新形勢(shì)下地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開(kāi)采技術(shù)創(chuàng)新

何紹龍，劉世朝，晁增華

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第五地質(zhì)大隊(duì)，青海 格爾木 816000）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越多，如何準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)大型礦產(chǎn)成為了關(guān)鍵。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作不僅僅是一項(xiàng)地質(zhì)工作，而且具有巨大的商業(yè)價(jià)值。礦產(chǎn)地質(zhì)勘查產(chǎn)品并非只是礦床，而是通過(guò)勘查到的信息、數(shù)據(jù)等資源，來(lái)深入探索地下礦床結(jié)構(gòu)的奧妙，尋找礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律，從而為礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的可行性提供客觀的指導(dǎo)作用。若沒(méi)有事前做好地質(zhì)勘查工作，不能有效收集、分析及處理勘查數(shù)據(jù)，那么，就無(wú)法保證后期礦產(chǎn)資源開(kāi)采、挖掘的科學(xué)性[1]。

1 新形勢(shì)下礦產(chǎn)勘查的運(yùn)用現(xiàn)狀分析

當(dāng)前我國(guó)礦產(chǎn)資源的整體勘查速度相對(duì)較快，在全新的時(shí)代發(fā)展背景下，金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)和使用受到了人們廣泛的關(guān)注和重視，同時(shí)也推動(dòng)著我國(guó)社會(huì)各大企業(yè)的快速發(fā)展。隨著社會(huì)的發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量不斷上漲，礦產(chǎn)開(kāi)采的類型也在不斷增多，其中重點(diǎn)包含了有色金屬貴重金屬、稀有金屬以及稀散型金屬等。要想實(shí)現(xiàn)金屬礦資源到科學(xué)和高效化開(kāi)采，必須要充分做好地質(zhì)礦山的勘察工作，并且研究出更加先進(jìn)的找礦技術(shù)，在礦產(chǎn)資源的開(kāi)采工作中加以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)良好的礦產(chǎn)資源開(kāi)采工作效果。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)也起到了一定的革新和影響作用，地質(zhì)找礦技術(shù)由傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖方法，逐漸轉(zhuǎn)化成了地質(zhì)綜合找礦的方法，提高了我國(guó)找礦靶區(qū)大型礦床外圍的摸邊以及探底工作，同時(shí)也建立起了一系列重要的礦中找礦模型以及預(yù)測(cè)模型，通過(guò)多種狀況技術(shù)之間的有效配合應(yīng)用，使得我國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)采工作不斷朝著更高層次上發(fā)展[2]。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查方法

2.1 物化探測(cè)技術(shù)

在礦產(chǎn)資源勘查過(guò)程中，有些礦產(chǎn)資源處于較深的位置，給地質(zhì)資源勘查工作帶來(lái)了較大的困難，而將地球物理以及地球化學(xué)勘查技術(shù)應(yīng)用到這類礦產(chǎn)資源勘查中，可以有效解決現(xiàn)有問(wèn)題。在進(jìn)行地質(zhì)資源勘查準(zhǔn)備工作中，一方面要系統(tǒng)地掌握成礦系統(tǒng)以及礦產(chǎn)的形式，另一方面也要獲取礦床的深度信息。特別是在尋找深度較深的礦床時(shí)，掌握礦床的詳細(xì)情況能夠?yàn)榈V產(chǎn)勘查工作提供幫助。地球物理勘查融合了現(xiàn)代物理技術(shù)以及勘測(cè)技術(shù)，目前地球物理勘查技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)

在3S 技術(shù)基礎(chǔ)上，數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)由此誕生，其主要用于數(shù)據(jù)分析處理，通過(guò)數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高礦產(chǎn)地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，保證數(shù)據(jù)處理更高效、更迅速、更方便，此外，此項(xiàng)技術(shù)還與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)結(jié)合，能夠有效提高數(shù)據(jù)信息資源的利用率。在完成礦產(chǎn)地質(zhì)勘查信息處理工作后，還可以做好存儲(chǔ)工作，建立完整且強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于后期查看及調(diào)用數(shù)據(jù)信息，大大降低工作壓力。與其他礦產(chǎn)地質(zhì)勘查技術(shù)相比，數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)兼容性較高，且操作簡(jiǎn)單，可以很好地保障數(shù)據(jù)信息的安全?；谏鲜鰞?yōu)勢(shì)，在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，數(shù)字地質(zhì)填圖技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，且應(yīng)用效果良好[3]。

2.3 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)起源于20 世紀(jì)60 年代末期，主要的工作原理是通過(guò)各種傳感器設(shè)備向目標(biāo)發(fā)射電磁波，然后依照所收集的電磁波反射的信息信號(hào)來(lái)生成相應(yīng)的影像，最終有效完成數(shù)據(jù)信息的收集和使用。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和找礦技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，可以對(duì)多種不同的傳感器設(shè)備來(lái)加以使用，像一些比較復(fù)雜的地形地貌條件當(dāng)中發(fā)射電磁波，然后對(duì)電磁波反饋收集到的信息進(jìn)行處理，進(jìn)而可以有效探測(cè)書(shū)的地層內(nèi)部礦產(chǎn)資源的大致分布狀況。通過(guò)遙感技術(shù)的有效使用，可以對(duì)礦脈進(jìn)行大致的探查和尋找，同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)的綜合性能較高，可以在短時(shí)間范圍內(nèi)，為地質(zhì)勘查以及找礦工作提供出大范圍的數(shù)據(jù)信息，重點(diǎn)包含了地面隱藏的叢林、山林等，可以在影像當(dāng)中得到充分的顯現(xiàn)，是我國(guó)地質(zhì)勘查工作當(dāng)中非常重要的技術(shù)手段[4]。

2.4 電法勘探技術(shù)

在地球物理學(xué)應(yīng)用中，電法勘探是應(yīng)用最多、使用性最強(qiáng)的一項(xiàng)勘查技術(shù)。巖石、礦體及地質(zhì)構(gòu)造等均為地殼的主要構(gòu)成部分，其導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性、電化學(xué)性質(zhì)是不同的，因此，可根據(jù)這些差異性，通過(guò)電法勘探技術(shù)，通過(guò)對(duì)巖石、礦石等物理參數(shù)的分析，來(lái)推斷礦體的實(shí)際情況，如形狀、大小、位置、埋藏深度等，以此滿足勘探目標(biāo)，解決一些工程地質(zhì)及深部地質(zhì)問(wèn)題。

2.5 計(jì)算機(jī)三維可視化技術(shù)

礦床形成條件、賦存規(guī)律及礦體變化特征的探尋均為礦產(chǎn)勘查的基本任務(wù)，并能取得地質(zhì)儲(chǔ)量、礦山設(shè)計(jì)所獲取的地質(zhì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)相關(guān)信息。礦產(chǎn)資源在地下基本上均屬于三維空間分布，在礦產(chǎn)勘查工作中，通過(guò)三維可視化技術(shù)的應(yīng)用，可有效提升勘查技術(shù)水平。在地域地質(zhì)調(diào)查中，通過(guò)三維礦產(chǎn)勘探信息技術(shù)的應(yīng)用，可將計(jì)算機(jī)三維可視化技術(shù)和地質(zhì)勘查方法有效結(jié)合，構(gòu)建先進(jìn)實(shí)用的資源勘查工具系統(tǒng)，這已成為當(dāng)前礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2.6 GPS 感應(yīng)技術(shù)

GPS 感應(yīng)技術(shù)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛，其中DCCS 系統(tǒng)是GPS 系統(tǒng)的一個(gè)分支與升級(jí)，整個(gè)定位工作能力相對(duì)較強(qiáng)，DCCS 屬于模塊化開(kāi)源工作系統(tǒng)，在工作過(guò)程中主要是以GPS 作為核心，其中配備了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、圖像傳輸系統(tǒng)、熱感應(yīng)瞄準(zhǔn)器設(shè)備以及集成磁傳感器設(shè)備等，為了有效降低研發(fā)工作成本以及加快研究工作進(jìn)度，該系統(tǒng)需要盡可能使用現(xiàn)有的一些工作組件，其中面臨最大的挑戰(zhàn)和問(wèn)題，需要將這些組件有效集成到可穿戴設(shè)備當(dāng)中[5]。

3 提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)水平的路徑

3.1 創(chuàng)設(shè)健全的礦產(chǎn)資源勘查工作體制

當(dāng)下在進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作時(shí)，創(chuàng)設(shè)健全的工作體制非常有必要，是保證各項(xiàng)工作有序開(kāi)展的前提，也有助于提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查效果。充分了解各種地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查方法的特征與應(yīng)用方式，根據(jù)地質(zhì)勘查的實(shí)際狀況，選取相符合的地質(zhì)勘查方法。選取適宜的地質(zhì)勘查方法非常重要，是提高勘查結(jié)果準(zhǔn)確性與有效性的重要保障[6]。比如說(shuō)在進(jìn)行以山地為主的地質(zhì)資源勘查工作時(shí)，勘查團(tuán)隊(duì)必須要重點(diǎn)分析河水中的礦物質(zhì)元素含量，并結(jié)合每個(gè)河流的水流量進(jìn)行綜合分析，得到多個(gè)河流的數(shù)據(jù)信息。通常情況下，許多河流的水流量不大，流速也不快，與一般河流的大小相比具有較大差異，在進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量時(shí)，龐大的地質(zhì)勘查設(shè)施難以發(fā)揮較大的作用。因此，地質(zhì)勘查單位在處理這類任務(wù)時(shí)要以抽樣調(diào)查方法為主，采用樣品試劑進(jìn)行全面檢測(cè)，整合各個(gè)試劑的檢測(cè)結(jié)果并進(jìn)行深入研究，從而獲得河流中存在的礦物質(zhì)類型與含量。

3.2 加強(qiáng)監(jiān)管，保障權(quán)益

礦產(chǎn)行業(yè)是高危行業(yè)，礦產(chǎn)資源勘查工作極具危險(xiǎn)性，若安全意識(shí)不高，安全防范措施不到位，將嚴(yán)重威脅勘查人員的生命安全。隨著礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的不斷深入，必須加大法律保障，建立完善的法律法規(guī)體系，從而為勘查工作的生命安全和合法權(quán)益帶來(lái)強(qiáng)大保障。此外，還要加大對(duì)礦產(chǎn)企業(yè)的扶持力度，增加固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的資金投入，積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。明確礦產(chǎn)資源勘查范圍和內(nèi)容，做好礦產(chǎn)資源勘查風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防工作，加大保護(hù)力度，針對(duì)違法、違規(guī)行為，以嚴(yán)厲打擊，并實(shí)行問(wèn)責(zé)機(jī)制，若觸及法律，則必須依法追究法律責(zé)任，嚴(yán)懲不貸。

3.3 加強(qiáng)勘查信息管理與共享系統(tǒng)建設(shè)

地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，為了提高勘查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與時(shí)效性，必須要加強(qiáng)勘查信息管理與共享系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查的效果與速度。在進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要充分考察勘查區(qū)域的實(shí)際情況，并在此基礎(chǔ)上逐步完善信息管理與共享平臺(tái)建設(shè)，確保平臺(tái)內(nèi)的各個(gè)內(nèi)容與實(shí)際勘查活動(dòng)具有較高的契合度。從目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)來(lái)看，地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查工作開(kāi)展效果與技術(shù)手段應(yīng)用密切相關(guān)，同時(shí)與勘查地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也有較大的關(guān)系。在加強(qiáng)地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)應(yīng)用時(shí)，要充分領(lǐng)悟礦產(chǎn)勘查理論知識(shí)，明白成礦的詳細(xì)過(guò)程，全面掌握地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)家法律規(guī)定，為提高礦產(chǎn)資源勘查效果提供支持。

3.4 加強(qiáng)科技引領(lǐng)，推進(jìn)新方法和新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)，從以往礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作來(lái)看，任何一項(xiàng)重大成果都不是一蹴而就的，都是根據(jù)新現(xiàn)象，突破思維禁錮，打破舊傳統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際情況，結(jié)合理論研究，采取新方法、新思想，實(shí)現(xiàn)的一種技術(shù)創(chuàng)新?？萍家I(lǐng)世界，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，要重視科技的力量，緊緊結(jié)合理論知識(shí)，將先進(jìn)的技術(shù)、工藝、設(shè)備運(yùn)用到礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作當(dāng)中，尤其是信息技術(shù)。借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)，更精準(zhǔn)地進(jìn)行計(jì)算和分類，從而準(zhǔn)確獲取礦產(chǎn)資源結(jié)構(gòu)和分布情況，大幅提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查的科學(xué)性、實(shí)效性礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，針對(duì)勘查信息，應(yīng)加大重視程度，尤其是半隱伏礦和隱伏礦及地表礦的尋找工作，須深入分析找礦信息并合理化利用，這對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的順利開(kāi)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為有效提升礦產(chǎn)資源勘查效率與質(zhì)量，應(yīng)逐步淘汰傳統(tǒng)、落后的地質(zhì)勘查技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，積極主動(dòng)地引進(jìn)更精準(zhǔn)、更先進(jìn)、更便捷的勘查新技術(shù)，尤其是一些高新技術(shù)的應(yīng)用。全面收集礦產(chǎn)資源信息，開(kāi)展更深層次的研究，為我國(guó)礦產(chǎn)資源的合理利用提供可靠保障。

4 地質(zhì)礦產(chǎn)綠色開(kāi)采技術(shù)

4.1 廢棄物利用技術(shù)

矸石和礦渣的產(chǎn)生在礦區(qū)開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中是必不可少的，在以往的采礦工程中這些只能充當(dāng)固體廢棄物被丟棄在地表，不光會(huì)侵占土地資源，還會(huì)有污染氣體的產(chǎn)生。通過(guò)廢棄物利用技術(shù)，能夠有效對(duì)礦渣進(jìn)行處理，之后進(jìn)行回收利用。目前的廢棄物處理的手段一般為回收利用和提煉，應(yīng)用到其他工程項(xiàng)目當(dāng)中可以有效減少成本。并且處理固體廢棄物有助于礦區(qū)農(nóng)耕用地、草地資源的恢復(fù)。

4.2 綠色保水開(kāi)采技術(shù)

對(duì)缺水區(qū)域，首先應(yīng)當(dāng)保證水資源的供應(yīng)充足，且可以實(shí)現(xiàn)有效利用。而針對(duì)水量充裕區(qū)域，則應(yīng)當(dāng)盡可能降低對(duì)水資源的破壞影響，采取科學(xué)措施規(guī)避水災(zāi)害等的影響。第一，在采礦期間應(yīng)當(dāng)注重對(duì)水資源的保護(hù)，第二，在開(kāi)采期間應(yīng)當(dāng)提升對(duì)水資源的利用率，最后在開(kāi)采期間避免水災(zāi)害等的影響。實(shí)際煤礦開(kāi)采期間，應(yīng)當(dāng)有目的性地開(kāi)展保水綠色開(kāi)采技術(shù)，避免地表沉降等問(wèn)題。

4.3 廢棄物利用技術(shù)

矸石和礦渣的產(chǎn)生在礦區(qū)開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中是必不可少的，在以往的采礦工程中這些只能充當(dāng)固體廢棄物被丟棄在地表，不光會(huì)侵占土地資源，還會(huì)有污染氣體的產(chǎn)生。通過(guò)廢棄物利用技術(shù)，能夠有效對(duì)礦渣進(jìn)行處理，之后進(jìn)行回收利用。目前的廢棄物處理的手段一般為回收利用和提煉，應(yīng)用到其他工程項(xiàng)目當(dāng)中可以有效減少成本。并且處理固體廢棄物有助于礦區(qū)農(nóng)耕用地、草地資源的恢復(fù)。

4.4 采用填充技術(shù)

如果地下礦井開(kāi)采完成以后，沒(méi)有進(jìn)行有效的填充工作，就很有可能造成地表塌陷，引起自然災(zāi)害的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的填充技術(shù)主要有風(fēng)力、巖石、粉煤填充等，這些技術(shù)手段不光需要投入大量的資金技術(shù)，而且效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到工程建設(shè)的需求。所以必須積極推進(jìn)先進(jìn)填充技術(shù)的應(yīng)用，比如利用粉煤灰、工業(yè)廢料和砂石等混合填充物，在有效的支護(hù)工作下，可以對(duì)地表沉降進(jìn)行合理的調(diào)控，同時(shí)規(guī)避地下礦井作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，減少火災(zāi)的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

由于地質(zhì)礦產(chǎn)資源是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)資源，在實(shí)際的開(kāi)采工作中必須要充分做好開(kāi)采量控制工作，不能存在隨意開(kāi)采等問(wèn)題。在開(kāi)展地質(zhì)礦產(chǎn)的勘查和找礦工作中，必須要充分堅(jiān)持可持續(xù)性發(fā)展原則，不能對(duì)生態(tài)環(huán)境形成嚴(yán)重的影響，在保證生態(tài)環(huán)境不受到嚴(yán)重破壞的基礎(chǔ)之上，有效使用更加先進(jìn)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查技術(shù)以及找礦技術(shù)，提高礦產(chǎn)資源的開(kāi)采效率和質(zhì)量，對(duì)推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。