赫天樞

（黑龍江省齊齊哈爾地質(zhì)勘查總院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

礦產(chǎn)業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)保障資源，我國經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展離不開充足的礦產(chǎn)資源，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對礦產(chǎn)資源也提出了更高要求。礦山地質(zhì)找礦及勘查技術(shù)作為影響礦山開采工作質(zhì)量的主要工作環(huán)節(jié)，考慮到目前我國大多礦產(chǎn)資源分布在較為偏遠(yuǎn)山區(qū)，找礦及勘查技術(shù)的不斷提升成為礦山開采的主要途徑。目前礦山大多為大型露天礦山，加重了開發(fā)困難，導(dǎo)致很大一部分礦產(chǎn)資源沒有被發(fā)現(xiàn)，因此提出大型露天礦山地質(zhì)找礦及勘查技術(shù)分析。找礦及勘查技術(shù)的使用主要以對大型露天礦山進(jìn)行完善并科學(xué)的設(shè)計(jì)為主要目標(biāo)，加強(qiáng)整體礦山勘查力度的同時(shí)，有效擴(kuò)大礦山資源存儲量。

1 大型露天礦山地質(zhì)找礦及勘查技術(shù)分析

1.1 踏址選點(diǎn)中化學(xué)勘查找礦方法

踏址選點(diǎn)主要指在大型露天礦山開采選址上，以礦產(chǎn)資源規(guī)劃為主要依據(jù)，細(xì)致調(diào)查開采區(qū)內(nèi)礦址路線、礦產(chǎn)質(zhì)量、礦產(chǎn)存儲量、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及人為建筑情況等，利用化學(xué)勘查方法，掌握礦區(qū)地形實(shí)際勘查資料，爭取利用最小投入、最小環(huán)境破壞方法進(jìn)行礦產(chǎn)開采。踏址選點(diǎn)中化學(xué)勘查找礦方法的使用，讓整體結(jié)果更加精準(zhǔn)?；瘜W(xué)勘查法主要根據(jù)傅立葉導(dǎo)熱定律與能量守恒定律，判斷出熱量傳導(dǎo)條件下巖層溫度分布，假設(shè)礦區(qū)底殼內(nèi)部某P點(diǎn)溫度變化大于其他地區(qū)，其大小單位距離溫度變化大于其他方向，根據(jù)地殼內(nèi)溫度場差值與傳遞熱量之間的關(guān)系，地層在P點(diǎn)上單位面積傳遞熱量定義為：

得到三維穩(wěn)定條件下，熱量傳遞定義表達(dá)式。根據(jù)地殼內(nèi)傳到型地溫場數(shù)學(xué)表達(dá)特點(diǎn)，表達(dá)式基礎(chǔ)上結(jié)合能量守恒定律進(jìn)行進(jìn)一步推導(dǎo)，得到溫度場解析方程。從能量守恒定律角度出發(fā)，若地殼中存在某一微元體其內(nèi)部導(dǎo)熱率各向同向熱流量分布均衡。其導(dǎo)熱示意圖，如圖1所示。

圖1 微元體熱傳導(dǎo)示意圖

根據(jù)上圖所示，將dx、dy、dz定義為不同元素組成微元體。根據(jù)各元素之間溫度變化及化學(xué)反應(yīng)，對不同地質(zhì)中存在的不同元素判定，以此作為礦產(chǎn)資源規(guī)劃依據(jù)。進(jìn)一步對地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)存儲量、礦址路線以及礦產(chǎn)質(zhì)量等多項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，致力于利用最小投入、最簡易施工技術(shù)且對環(huán)境影響最小的方案進(jìn)行礦山開采。

1.2 地質(zhì)勘查中地質(zhì)填圖找礦技術(shù)

大型露天礦山地質(zhì)找礦及勘查主要以地質(zhì)觀測方式為主，并配合必要的地質(zhì)探測儀器完成觀測。而地質(zhì)填圖作為目前地質(zhì)勘查中較為有效的一種方法，雖然步驟相對繁瑣，但其勘查效果顯著。地質(zhì)填圖方法需要專業(yè)勘查人員根據(jù)大型露天礦山實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象以及地質(zhì)分布情況繪制出地圖。地圖繪制主要以遙感攝影技術(shù)為主，充分利用各種新型技術(shù)手段完成礦山實(shí)地勘察。在對礦山地質(zhì)形態(tài)結(jié)構(gòu)明確分析的情況下，確定礦山資源大致方位，提高整體礦產(chǎn)勘察效率。根據(jù)地質(zhì)填圖技術(shù)，判斷大型露天礦山整體礦產(chǎn)風(fēng)化情況，根據(jù)風(fēng)化層與覆蓋層分布規(guī)律確定地質(zhì)勘查條件。為使整體礦山固體能源得到最大化利用，對整體礦山可接替字眼進(jìn)行勘查，促進(jìn)礦山整體可持續(xù)發(fā)展。做好礦山開采階段的整體規(guī)劃與調(diào)控，合理利用礦山資源，擴(kuò)大礦山資源利用率。并對其伴生礦與尾礦進(jìn)行綜合評價(jià)，根據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對尾礦與伴生礦資源合理分配。

1.3 深層礦層勘查中甚低頻電磁找礦技術(shù)

大型露天礦山地質(zhì)勘查作為一項(xiàng)周期性較長、投入大且風(fēng)向高的資源開發(fā)利用工作，其具有一定特殊性。尤其針對大型露天礦山特性，隨著礦山淺部資源開采殆盡，需要進(jìn)行礦山深部開采。而低頻電磁找礦法能夠更加便捷、迅速的利用Fraser濾波等處理方式得到所觀測區(qū)數(shù)據(jù)，找出掩蓋區(qū)異常地質(zhì)體分布情況，根據(jù)礦體賦存規(guī)律以及控礦規(guī)律圈定有效范圍，對礦體空間賦存部位預(yù)測，提供找礦額定依據(jù)。甚低頻電磁找礦技術(shù)具有便捷、高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，在任何地點(diǎn)由甚低頻電臺發(fā)出的信號都能被及時(shí)接收。但其使用過程中，會受到時(shí)間與信號源限制，需要在時(shí)間域較穩(wěn)定情況下使用。甚低頻電磁找礦技術(shù)主要根據(jù)礦區(qū)地層溫度升高情況下，水溶解力增強(qiáng)的特性，判斷地下水電阻率情況。在礦山沉積巖地層中，其孔隙度較為發(fā)育，在發(fā)生斷裂破碎時(shí)普遍含有地下水。在沉積盆地下水礦化度小于3g/1時(shí)，其電阻率不受溫度變化影響，因此可以看出礦山地層溫度變化對巖層電阻率值影響十分重要，其含水巖層電阻率與溫度之間變化關(guān)系為：

表1 巖層電阻率與溫度關(guān)系

根據(jù)上表可以看出，當(dāng)t=40℃時(shí)，其巖層電阻率為pt=214.3Ωm，即溫度每升高20℃，巖層電阻率降低28.6%。當(dāng)t=60℃時(shí)，其巖層電阻率為pt=166.7Ωm，即溫度每升高40℃，巖層電阻率降低44.4%。巖層電阻率與溫度變化曲線，如圖2所示。

圖2 巖層電阻率與溫度變化曲線

地層電阻率隨著溫度上升而下降，兩者之間影響較大，根據(jù)其電阻率數(shù)值實(shí)現(xiàn)礦山電阻率測深勘查。甚低頻電磁找礦技術(shù)能夠?qū)Υ笮吐短斓V山地質(zhì)條件、水文條件等因素進(jìn)行勘查，從而確定出礦山深層礦產(chǎn)資源位置、儲量與質(zhì)量等，根據(jù)勘查區(qū)實(shí)際情況，運(yùn)用相應(yīng)技術(shù)與儀器實(shí)現(xiàn)精確開采，確保開采工作有效進(jìn)行。

2 結(jié)論

大型露天礦山地質(zhì)找礦及勘查技術(shù)對促進(jìn)礦山資源利用有著十分重要作用。目前現(xiàn)有技術(shù)有著優(yōu)勢也有著缺點(diǎn)，因此需要在實(shí)際應(yīng)用過程中不斷對其技術(shù)改進(jìn)，并根據(jù)礦山實(shí)際地質(zhì)情況綜合運(yùn)用勘查技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦組織形式要求適應(yīng)，為后續(xù)礦山開采提供精確數(shù)據(jù)支持，提高地質(zhì)勘查工作效益，使大型露天礦山資源得到合理利用。