地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術(shù)的運(yùn)用及安全問題

李秀峰

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

我國礦產(chǎn)資源儲量十分豐富，但由于人口基數(shù)大，導(dǎo)致人均資源量較低。而礦產(chǎn)資源廣泛應(yīng)用于人民生產(chǎn)和生活中。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，科學(xué)地開展地質(zhì)勘查工程，提高資源利用率，是礦產(chǎn)工程行業(yè)面臨的重要課題。用先進(jìn)的勘查技術(shù)進(jìn)行資源勘查，是實(shí)現(xiàn)礦業(yè)發(fā)展的重要方法和重要保障。自從21世紀(jì)以來，工程技術(shù)人員對地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行了大量研究和應(yīng)用，為勘探工程提供了重要技術(shù)支持。

1 地質(zhì)勘察工程簡介

1.1 工程分類

地質(zhì)勘探工程分為礦產(chǎn)勘探和鉆井工程。礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目，它一般指開挖勘探隧道，利用專業(yè)設(shè)備在巖層內(nèi)進(jìn)行開挖通道。坑探工程用于勘探地表礦產(chǎn)資源，工程技術(shù)人員通過分析資源狀況和相關(guān)數(shù)據(jù)信息了解該地區(qū)的地質(zhì)水文結(jié)構(gòu)。此外，通過對地質(zhì)樣品分析，以達(dá)到測試礦產(chǎn)儲量的目標(biāo)，這對礦產(chǎn)開采具有重要意義。鉆井工程是指按照地質(zhì)勘察要求，利用鉆井設(shè)備鉆探地層，從地質(zhì)井區(qū)內(nèi)采集樣品。當(dāng)勘察工作完成后，技術(shù)人員用檢測儀器對樣品進(jìn)行詳細(xì)分析，了解該地區(qū)的礦產(chǎn)、地?zé)豳Y源情況。此外，通過樣品成分分析和物性測試，可幫助工程人員了解資源的性質(zhì)及作用情況，確定礦產(chǎn)資源的儲量和分布情況，并進(jìn)行全面的采礦價值和資源利用可行性的評估。

1.2 地質(zhì)工程勘探的作用與發(fā)展

地質(zhì)工程勘探有助于資源的開發(fā)和利用，其功能體現(xiàn)在：我國礦產(chǎn)資源豐富，其開發(fā)和利用對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用。但就勘察水平而言，我國仍處于快速發(fā)展階段，總體水平稍落后于發(fā)達(dá)國家。我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷發(fā)展，在對資源需求不斷增加的條件下，推動勘探技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用勘察技術(shù)，要有豐富理論知識和強(qiáng)大的探索精神。目前國家及相關(guān)工程人員，正在加大資源利用和開發(fā)力度，地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用為其提供了重要的基礎(chǔ)。此外，由于我國地理范圍較廣，包括多種地質(zhì)環(huán)境，并且地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，容易造成大量的財產(chǎn)損失和人員傷亡事故。因此，須加強(qiáng)對特殊地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治管理，而通過良好的地質(zhì)勘察技術(shù)，可全面調(diào)查該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的成因，進(jìn)而采取有效的預(yù)防解決。對于當(dāng)前的勘察技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，在勘探項(xiàng)目實(shí)施中，其勘探對象與地質(zhì)環(huán)境有著密切關(guān)系。通過使用地質(zhì)勘探技術(shù)，工程人員能全面了解礦場的地質(zhì)條件，并及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)的地質(zhì)問題和可能存在的安全隱患。在社會的發(fā)展中，目前的礦山數(shù)量不斷增多，環(huán)境問題也越來越突出，如這些地質(zhì)勘察問題處理不當(dāng)，在實(shí)際礦業(yè)生產(chǎn)過程中的地質(zhì)問題就會增多，同時也對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。對于已經(jīng)產(chǎn)生的資源與環(huán)境矛盾，在資源開發(fā)、利用過程中，必須以先進(jìn)的勘察技術(shù)作為基礎(chǔ)，通過合理應(yīng)用技術(shù)，避免在資源開發(fā)過程中對環(huán)境造成的破壞，實(shí)現(xiàn)社會及經(jīng)濟(jì)效益共同增長。

2 礦山地質(zhì)勘察的具體任務(wù)

在礦山開發(fā)過程中，不能缺少先進(jìn)勘察技術(shù)的支持。資源分布是地質(zhì)勘察的核心內(nèi)容之一，制定詳細(xì)的資源分布圖也是非常重要的工作，并為今后的資源開發(fā)提供重要的指導(dǎo)參考價值?，F(xiàn)將地質(zhì)勘察的具體任務(wù)進(jìn)行分析，調(diào)查斷層位置和分布：明確構(gòu)造斷層的生長狀況，分析對資源開發(fā)的影響。觀察礦層位置：評價各礦層的連續(xù)性，衡量安全開采范圍，掌握礦井的動態(tài)變化。獲取礦床質(zhì)量和類型，根據(jù)勘察資料確定開采方案，確定和選擇選礦工藝，同時評估礦井開發(fā)能力。分析礦區(qū)內(nèi)的水文條件：估算涌水量以及涌水面積，并分析對采掘工程的影響范圍，制定科學(xué)的水源保護(hù)及防治計(jì)劃。估算瓦斯涌出量、位置和分布形態(tài)，制定相應(yīng)的防治計(jì)劃和預(yù)防措施，同時確定礦井溫度，分析礦井開挖境況，并在礦區(qū)進(jìn)行位置標(biāo)定，探索地質(zhì)環(huán)境，分析地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率，采取預(yù)防措施進(jìn)行預(yù)防。

3 主要地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用

3.1 微動勘察識別技術(shù)

與傳統(tǒng)的地震波勘探技術(shù)相比，微動勘探不需要人工震源，在應(yīng)用時具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、頻率低、掃描深度大等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際使用時，配合磁場應(yīng)用，可取得較好的勘察效果。通過面波分析，工程人員可清楚地了解地下構(gòu)造情況。微動測量技術(shù)存在時域和空間域的不確定性，導(dǎo)致了使用時不規(guī)范情況。因此，在應(yīng)用中，要應(yīng)用相關(guān)的波動理論對調(diào)諧波進(jìn)行分析，確保其變化在控制范圍以內(nèi)。

3.2 潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)

該施工技術(shù)基于旋挖鉆基礎(chǔ)進(jìn)行研發(fā)，并進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造。潛孔錘安裝在鉆桿上。應(yīng)用潛孔錘子時，錘鉆頭發(fā)出連續(xù)載荷，以保證鉆井平穩(wěn)運(yùn)行，同時要使結(jié)構(gòu)符合安全標(biāo)準(zhǔn)。使用該鉆進(jìn)技術(shù)，保證鉆頭在施工時的抗沖擊能力，因此在工程中的應(yīng)用較多且效果好，能有效提高鉆井質(zhì)量，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 遙感技術(shù)

隨著技術(shù)飛速發(fā)展，遙感技術(shù)越來越多地應(yīng)用于工程勘探領(lǐng)域。它具有視野廣、效率高、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。遙感技術(shù)的應(yīng)用，極大程度地保證勘探工作的精度，并有效預(yù)防了安全事故的發(fā)生。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用狀況，目前遙感傳感器的種類逐步增加，其各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。同時隨著技術(shù)的成熟，圖像分辨率也有了很大提高。使遙感技術(shù)在地質(zhì)研究領(lǐng)域，有著非常好的前景。另外該技術(shù)在水資源評價、礦物勘查中也發(fā)揮著重要作用。為礦區(qū)水災(zāi)害防治以及相關(guān)勘查活動提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.4 繩索鉆孔取芯技術(shù)

巖心鉆探是目前應(yīng)用最多的勘探技術(shù)。在勘探項(xiàng)目中，它可有效控制整個勘探過程，且該技術(shù)的應(yīng)用相對成熟，能保證勘探結(jié)果的質(zhì)量。此外，應(yīng)用技術(shù)可有效提升鉆頭的使用壽命和鉆井效率，不僅省時、省力且功耗較低。實(shí)現(xiàn)了良好的勘探效果，降低了勘探工程的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。目前在鉆井工程中，應(yīng)用較多是螺旋鋼絲繩取芯技術(shù)，該技術(shù)有較高的施工效率，同時還對鉆井堵塞起到預(yù)防作用。

4 優(yōu)化地質(zhì)勘探技術(shù)及安全問題的相關(guān)策略

4.1 強(qiáng)化保障體系結(jié)構(gòu)

加強(qiáng)安全體系的建設(shè)是確保地勘工程安全的重要措施。具體可從以下方面著手：首先是工程單位要結(jié)合自身需要，以當(dāng)前項(xiàng)目為基礎(chǔ)，建立完整的安全管理系統(tǒng)。要從發(fā)展角度重要安全施工問題，并不斷優(yōu)化管理系統(tǒng)。同時加強(qiáng)對施工過程管理，必須按照制度進(jìn)行勘察作業(yè)，將安全管理工作嚴(yán)格落實(shí)各級管理人員，明確勘察過程安全責(zé)任，強(qiáng)化安全操作過程。其次是培養(yǎng)全體員工的安全意識，樹立良好的企業(yè)文化，要求管理人員從根本上提升安全意識，并定期開展勘察技術(shù)安全培訓(xùn)。工程單位也要建立科學(xué)的安全獎勵和懲罰制度，促進(jìn)勘察技術(shù)人員自發(fā)提高安全操作意識。最后，工程單位必須要成立相應(yīng)的安全管理部門，加強(qiáng)現(xiàn)場安全檢查管理，針對鉆井中出現(xiàn)的安全問題制定合理的應(yīng)急預(yù)案，確保勘探工程項(xiàng)目的進(jìn)行開展[1]。

4.2 積極采用先進(jìn)的鉆井技術(shù)

先進(jìn)鉆井技術(shù)為地質(zhì)勘探項(xiàng)目的進(jìn)行奠定良好的技術(shù)保障。在實(shí)施勘察過程中，工程單位要不斷優(yōu)化鉆井技術(shù)，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際提高勘察應(yīng)用技術(shù)的安全性。為此，工程人員在鉆井作業(yè)前，必須全面科學(xué)地分析，了解工程項(xiàng)目所在地區(qū)的地質(zhì)水文條件和地形地貌等相關(guān)特征，充分利用信息化技術(shù)分析巖石勘探問題，并結(jié)合勘察要求選擇合理的鉆井方式，以此降低施工成本，提高勘察作業(yè)過程的安全性，發(fā)揮政府在勘查項(xiàng)目中的作用。在嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)開展地質(zhì)工程勘查作業(yè)研究，并結(jié)合自身情況優(yōu)化相關(guān)操作及管理規(guī)章制度，以全面滿足地質(zhì)勘查的要求。要繼續(xù)加強(qiáng)勘察過程管理，提高鉆井施工過程安全性，還要以可持續(xù)發(fā)展為原則，在實(shí)施鉆井技術(shù)進(jìn)行勘察作業(yè)時，保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境[2]。

4.3 以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)，制訂科學(xué)的環(huán)境影響評價

在地質(zhì)勘探中，對礦山要進(jìn)行大規(guī)模的開挖和鉆探作業(yè)，如此勢必會影響原本的地質(zhì)地貌和地表植被，對生態(tài)環(huán)境造成比較嚴(yán)重破壞。因此，工程人員必須在勘探作業(yè)和開采工程的早期階段，科學(xué)地建立完整的環(huán)評機(jī)制。應(yīng)用該評價機(jī)制首先對勘探作業(yè)和采礦工程可能對環(huán)境造成的負(fù)面影響進(jìn)行科學(xué)評估，并對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行更為細(xì)致的安全評價，對勘探造成的環(huán)境污染進(jìn)行分類，根據(jù)分析確定相應(yīng)解決方案，可在地質(zhì)勘探中減少對環(huán)境造成的破壞。通過匯總礦山地質(zhì)評價數(shù)據(jù)和措施方案，報有國家環(huán)境保護(hù)管理部門審批。在勘察工程實(shí)施的初期，工程技術(shù)人員要按照勘察規(guī)定，審查地質(zhì)勘查施工技術(shù)方案。在實(shí)際操作過程中，根據(jù)評估報告糾正、規(guī)范地質(zhì)勘察活動?？碧阶鳂I(yè)完成后，工程技術(shù)人員要把環(huán)境實(shí)際情況與評估結(jié)果比較，并進(jìn)行相關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，為今后的地質(zhì)勘探提供重要的指導(dǎo)依據(jù)[3]。

4.4 建立科學(xué)的預(yù)警機(jī)制

近年來，礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查工程不斷增加，礦區(qū)工程開采作業(yè)量逐年提升。為有效防止和減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，工程單位要根據(jù)不同時期的礦山開采技術(shù)特點(diǎn)和環(huán)境因素，及時調(diào)整礦山地質(zhì)勘探和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃措施，實(shí)現(xiàn)工程勘察和生態(tài)保護(hù)一體化管理，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的利用和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)保護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，工程人員相關(guān)企業(yè)必須對其進(jìn)行長期維護(hù)。在礦山開發(fā)過程中，地質(zhì)勘察人員要對其地質(zhì)變化情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，不斷優(yōu)化地礦山植被生物及井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文情況的保護(hù)措施，以避免或減少對生態(tài)資源的破壞問題。通過不斷創(chuàng)新、改善地質(zhì)勘探技術(shù)，建設(shè)科學(xué)的地質(zhì)地貌環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，促進(jìn)礦山開采項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為防止礦山資源過度開采，對生態(tài)環(huán)境造成破壞，必須要健全監(jiān)測預(yù)警機(jī)制、檢疫御災(zāi)機(jī)制以及多元化減災(zāi)防治體系，以更好地降低礦山生態(tài)危害發(fā)生的可能性[4]。

4.5 加強(qiáng)地質(zhì)工程勘察安全生產(chǎn)隊(duì)伍的建設(shè)

地質(zhì)工程勘察事業(yè)的發(fā)展離不開工程技術(shù)人員的大力支持。因此勘查工作要加強(qiáng)技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)，積極培養(yǎng)高素質(zhì)的地質(zhì)勘查技術(shù)人才，提高勘察隊(duì)伍的整體水平，同時讓作業(yè)過程中的安全管理更加專業(yè)化，完善安全管理體系，提升人員工作積極性，并不斷自學(xué)安全管理知識，促進(jìn)工作效率的提高。要加大安全監(jiān)督管理力度，確保勘查工作穩(wěn)步推進(jìn)，通過完善的安全管理體系，支持勘探工程行業(yè)全面發(fā)展[5]。

5 結(jié)語

地質(zhì)勘探技術(shù)在勘探項(xiàng)目實(shí)施中的應(yīng)用，提高了勘探工作的效率和質(zhì)量，有效降低了勘探安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。由于地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)性和安全性，在進(jìn)行現(xiàn)場勘察工程時，操作人員必須對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行深入了解，同時科學(xué)選擇勘探應(yīng)用技術(shù)，實(shí)施良好的安全預(yù)防措施，保證勘察工程的順利進(jìn)行。通過應(yīng)用科學(xué)的勘探技術(shù)，為礦業(yè)工程的持續(xù)健康發(fā)展提供支撐。