基于礦山地質(zhì)勘查中三維可視化物探技術(shù)應(yīng)用的探討

支太云

摘要：我們的國家地大物博，尤其是在地層內(nèi)部，蘊(yùn)藏著極為豐富的礦產(chǎn)資源，為了有效滿足社會生產(chǎn)和人們生活中越來越大的能源需求，最近幾年，我國一直在對地下礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)和利用，由于開展礦山地質(zhì)勘察是進(jìn)行地下資源開發(fā)之前關(guān)鍵性的前期工作，而且全面準(zhǔn)確的礦山地質(zhì)勘察成果，可以作為采礦工程設(shè)計與施工的重要參考資料，所以借助先進(jìn)技術(shù)高效開展礦山地質(zhì)勘察變得更加迫切，基于此，本文就圍繞三維可視化物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘察中的具體應(yīng)用展開相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)勘查;三維可視化物探技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

引言

目前我國的科技實力有了大幅度提高，隨著各類型建設(shè)項目和資源開發(fā)工程的不斷開展，地質(zhì)勘察項目也越來越多，這在促進(jìn)我國地質(zhì)勘察行業(yè)快速發(fā)展的同時，同樣促進(jìn)了地質(zhì)勘察技術(shù)的提高與進(jìn)步，三維可視化物探技術(shù)屬于一種新型地質(zhì)勘察技術(shù)類型，該項技術(shù)集計算機(jī)數(shù)據(jù)處理功能及圖像顯示功能于一體，其方法主要是利用三維地震數(shù)據(jù)將各種地質(zhì)信息和特征數(shù)字化后轉(zhuǎn)換為圖像予以顯示，幫助人們更為直觀的了解勘察區(qū)域的地質(zhì)情況，合理分析三維可視化物探技術(shù)礦山地質(zhì)勘察方法，對于礦山地質(zhì)勘察作業(yè)的高質(zhì)量開展具有重大意義。

1 利用三維可視化物探技術(shù)對礦山地質(zhì)情況進(jìn)行勘察

1.1礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)的信息采集

為了對礦山的地質(zhì)情況進(jìn)行充分的了解，需要利用單位可視化技術(shù)對其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，主要使用的方法為鉆探方法，它作為三維可視化技術(shù)中的基本技術(shù)，已經(jīng)擁有了較為豐富的使用經(jīng)驗，技術(shù)也相對成熟。鉆探技術(shù)，顧名思義，在其使用工作中需要使用鉆機(jī)來進(jìn)行鉆孔，根據(jù)工程的實際情況進(jìn)行鉆機(jī)型號的選擇。鉆孔的直徑分為兩種，在達(dá)到風(fēng)化層之前需要使用大直徑的金剛石鉆頭進(jìn)行鉆孔任務(wù)，施工鉆孔直徑為108mm。為了使鉆孔能滿足工程的質(zhì)量要求，在穿過風(fēng)化層后可以根據(jù)需要來決定換徑使用75MM的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)。施工鉆孔通常并不是垂直孔，而是需要有一定的傾斜角度，因此鉆孔也被成為斜孔鉆進(jìn)。為了保證施工鉆孔質(zhì)量的準(zhǔn)確性，對于斜孔的方位角要進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，每鉆進(jìn)一百米其誤差不能超過兩度。為了保證在鉆孔施工過程中孔深不會產(chǎn)生太大誤差，通常每鉆進(jìn)50米，就對其進(jìn)行孔深校正，在鉆孔施工達(dá)到地質(zhì)目的終孔后，對其進(jìn)行最終校準(zhǔn)。為了能對地質(zhì)的具體情況進(jìn)行詳細(xì)研究，需要對巖芯進(jìn)行采集，對巖芯的采取率要求較高，通常在97%以上。對于取得的巖芯要進(jìn)行合理的劃分，并對其進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)記。在鉆孔完成后，需要對鉆孔進(jìn)行封孔，以免發(fā)生意外情況，采用的封孔技術(shù)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)情況進(jìn)行確定，本次研究區(qū)域使用水泥砂漿全孔灌注封孔能達(dá)到很好的封孔效果。在完成封口后，要在其上建立小型水泥柱，做好孔號、孔深、開孔日期和終孔日期等相關(guān)標(biāo)記，鉆孔施工工作才算完成。對于收集到的巖芯需要地質(zhì)人員對其進(jìn)行編錄以及樣品采集和分析，從中得到相應(yīng)的礦山地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為后期的工作進(jìn)行服務(wù)。

1.2對地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析

通過巖芯樣品分析得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，需要使用預(yù)處理軟件對其進(jìn)行處理，從而得到三維坐標(biāo)文件，并對其進(jìn)行誤差分析和矯正。完成誤差矯正的三維坐標(biāo)材料在軟件的協(xié)助下會形成數(shù)據(jù)文件，便于后期的使用。野外采集的數(shù)據(jù)信息可能會受到周圍環(huán)境的干擾產(chǎn)生誤差，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要使用標(biāo)定資料作為模板，在儀器設(shè)備的作用下，對實測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過糾錯后取得的數(shù)據(jù)文件，對觀測點、觀測質(zhì)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量分析，不符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行無效化處理。在將所有信息進(jìn)行匯總，制作原始數(shù)據(jù)表格。原始數(shù)據(jù)表格中涵蓋的內(nèi)容較多，根據(jù)信息類型進(jìn)行分類，細(xì)化表格，并導(dǎo)入存儲到計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，方便后期的查找和使用。

1.3礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)反演推理

三維可視化物探技術(shù)的核心內(nèi)容就是建立三維可視化模型，通過該模型結(jié)合處理后的地質(zhì)信息，能將礦山的實際情況直觀的展示出來，便于后續(xù)工程的推進(jìn)。為保證反演的準(zhǔn)確性，反演過程需要在較為熟悉的剖面和地段進(jìn)行，該地段還要和研究地段具有相同的地電條件。反演工作不是一蹴而就的，需要對其進(jìn)行反復(fù)的檢查。通過實際反演分析，對于研究地段的情況能夠總結(jié)出一些經(jīng)驗，然后再循序漸進(jìn)的應(yīng)用在一些符合條件的未知區(qū)域。對于不符合條件的區(qū)域，需要結(jié)合其周圍地質(zhì)情況和相鄰剖面的情況進(jìn)行同向?qū)Ρ?。為了保證反演結(jié)果不會產(chǎn)生較大偏差，使用的反演方法要統(tǒng)一。對于反演得到的數(shù)據(jù)通過軟件技術(shù)對其進(jìn)行信息處理，將其網(wǎng)格化，采用的方法為自然臨近點網(wǎng)格化，臨近點之間的距離在250米。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)據(jù)在2或2以上時，需要對其進(jìn)行平均化處理。每個小網(wǎng)格的元素含量歸置于網(wǎng)格中心，將其進(jìn)行連接就能得到三維可視化模型，進(jìn)而直觀的了解到礦山的地質(zhì)情況，這也是三維可視化物探技術(shù)在地質(zhì)勘察過程中的作用顯現(xiàn)。

2礦山地質(zhì)三維可視化物探技術(shù)的發(fā)展方向

三維可視化物探技術(shù)雖然在礦山地質(zhì)勘察中發(fā)揮除了重要作用，但是目前還存在很多的不足之處，后期還需要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

2.1推動三維地質(zhì)建模軟件的發(fā)展

在進(jìn)行三維地質(zhì)建模過程中，需要軟件技術(shù)的輔助才能進(jìn)行。就目前的處理軟件來看，無論是在操作的靈活性還是性能上，都還具有有一定的發(fā)展空間，很多操作人員相關(guān)知識匱乏，操作起來存在一定的困難。通過對三維地質(zhì)建模工作進(jìn)行總結(jié)，人們將摸索出適用性更廣的工作流程。需要對操作人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，使其能夠正確使用軟件技術(shù)，使三維建模技術(shù)更加成熟。

2.2從形態(tài)建模向綜合建模發(fā)展

三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)就是進(jìn)行幾何形態(tài)的構(gòu)建，因此，在前期的三維地質(zhì)建模軟件中側(cè)重的也是對地質(zhì)形態(tài)的展現(xiàn)，但是隨著礦業(yè)權(quán)人以及數(shù)據(jù)分析和掘進(jìn)任務(wù)的需要，人們對于其屬性建模也有了新的要求。所謂地質(zhì)情況的屬性就是該區(qū)域地質(zhì)的巖性、構(gòu)造以及礦石品位等多種內(nèi)容，建立屬性模型的基礎(chǔ)同樣也是形態(tài)建模。通過不斷地研究發(fā)現(xiàn)，屬性和形態(tài)兩者之間是可以實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的。地質(zhì)屬性可以通過建立突變帶，在形態(tài)上進(jìn)行展現(xiàn)，通過屬性的變化能夠?qū)^(qū)域內(nèi)品位的變化情況進(jìn)行展現(xiàn)，特別是在油氣勘測等方面有著重要作用。

2.3與多種物探數(shù)據(jù)進(jìn)行緊密結(jié)合

隨著三維建模技術(shù)的普及，人們對其進(jìn)行了進(jìn)一步的探索，使其和其他物探數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，逐漸豐富了其探測能力。通過和地震探測技術(shù)進(jìn)行融合對于地質(zhì)探測的精確度進(jìn)行了顯著提升，已經(jīng)開始展現(xiàn)出具有逐漸替代傳統(tǒng)的鉆進(jìn)取芯采樣技術(shù)的趨勢。利用電法物探數(shù)據(jù)能夠?qū)饘俚V進(jìn)行相對較為準(zhǔn)確的探測，此項技術(shù)在成本上可以大大節(jié)省經(jīng)濟(jì)投入，同時更具針對性。在進(jìn)行地質(zhì)勘察時，可以根據(jù)實際需求，結(jié)合適當(dāng)?shù)奈锾綌?shù)據(jù)差異，有針對性的使用物探方法進(jìn)行勘測。

2.4與其他專業(yè)模型進(jìn)行緊密融合

目前，三維地質(zhì)模型的勘察效果和實際運(yùn)用具有一定的局限性，很難真正發(fā)揮出其作用，很多其他專業(yè)模型的基礎(chǔ)都是三維地質(zhì)模型，通過和其他模型和應(yīng)用進(jìn)行融合，能夠拓寬三維地質(zhì)建模軟件的發(fā)展方向，包括在礦井設(shè)計、環(huán)境分析等方面都可以進(jìn)行應(yīng)用，相信三維地質(zhì)建模技術(shù)通過不斷地融合創(chuàng)新，將會有更多的發(fā)展空間，為各行各業(yè)的模型發(fā)展提供有力支撐。

結(jié)束語：總之，礦山地質(zhì)勘察是礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用的重要前驅(qū)，隨著采礦工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對礦山地質(zhì)勘察各種數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、真實性和全面性要求越來越高，傳統(tǒng)的地質(zhì)勘察技術(shù)，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前礦山地質(zhì)勘查作業(yè)的需要，而三維可視化物探技術(shù)的應(yīng)云而生為礦山地質(zhì)勘察作業(yè)的高效開展提供了重要途徑，因此應(yīng)對該項技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行提升和有效探討。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏華平， 黃忠. 三維可視化物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用.

[2] 鄒洪印. 綜合物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探中的應(yīng)用探究[J]. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)， 2019， 000（032）：126.

[3] 姚鵬飛. 綜合物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探中的應(yīng)用[J]. 區(qū)域治理， 2019， 000（010）：286.