金屬礦山地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)研究

摘要：主要對金屬礦山地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)進(jìn)行了探究。主要運(yùn)用遙感地質(zhì)勘查和物化探勘查法進(jìn)行金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘測，以提高勘探效率，保障勘查結(jié)果準(zhǔn)確。在深部地質(zhì)鉆探中，可以應(yīng)用高精度定向取樣鉆探、X熒光找礦、甚低頻電磁法、空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探、金剛石繩索取芯技術(shù)和自動化鉆探技術(shù)等進(jìn)行深部地質(zhì)勘查，能夠滿足不同地質(zhì)情況的金屬礦山礦產(chǎn)開采要求，與傳統(tǒng)鉆探技術(shù)相比，勘查效果良好。

關(guān)鍵詞：金屬礦山""地質(zhì)勘查技術(shù)""深部地質(zhì)鉆探技術(shù)""找礦工作

Research"on"Geological"Exploration"of"Metal"Mines"and"Deep"Geological"Drilling"Technology

WEN"Zhenfei

Yinshan"Mining"Co.，"Ltd.，"Jiangxi"Copper"Corporation"Limited，"Shangrao，"Jiangxi"Province，"334200"China

Abstract："The"paper"mainly"explores"the"geological"exploration"of"metal"mines"and"deep"geological"drilling"technology."It"mainly"uses"remote"sensing"geological"exploration"and"physical"and"chemical"exploration"methods"for"metal"mineral"geological"exploration，"in"order"to"improve"exploration"efficiency"and"ensure"accurate"exploration"results."In"deep"geological"drilling，"high-precision"directional"sampling"drilling，"X-ray"fluorescence"prospecting，"very"low"frequency"electromagnetic"method，"air"reverse"circulation"continuous"sampling"drilling，"diamond"rope"coring"technology，"and"automated"drilling"technology"can"be"applied"for"deep"geological"exploration，"which"can"meet"the"mining"requirements"of"metal"mines"with"different"geological"conditions，"and"the"exploration"effect"is"good"compared"with"traditional"drilling"technology.

Key"Words："Metal"mines;"Geological"exploration"technology;"Deep"geological"drilling"technology;"Mine"exploration"jobs

隨著礦產(chǎn)資源開采深度的持續(xù)深入，地質(zhì)條件愈發(fā)復(fù)雜，地質(zhì)勘查難度有所增加，需要不斷提升地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)水平，積極引進(jìn)多種先進(jìn)技術(shù)手段，才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)探測，為科學(xué)制訂金屬礦山礦產(chǎn)資源開采計(jì)劃提供準(zhǔn)確依據(jù)。目前運(yùn)用的地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)種類多樣，并有其各自優(yōu)勢和適用范圍。為了能夠充分體現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)在金屬礦山找礦中的價值與功能，還應(yīng)加強(qiáng)對地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的持續(xù)、深入研究，這對金屬礦山礦產(chǎn)資源有效開采有著重要意義。

1"金屬礦山地質(zhì)勘測技術(shù)的應(yīng)用

1.1"地質(zhì)勘查技術(shù)類型

1.1.1"遙感地質(zhì)勘查

金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中運(yùn)用遙感技術(shù)，能夠幫助相關(guān)工作人員全面、細(xì)致了解開采區(qū)域的具體情況，為后續(xù)資源開采提供可靠數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)具有綜合性特點(diǎn)，可以滿足不同地質(zhì)條件下的勘查要求，使工作效率和水平都能得到提升。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，受到環(huán)境、空間及其他干擾的影響較小，能夠快速獲得準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)信息；同時，其整體的靈敏度較高，能夠?qū)⑺讲榈降男畔?shù)據(jù)進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，方便礦產(chǎn)資源開采人員直觀了解金屬礦山實(shí)際情況。遙感勘查技術(shù)是目前金屬礦山地質(zhì)勘查中的重要手段[1]。與傳統(tǒng)勘查技術(shù)相比，合理運(yùn)用遙感勘查技術(shù)，能夠顯著提升勘探效率，為后續(xù)穩(wěn)定持續(xù)開采礦產(chǎn)資源打下良好基礎(chǔ)。

1.1.2"物化探地質(zhì)勘查

物化探地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用過程中，可以快速獲得準(zhǔn)確、全面的信息數(shù)據(jù)。該技術(shù)可以劃分不同種類，主要包括防滲性、磁法和電法勘查等，勘查到的數(shù)據(jù)有較高的應(yīng)用價值，便于工作人員了解和掌握金屬礦山地質(zhì)實(shí)際情況，可以為制訂科學(xué)、合理的開采計(jì)劃和方案提供準(zhǔn)確依據(jù)。其中，化學(xué)勘查方法的應(yīng)用優(yōu)勢更為凸顯，精準(zhǔn)性和勘查效率更高，能夠被直接應(yīng)用到貴重金屬勘測當(dāng)中，無須進(jìn)行反復(fù)多次操作。為了有效提高金屬礦山地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率，還可采用化學(xué)、物理勘測相結(jié)合的方式，都能夠獲得準(zhǔn)確結(jié)果。

1.2"地質(zhì)勘查中的注意要點(diǎn)

地質(zhì)勘查是開采各類金屬礦產(chǎn)資源的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，根據(jù)勘查結(jié)果，可以了解金屬資源的分布情況，從而制訂針對性強(qiáng)的開采計(jì)劃。由于各地區(qū)礦產(chǎn)資源的種類、含量有所不同，所以，為了提升開發(fā)利用效率，需要結(jié)合當(dāng)?shù)厮刭|(zhì)條件做好協(xié)調(diào)規(guī)劃工作，而地質(zhì)勘查工作能夠提供準(zhǔn)確、全面的支撐[2]。現(xiàn)階段，我國地表部分的礦產(chǎn)資源得到了充分開發(fā)與利用，為了滿足日益增長的礦產(chǎn)資源需求，還需要向著底層深部持續(xù)探測。要想提高勘查精度和準(zhǔn)確性，還應(yīng)積極引進(jìn)多種現(xiàn)金技術(shù)和高端設(shè)備，改變傳統(tǒng)勘查與開采模式，將先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為勘查探測效能，保障地質(zhì)勘查效果。

2nbsp;金屬礦山深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

2.1"深部地質(zhì)鉆探技術(shù)類型

2.1.1"高精度定向取樣鉆探技術(shù)

當(dāng)高精度定向取樣鉆探技術(shù)被應(yīng)用于深部地質(zhì)找礦工作中時，能夠提前設(shè)置好鉆探取樣的具體方向，而后使用專門的鉆探設(shè)備進(jìn)行定向鉆探操作，不會出現(xiàn)角度偏差，可以保證鉆探精度，從而實(shí)現(xiàn)深層探測，快速獲得指定位置的巖石信息，找到所需的礦產(chǎn)資源。該技術(shù)在深部地質(zhì)鉆探作業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，但是，受到技術(shù)人員操作水平和所用機(jī)械設(shè)備狀態(tài)的影響較大，若在鉆頭定向過程中出現(xiàn)偏差，則會影響最終的探測結(jié)果，出現(xiàn)錯過礦產(chǎn)資源的情況。具體操作過程中，要求技術(shù)人員在確定鉆探方向后進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和有效控制，以免出現(xiàn)角度偏離的現(xiàn)象。該技術(shù)在小直徑礦區(qū)深部鉆探作業(yè)中較為適用，不易發(fā)生鉆孔變形情況，鉆探結(jié)果更為準(zhǔn)確。

2.1.2""X射線熒光找礦技術(shù)

X射線熒光技術(shù)對于一些特定的巖石分子具有良好的探測效果，在深部地質(zhì)找礦工作中，可以根據(jù)各種元素產(chǎn)生的熒光現(xiàn)象準(zhǔn)確分類礦產(chǎn)資源，有利于開采人員快速找到目標(biāo)礦物，提高深部地質(zhì)找礦效率。通過X射線光子，能夠激發(fā)地下某些物質(zhì)的X射線特征，從而根據(jù)熒光反應(yīng)現(xiàn)象能夠清楚了解地下構(gòu)造和礦體分布情況[3]。由于不同礦石所對應(yīng)的X射線譜波長的差異明顯，所以，根據(jù)相關(guān)特征，能夠準(zhǔn)確計(jì)算X射線波長與強(qiáng)度，并以此為依據(jù)，分析和確定所探測到的礦產(chǎn)資源類型。該技術(shù)無須進(jìn)行復(fù)雜煩瑣的操作就能找出金屬礦體所處的具體位置，技術(shù)的靈活性較強(qiáng)，便于后續(xù)開采工作順利開展。

2.1.3"甚低頻電磁法技術(shù)

在地質(zhì)勘探技術(shù)的快速發(fā)展過程中，多種先進(jìn)技術(shù)得到了研發(fā)與運(yùn)用，甚低頻電磁法就是其中一種。甚低頻電磁法技術(shù)無須投入較多成本，整體探測和找礦效率較高，而且還能根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整技術(shù)方案，整體應(yīng)用優(yōu)勢顯著。在運(yùn)用甚低頻電磁法進(jìn)行深部地質(zhì)鉆探找礦時，主要利用Frascr濾波技術(shù)整合、處理各類信息數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果，能夠準(zhǔn)確判斷掩蓋區(qū)異常地質(zhì)情況，從而了解探測區(qū)域金屬礦產(chǎn)資源的實(shí)際分布情況，找到金屬礦床的分布規(guī)律，掌握礦體具體情況。通過有效應(yīng)用該技術(shù)，可以快速確定礦體空間主權(quán)位置，為后續(xù)開展提供可靠依據(jù)。

2.1.4"金剛石繩索取芯技術(shù)

金剛石繩索取芯技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘測中得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)主要利用金礦石進(jìn)行勘探作業(yè)，由于這類材料的硬度比較高，因此可以滿足深部地質(zhì)鉆探要求，有效提升鉆探質(zhì)量和效率，可以獲得良好的找礦效果。在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)時，可以根據(jù)金屬礦山深部地質(zhì)條件的實(shí)際情況，選擇不同型號、尺寸的金剛石鉆頭，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定鉆探，確保能夠充分發(fā)揮金剛石的作用價值，提高深部地質(zhì)勘查工作水平[4]。金剛石繩索取芯可以替代傳統(tǒng)鉆桿，操作實(shí)踐過程中，受到外界因素的影響小，探測精度也能夠得到保障，而且具有裝置簡單、操作方便和投入成本低的特點(diǎn)。但是，該技術(shù)會受到金剛石鉆頭使用壽命的影響，使其在深部地質(zhì)鉆探作業(yè)中沒有得到廣泛應(yīng)用，因此，還應(yīng)加深技術(shù)研究，盡快完善該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在的不足。

2.1.5"空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)

空氣反循環(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)主要使用專門的技術(shù)手段對空氣進(jìn)行壓縮處理，通過改變壓強(qiáng)的方式來為雙臂鉆桿沖擊旋轉(zhuǎn)提供持續(xù)動力。潛孔錘主要依靠該技術(shù)原理完成深部地質(zhì)鉆探工作，可以快速破損巖石，形成不同形狀的碎片。在連續(xù)鉆孔探測過程中，產(chǎn)生的碎屑可以隨著鉆桿中心高速旋轉(zhuǎn)氣流流到地面，地面人員可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測和分析，從而了解深部地質(zhì)的具體性質(zhì)、分析巖石賦存的環(huán)境特征，便于準(zhǔn)確預(yù)測深部地質(zhì)情況與礦產(chǎn)資源的分布情況[5]?？諝夥囱h(huán)連續(xù)取樣鉆探技術(shù)屬于一項(xiàng)新型技術(shù)，與傳統(tǒng)取芯找礦技術(shù)相比，其探測結(jié)果準(zhǔn)確性更高，且適用范圍更為廣泛。

2.2"應(yīng)用成果

在實(shí)際應(yīng)用深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的過程中，為了能夠充分發(fā)揮各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢效能，應(yīng)根據(jù)技術(shù)原理和機(jī)械設(shè)備要求選擇適宜的工具設(shè)備。例如：所用的鉆具和鉆桿一定要具有較強(qiáng)荷載能力和抗壓能力，不會受到振動作用力的影響，在具體操作過程中可以始終保持平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，這是保證深部地質(zhì)鉆探結(jié)果準(zhǔn)確的關(guān)鍵。在多種先進(jìn)技術(shù)手段的支持下，金屬礦山深部地質(zhì)鉆探技術(shù)水平得到了顯著提升。在開展不同深度的鉆探工作時，需要設(shè)置多種鉆探點(diǎn)，具體鉆探數(shù)據(jù)如表1所示。

以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)規(guī)范，開展深部地質(zhì)鉆探工作，可以獲得準(zhǔn)確的勘探結(jié)果。根據(jù)不同金屬礦山的具體情況，選擇適宜的鉆探技術(shù)手段，同時搭配專門的工具設(shè)備，可以保證礦產(chǎn)資源探查結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時也可以保障所用工具設(shè)備不易出現(xiàn)損壞問題。隨著鉆探深度的不斷增加，各項(xiàng)鉆探參數(shù)都要進(jìn)行的靈活調(diào)整，這樣才能獲得準(zhǔn)確的鉆探數(shù)據(jù)，為工作人員后續(xù)開發(fā)利用礦產(chǎn)資源提供有力支持。

2.3"實(shí)驗(yàn)分析

為了分析深部地質(zhì)鉆探技術(shù)的具體應(yīng)用效果，本文通過對比實(shí)驗(yàn)分析了其與傳統(tǒng)鉆探技術(shù)的勘探效果差異。在同一地質(zhì)條件，分別運(yùn)用兩種技術(shù)手段開展勘查工作，具體結(jié)果如圖1所示。

用虛、實(shí)曲線分別達(dá)標(biāo)傳統(tǒng)鉆探技術(shù)和深部地質(zhì)鉆探技術(shù)在不同鉆探時間內(nèi)所達(dá)到的鉆探深度。鉆探深度未達(dá)到400"m之前，傳統(tǒng)鉆探技術(shù)更快，相對時間內(nèi)的鉆探深度較深。在鉆探深度超過400"m以后，深部地質(zhì)鉆探技術(shù)效果顯著，二者的鉆探效率差異較為明顯。隨著鉆探時間的不斷增加，兩種技術(shù)的鉆探深度差距更大，鉆探時間達(dá)到80"s時，兩種鉆探技術(shù)的鉆探深度差距達(dá)到了400"m。由此可見，傳統(tǒng)鉆探技術(shù)在較淺地層地質(zhì)勘查中的應(yīng)用效果良好，可以在較短時間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)深度，但是在深層地質(zhì)勘查中的效果不理想，還需進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化；深部地質(zhì)鉆探技術(shù)在深層地質(zhì)勘查中的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。要想提高鉆探技術(shù)水平，可以運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)與新型技術(shù)相結(jié)合的方式，整合二者優(yōu)勢，提高金屬礦山深部地質(zhì)鉆探作業(yè)效果和水平。

3"結(jié)語

在金屬礦山礦產(chǎn)資源開采階段，不但要做好地質(zhì)勘查工作，也要綜合運(yùn)用多種理論知識和先進(jìn)技術(shù)，利用鉆探方式，了解深部地質(zhì)具體情況，這是順利、安全開采的前提，能夠?yàn)檎业V工作提供指導(dǎo)依據(jù)。未來，有關(guān)部門應(yīng)重視人才培訓(xùn)，提高勘查探測人員的專業(yè)能力和技術(shù)水平，掌握各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，使其在實(shí)際工作中能夠合理選用勘查和鉆探技術(shù)，同時也要不斷優(yōu)化和完善地質(zhì)勘察和深部地質(zhì)鉆探技術(shù)管理制度體系，進(jìn)一步規(guī)范和約束找礦工作過程，以此提高金屬礦山開采效率和找礦技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

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