江西東鄉(xiāng)銅礦勘探硬脆碎礦層泥漿技術(shù)應(yīng)用與研究

付 文

（江西有色地質(zhì)勘查一隊(duì)，江西 鷹潭 335000）

江西東鄉(xiāng)銅礦床位于揚(yáng)子板塊和華夏板塊的碰撞結(jié)合地帶，這里地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁加上活動(dòng)周期長(zhǎng)和礦體受后期地質(zhì)活動(dòng)的破壞這些因素的影響，東鄉(xiāng)銅礦的礦體產(chǎn)狀總的來說和含礦地層的層間破碎帶基本一致，這就是說，東鄉(xiāng)銅礦的礦層基本上都是硬脆碎礦層，并且在勘探過程中會(huì)產(chǎn)生大量泥漿，這為銅礦的勘探工作造成了不小的困難。傳統(tǒng)的銅礦勘探采用的泥漿處理技術(shù)無法克服東鄉(xiāng)銅礦床的獨(dú)特地質(zhì)構(gòu)造，傳統(tǒng)探勘所采用的泥漿技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。本文通過對(duì)硬脆碎礦層采用的泥漿技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行分析研究，希望能為硬脆碎礦層的泥漿處理提供一些理論上的指導(dǎo)，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)東鄉(xiāng)銅礦的順利勘探提供一些幫助。

1 江西東鄉(xiāng)銅礦勘探硬脆碎礦層泥漿技術(shù)應(yīng)用的研究

銅，作為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要金屬材料和戰(zhàn)略物資，是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所必需的關(guān)鍵材料。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和現(xiàn)代化工業(yè)的轉(zhuǎn)型，銅資源的使用范圍越來越廣，對(duì)銅資源的需求也越來越多。銅礦勘探工作的開展也就具有十分重要的意義。

但是，江西東鄉(xiāng)的銅礦地區(qū)，由于銅礦特殊的硬脆碎礦體結(jié)構(gòu)，在勘探過程中會(huì)產(chǎn)生大量泥漿，泥漿如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，?huì)阻礙勘探工作的進(jìn)行。當(dāng)前，泥漿的處理主要包括泥漿漏失處理、廢棄泥漿處理和污染性泥漿修復(fù)這三方面。針對(duì)硬脆碎礦層，泥漿處理所采用的技術(shù)部不盡相同，接下來我們進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1 泥漿漏失處理技術(shù)的應(yīng)用

我國隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)銅的需求與日俱增，銅的勘探工作也隨之展開。在勘探過程中，由于礦層裂縫、孔洞、地下河道等地質(zhì)因素和勘探過程中泥漿壓力低于地層壓力等工藝因素，不可避免地會(huì)出現(xiàn)泥漿漏失現(xiàn)象。泥漿漏失會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的勘探事故，從而耽誤了正常的勘探工作，造成嚴(yán)重的損失。針對(duì)硬脆碎礦層勘探過程中的泥漿漏失問題，主要采用超聲波流量測(cè)試技術(shù)。該技術(shù)是通過一對(duì)超聲波換能器測(cè)量超聲在泥漿流體介質(zhì)傳播過程中信號(hào)的頻率變換情況，進(jìn)而判斷出泥漿漏失礦層位置和泥漿漏失的流速[1]。判斷出泥漿漏失的礦層位置然后采取相對(duì)應(yīng)的措施，防止泥漿漏失帶來更嚴(yán)重的危害。

保證礦層泥漿漏失的具體位置和泥漿漏失的流速是處理泥漿漏失問題的關(guān)鍵。根據(jù)泥漿漏失的處理技術(shù)設(shè)計(jì)出泥漿漏失超聲測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)用于測(cè)量泥漿漏失位置和傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的具體工作中。詳細(xì)的應(yīng)用硬件設(shè)施和軟件設(shè)施分別為超聲換能器和超聲信號(hào)發(fā)射電路。超聲波換能器是測(cè)量超聲流速的傳感器，相符合的超聲接收和發(fā)射電路的設(shè)計(jì)必須以它為依據(jù)。超聲波換能器能最大程度地確保對(duì)泥漿漏失流速的精準(zhǔn)測(cè)量[2]。超聲信號(hào)發(fā)射電路在一定程度上則能夠避免實(shí)際勘探工作中噪聲、地理環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造對(duì)信號(hào)接收的干擾作用。并且，超聲信號(hào)發(fā)射電路能夠及時(shí)檢測(cè)出信號(hào)的實(shí)部及虛部，最后再經(jīng)過時(shí)閾、相閾或頻閾值處理，從而識(shí)別出泥漿的流向信息。

1.2 廢棄泥漿處理技術(shù)的應(yīng)用

銅礦勘探過程中由于鉆探工具會(huì)攜帶大量礦體碎屑再加上地下水文因素影響會(huì)產(chǎn)生大量廢棄泥漿。廢棄泥漿如果不經(jīng)處理直接排放將對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并且造成銅礦資源的浪費(fèi)。

針對(duì)東鄉(xiāng)銅礦硬脆碎礦層的勘探過程中產(chǎn)生的廢棄泥漿，主要采用離心-低溫/減壓熱蒸餾的處理技術(shù)。其技術(shù)核心是利用置入廢棄泥漿中的轉(zhuǎn)子快速攪動(dòng)，同周圍環(huán)境中的泥漿摩擦產(chǎn)生的熱量代替?zhèn)鹘y(tǒng)線圈加熱。溫度升高后，廢棄泥漿中的液體部分受熱揮發(fā)，固體部分得到清潔、干燥。離心-低溫/減壓熱蒸餾技術(shù)主要應(yīng)用于勘探過程中廢棄泥漿的處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)采用離心-減壓熱蒸餾技術(shù)，泥漿脫油率達(dá)到93.6%，泥漿脫水率高達(dá)99.9%，剩余固體含油率為0.9%，剩余固體含水率為0.1%，而其他有機(jī)質(zhì)含量則為13.9%。由此可見該系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了效果最大化地廢棄泥漿處理。

1.3 污染性泥漿修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

即使對(duì)漏失泥漿和廢棄泥漿進(jìn)行及時(shí)處理，在勘探過程中仍然難免會(huì)造成泥漿污染問題。針對(duì)東鄉(xiāng)銅礦硬脆碎礦層的勘探過程中造成的泥漿污染問題，主要采用生物修復(fù)技術(shù)。是指一切利用生物為主體的污染主壤或污染水體治理技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)具體是指利用動(dòng)物、植物和微生物吸收、降解上壤和水體中的污染物，使污染物的濃度降到能接受的程度或者是將危害性的污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)[3]。生物修復(fù)技術(shù)具有成本低、耗能少和對(duì)環(huán)境影響較小的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)東鄉(xiāng)銅礦勘探硬脆碎礦層產(chǎn)生的污染性泥漿，將生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于污染土壤的修復(fù)工作中。根據(jù)此技術(shù)設(shè)計(jì)出生物泥漿反應(yīng)器，生物泥漿反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)污染主壤處理、泥漿處理、處理后上壤的處置和泥漿流動(dòng)過程中的控制四個(gè)方面的協(xié)調(diào)工作。

這一應(yīng)用裝置提高而污染物和營(yíng)養(yǎng)物、微生物三者間的接觸，具有污染物降解速度快、修復(fù)周期短的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而形成勘探-開采-修復(fù)的有機(jī)生產(chǎn)鏈，在保護(hù)環(huán)境的前提下，進(jìn)行銅礦的勘探工作，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的共同發(fā)展。

2 結(jié)語

通過針對(duì)江西東鄉(xiāng)銅礦硬脆碎礦層勘探過程中造成的泥漿問題采用不同的泥漿處理技術(shù)，并將其應(yīng)用于具體的銅礦勘探總做中，能夠有效解決硬脆碎礦層泥漿問題，確保銅礦勘探工作的順利開展。但是由于東鄉(xiāng)硬脆碎獨(dú)特的礦體結(jié)構(gòu)，在勘探工作中仍存在一些實(shí)際的操作問題，這還需要我們進(jìn)一步地研究探索。