略談地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)

趙建平

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650000）

社會(huì)生產(chǎn)與生活中需要用到大量的礦產(chǎn)資源，但是隨著開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大，淺部找礦已經(jīng)不能滿足社會(huì)需求，找礦深度逐漸加深，500m以下的找礦工作則被認(rèn)為是深部找礦。與淺部找礦相比，深部找礦更容易受到地質(zhì)環(huán)境與工程環(huán)境的影響，導(dǎo)致找礦工作面臨的困難較大，對(duì)于工作人員的專業(yè)性與技術(shù)性要求較高。只有加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)的全面勘查，分析在找礦當(dāng)中可能遇到的意外情況，才能幫助管理人員制定切實(shí)可行的預(yù)防與處理方案，提升深部找礦工作效率的同時(shí)，避免重大安全事故的發(fā)生。

1 地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦現(xiàn)狀分析

我國(guó)礦產(chǎn)資源類型豐富，由于受到勘查與開(kāi)發(fā)技術(shù)的限制，我國(guó)地質(zhì)找礦工作的進(jìn)展情況不容樂(lè)觀。通常情況下，工作人員會(huì)在300-500m之間開(kāi)展勘查找礦工作，而在勘查找礦技術(shù)水平較高的國(guó)家，其深度可以達(dá)到800m左右，極大地促進(jìn)了礦產(chǎn)資源總量的提升[1]。由于我國(guó)礦產(chǎn)行業(yè)的起步較晚，因此在地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用中也存在諸多不足之處。很多勘查與找礦設(shè)備老化嚴(yán)重，未能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)更新?lián)Q代，嚴(yán)重影響工作效率的提升與人員的生命安全。無(wú)法實(shí)現(xiàn)勘查與找礦技術(shù)的自主研發(fā)，對(duì)于國(guó)外技術(shù)的依賴較強(qiáng)，導(dǎo)致工程成本逐漸增加。尤其是在深部地質(zhì)鉆探找礦當(dāng)中，由于技術(shù)與機(jī)具的限制，會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程。

2 地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用

2.1 繩索取芯技術(shù)

在云南省個(gè)舊市云南錫業(yè)股份有限公司卡房礦區(qū)1800坑下探礦工程當(dāng)中，設(shè)置鉆孔個(gè)數(shù)為23個(gè)，工程量約8000米。在地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦工作當(dāng)中，通常會(huì)應(yīng)用繩索提取巖芯，在此過(guò)程中通常不會(huì)對(duì)鉆桿進(jìn)行使用，而在更換鉆頭的過(guò)程中則需要借助于鉆桿完成。在作業(yè)中出現(xiàn)堵塞問(wèn)題時(shí)，利用核心工具填滿巖芯管并對(duì)巖心進(jìn)行提取，在此過(guò)程中無(wú)需借助于提升的鉆桿柱。

繩索取芯技術(shù)的適應(yīng)性與靈活性較強(qiáng)，在實(shí)際應(yīng)用中受到廣泛歡迎，在增強(qiáng)取芯質(zhì)量的同時(shí)，能夠促進(jìn)鉆進(jìn)效率的提升，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在堵塞情況下，能夠借助于打撈工具進(jìn)行處理，防止摩擦問(wèn)題出現(xiàn)在礦芯與鉆桿之間，防止取芯質(zhì)量受到影響。利用繩索取芯技術(shù)，可以對(duì)升降頻次進(jìn)行合理控制，減輕作業(yè)人員的工作壓力，防止鉆頭造成嚴(yán)重破壞[2]。

2.2 X熒光技術(shù)

X熒光技術(shù)在地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦中具有很強(qiáng)的靈活性，能夠保障勘查數(shù)據(jù)的全面性與可靠性，為后續(xù)作業(yè)提供數(shù)據(jù)信息支撐，提升工作效率與質(zhì)量，尤其是在品位分析和礦產(chǎn)元素成分分析當(dāng)中，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。地下物質(zhì)在激發(fā)光作用下，其發(fā)射的熒光波長(zhǎng)要更長(zhǎng)，工作人員可以根據(jù)X特征射線進(jìn)行地下礦產(chǎn)資源的分析[3]。

不同射線具有的能量值也存在差異性，能夠明確礦產(chǎn)資源的位置及地下隱伏構(gòu)造。與此同時(shí)，能夠?qū)ΦV產(chǎn)資源界限進(jìn)行劃分，明確礦層厚度等信息，為制定切實(shí)可行的深部地質(zhì)鉆研找礦工作方案提供依據(jù)。

2.3 甚低頻電磁勘查技術(shù)

當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源在地下深度較深且地質(zhì)環(huán)境存在一定復(fù)雜性時(shí)，為了提升作業(yè)效率、降低外界因素的影響，往往會(huì)采用甚低頻電磁勘查技術(shù)，能夠降低礦產(chǎn)勘探的難度。在電磁頻率數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)需要用到Fraser濾波器，對(duì)礦產(chǎn)資源的分布范圍、異常區(qū)域地質(zhì)等進(jìn)行分析。將電磁儀器設(shè)置于探測(cè)位置，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面獲取，在完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理與分析后，幫助工作人員掌握礦體的賦存規(guī)律等信息。

2.4 反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)

在地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦中應(yīng)用反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)時(shí)，其循環(huán)載體主要是壓縮空氣，連續(xù)巖屑與全面碎巖的碰撞，則需要借助于雙壁鉆桿來(lái)完成，并在鉆探作業(yè)當(dāng)中作為地質(zhì)樣品使用。

由于鉆頭會(huì)在鉆進(jìn)的過(guò)程中產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，地表中會(huì)有大量巖屑出現(xiàn)，在對(duì)其進(jìn)行收集時(shí)應(yīng)該按照先后順序，以便對(duì)地下礦藏情況進(jìn)行科學(xué)分析[4]。

在明確礦產(chǎn)資源厚度、深度和位置的基礎(chǔ)上，有效促進(jìn)作業(yè)效率的提升，這也是控制施工成本的有效途徑。在應(yīng)用反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)時(shí)，柱狀巖心會(huì)被地表巖屑所取代，雙壁鉆桿也會(huì)應(yīng)用于作業(yè)過(guò)程當(dāng)中，因此其作業(yè)難度較大。在我國(guó)地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦中，應(yīng)該對(duì)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒與學(xué)習(xí)，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，使其更加適應(yīng)找礦工作需求，滿足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的工作需求。

2.5 高精度受控定向鉆探技術(shù)及巖心定向技術(shù)

應(yīng)用高精度受控定向鉆探技術(shù)，能夠防止在鉆探過(guò)程中鉆孔工作軌道出現(xiàn)偏移問(wèn)題，提升了主孔中分孔的數(shù)量，其分孔通常為羽狀鉆孔。

在實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，往往會(huì)遇到斜坡陡壁的情況，這會(huì)導(dǎo)致鉆孔的難度上升，而且也面臨著多種安全隱患的威脅[5]。高精度受控定向鉆探技術(shù)的應(yīng)用，能夠在降低作業(yè)難度的同時(shí)，保障孔位的精準(zhǔn)性，降低了工作人員的施工壓力，是控制工程成本的關(guān)鍵技術(shù)。在將來(lái)的地質(zhì)勘查與深部找礦工作中，應(yīng)該加強(qiáng)高精度受控定向鉆探技術(shù)的運(yùn)用，防止重大安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

為了促進(jìn)礦產(chǎn)資源利用率的提升，滿足我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)于資源的需求，應(yīng)該加強(qiáng)地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的運(yùn)用，為工作效率的提升奠定基礎(chǔ)，同時(shí)防止出現(xiàn)重大的安全事故。繩索取芯技術(shù)、X熒光技術(shù)、甚低頻電磁勘查技術(shù)、反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)、高精度受控定向鉆探技術(shù)及巖心定向技術(shù)等，在勘查和找礦中具有不同的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該依照實(shí)際情況選擇合理的技術(shù)類型。