技术人员的工作量,降低工作难度系数。特殊找矿法抛弃传统找矿方法中的部分理论和观念,广泛用于结构复杂的矿山,发展前景良好。

五、矿山地质勘探需要解决的问题

1、环境污染

在矿山地质勘探工作进行的过程中由于操作不当极易对地质条件造成破坏,进而对环境造成次生灾害影响,由于勘探活动对地质体系形成一定的破坏,从而产生系列的环境问题。在勘探及开采活动中极易造成土地塌陷、土地荒漠化、水土流失、气体污染、破坏耕地、污染水源等等极具破坏性的灾害现象,有时还会诱导滑坡、地震等现象的发生。因此在矿山地质勘探的初期就要根据矿区的实际情况做出适当性的预测,对环境进行评估,并针对后期容易产生的问题做出防范与治理的方案,避免产生更多不可挽回的后果。

2、矿井水防治

中国国土辽阔,在中国的很多地区都存在矿产资源,在部分矿区中地下水丰富,这就会导致随着开采深度的增加,矿井内的溢水量会逐渐增多,进而导致事故的发生。在我国现有的资料中,浅层的矿井水治理手段并不能完全适用于深层的矿井溢水现象,与此同时矿山的水文地质条件不尽相同,复杂的地质条件再次加大了处理难度,在开采深度持续加大的今天急需发展新型的防治及处理机制,在接下来的阶段中需要研究的重点在于高新技术的开发应用、矿井水实验与研究、矿井水预测及处理技术等。

结束语

在矿山地质勘探的过程中,各个环节要相互协作,紧密衔接,这样能够有效的保证勘探工作的准确性,在测量、记录、标定等环节中要相互协调,分工明确,共同促使勘探工作的进行。近些年来,世界各国的矿山地质勘探工作量正在逐渐减少,但技术研发工作却从未停止下来,与世界发达国家相比,我国的矿山地质勘探技术仍存在很多的不足需要去发展。因此,在接下来的阶段中,我们必须要抓住机遇,加快矿山地质勘探技术的研发与应用,进而满足我国对矿产资源的需求。

参考文献:

[1]翟贵田.煤田地质勘探技术及特点浅析[J].内蒙古煤炭经济,2017(09):24+33.

[2]邹云超,李成磊,田根国.浅析煤田地质勘探的现状与发展趋势[J].西部探矿工程,2016,28(06):105-107.

论文作者:张蒙

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/7/31

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