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        礦山地質(zhì)勘查與找礦技術(shù)要點探究

        2021-11-03 06:32:22
        世界有色金屬 2021年14期

        鄧 虎

        (中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊,廣西 桂林 541000)

        在人類生存、社會發(fā)展過程中,礦產(chǎn)是不可或缺的重要能源,包括煤炭、鐵礦、石油、鋁礦在內(nèi)的各種礦產(chǎn)資源,均為促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出了巨大貢獻。對于能源企業(yè)而言,地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)是重要的工作內(nèi)容,科學、先進的找礦技術(shù)可以提高礦產(chǎn)地質(zhì)勘查效率,獲得準確的勘查數(shù)據(jù),幫助企業(yè)了解地質(zhì)深部的礦產(chǎn)資源以及儲備量,為制定開采方案提供科學依據(jù)。

        1 礦山地質(zhì)勘查原則

        持續(xù)不斷且有盲目的礦山開采,會給地質(zhì)造成嚴重破壞。如果采空區(qū)域的面積達到了礦區(qū)的60%以上,則會嚴重威脅采礦工作者的生命安全。表1給出的是地面沉降數(shù)據(jù),從中可知,地表連續(xù)性的下沉會引起地面沉降,給周圍居民的人身財產(chǎn)安全造成威脅[1]。因此,在采礦前期,必須做好地質(zhì)勘查工作,遵循科學的勘查原則。

        表1 地面沉降數(shù)據(jù)

        1.1 統(tǒng)籌規(guī)劃原則

        勘查之前,技術(shù)人員需要實地了解自然環(huán)境、地理環(huán)境,預估勘查成本,研究現(xiàn)有的相關(guān)政策。在綜合考慮多種因素的情況下制訂勘查方案。同步進行環(huán)境與地質(zhì)調(diào)查,保證勘查結(jié)果的客觀、真實和準確,協(xié)調(diào)統(tǒng)一中央和地方政策,提前做好規(guī)劃,分配勘查任務[2]。站在宏觀的角度分析地質(zhì)勘查特點,為后續(xù)的找礦工作奠定良好基礎(chǔ)。

        1.2 突出重點原則

        地質(zhì)勘查的目的是發(fā)現(xiàn)可利用的、具有價值的礦產(chǎn)資源。因此勘查過程中需要針對規(guī)劃區(qū)域進行重點勘查。一方面,該區(qū)域礦產(chǎn)資源的開發(fā)程度較低,另一方面,這些區(qū)域的礦產(chǎn)資源比較有價值,且儲存量較多。除此之外,還要盡可能的擴大勘查范圍,加大地質(zhì)勘查的廣度、深度,盡可能的開發(fā)更多的礦產(chǎn)資源。

        1.3 因地制宜原則

        礦物質(zhì)受到各種地質(zhì)運動的影響和作用,逐漸形成了礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源的類型與地質(zhì)活動密切相關(guān),正因如此,企業(yè)才要詳細了解礦產(chǎn)的分布情況,詳細調(diào)查各種礦產(chǎn)類型,了解不同規(guī)劃區(qū)域的地質(zhì)特點、人文經(jīng)濟條件,在此基礎(chǔ)上合理選擇勘查技術(shù)[3]。

        2 礦山地質(zhì)勘查技術(shù)

        2.1 電磁瞬變技術(shù)

        該技術(shù)的基本原理是:利用不接地的裝置把脈沖發(fā)射入水,形成特定的測程。然后根據(jù)專屬線圈所形成的渦流感應體系獲得準確的電阻應用率,根據(jù)電磁感應定律確定礦產(chǎn)資源的活動特點。工程現(xiàn)場在電場的影響下會產(chǎn)生礦產(chǎn)溶解現(xiàn)象,而礦物資源一旦出現(xiàn)電化學溶解時,就會形成大量的金屬陽離子,并聚集在陰極的表面,工作人員會立刻判斷出礦物的類型。

        2.2 感應電磁勘探技術(shù)

        該技術(shù)的重點是利用礦物質(zhì)的電磁性差異進行觀察,以電磁空間的分布為依據(jù)來找礦。礦石與巖石具有不同的化學特點,所以二者的磁場會表現(xiàn)為不同的空間分布狀態(tài),并且呈現(xiàn)動態(tài)變化的特點。正因如此,才可以采用專業(yè)設(shè)備來探查電磁場的空間分布情況,了解礦物資源的現(xiàn)狀。與低阻異常的位置相比,礦物資源所處的位置往往會更低,而且礦體的礦化程度不一致,所以礦體的低阻異常反應較弱。盡管感應電磁勘探技術(shù)無法在礦化程度清晰的情況下獲得良好的找礦精度,但這一技術(shù)卻非常適用于深部找礦。

        2.3 數(shù)字地震勘查技術(shù)

        該技術(shù)的特點是高分辨率,能夠?qū)辈榻Y(jié)論進行數(shù)字化處理。通過子波整形校正、疊加分析以及分頻處理等一系列優(yōu)化措施,可獲得完整、理想的勘查結(jié)果[4]。而且在礦山開采過程中,數(shù)字地震勘查技術(shù)具有良好的安全性,可以有效提高開采效率以及礦物的產(chǎn)出比。

        3 找礦技術(shù)

        3.1 同位素地球化技術(shù)

        該技術(shù)適用于同位素極為復雜的情況,以此來獲取地質(zhì)各階段的歷史信息,然后參考地質(zhì)體系中共存物之間同位素分餾的大小,來計算出共存物的同位素平衡溫度,但整個過程中必須維持同位素之間的平衡。特別是用共存物同位素計算完某種地質(zhì)的溫度時,更要嚴格檢查平衡情況,以提高數(shù)據(jù)的準確性。

        3.2 遙感技術(shù)

        這一技術(shù)主要用來繪制地圖,并且和地質(zhì)圖配套,共同存在于同一個投影坐標系統(tǒng)中,讓兩者相互對應,以便技術(shù)人員可以更好的了解地質(zhì)狀況。

        (1)提取定制報告信息:地質(zhì)構(gòu)造運動不同,會產(chǎn)生不同的礦產(chǎn)資源類型,所以礦床的分布也有差異性。技術(shù)人員可以根據(jù)構(gòu)造環(huán)境與條件來提取礦產(chǎn)信息,而遙感技術(shù)本身就擁有方向濾波和比值分析功能用來處理信息,幫助技術(shù)人員獲得需要的地質(zhì)構(gòu)造信息,然后通過分析、統(tǒng)計、翻譯的環(huán)形與線性影像、相關(guān)物探、地質(zhì)等資料,來確定礦產(chǎn)的構(gòu)造分布特點。

        (2)植被波普特點:不同類型的植物,生長期內(nèi)的礦產(chǎn)類型也不同。主要是因為植物生長過程中會吸取土壤中的金屬元素,而金屬元素又源自于下層礦產(chǎn)資源,因此可以判斷出深層土壤中存在的礦物質(zhì),然后運用植被波普找到植物中含有的金屬元素,以更好的促進地質(zhì)勘查與找礦工作的開展。

        (3)提取礦化蝕變信息:受到巖漿熱的影響,圍巖與巖漿之間會發(fā)生反應,產(chǎn)生新物質(zhì),這一過程便是圍巖蝕變。礦區(qū)的面積是小于圍巖蝕變的面積的,可根據(jù)這一原理來判斷礦區(qū)。與普通巖石相比,礦化蝕變的巖石在結(jié)構(gòu)、顏色、外觀等方面都有所不同,可通過反射光譜將其呈現(xiàn)出來,從而幫助技術(shù)人員判斷礦化蝕變的異常區(qū)域以及礦靶區(qū)。

        3.3 甚低頻電磁技術(shù)

        我國的地質(zhì)勘查技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展,在此過程中,積累了豐富的找礦經(jīng)驗,并且對找礦技術(shù)進行了完善與創(chuàng)新。由于對淺層礦產(chǎn)的過度開采,造成礦產(chǎn)資源短缺,所以,研究深層地質(zhì)找礦技術(shù)是十分必要的。甚低頻電磁技術(shù)的應用比較靈活,可以提高找礦效率。實際應用中,利用Fraser濾波來處理數(shù)據(jù),然后分析掩蓋區(qū)域異常地質(zhì)體,從而獲得礦區(qū)的分布情況,還能明確礦床規(guī)律,預測礦體空間所處的主權(quán)位置,為精準找礦提供參考依據(jù)[5]。此外,甚低頻電磁技術(shù)的應用成本較低,且操作方便,但選擇信號源時會存在限制,而且會一定程度的影響電磁波強度,特別是日出、日落兩個時間段的影響最為明顯。所以,需要合理控制找礦時間,在場強相對穩(wěn)定的時間段應用甚低頻電磁技術(shù)。

        3.4 高精度定向取樣鉆探技術(shù)

        在深層地質(zhì)找礦中應用該技術(shù),可保證鉆孔按照預定方向作業(yè),在普通鉆孔無法到達的深度與地質(zhì)勘探坑道中,主孔能夠嵌套若干鉆樁孔和分支孔,從而保證鉆探的精準度,還能避免找礦工作中發(fā)生的意外事故。但應用該技術(shù)時,需要提前做好防斜措施,盡量降低孔隙率,避免鉆孔出現(xiàn)變化。

        3.5 金剛石繩索取芯技術(shù)

        金剛石的特點是硬度較強,利用金剛石進行鉆探,鉆探深度更深。如今,金剛石繩索取芯技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)的地質(zhì)找礦中廣泛應用,且取得了理想效果。但作為發(fā)展中國家,我國引入該技術(shù)的時間較晚,所以在實踐應用中還存在一些需要完善的地方。找礦過程中,該技術(shù)主要是利用普通鉆桿穿過繩索取芯鉆具的方式來進行勘查的,這會一定程度的增加勘查量與采礦成本,而且金剛是鉆頭的使用壽命有限,也就間接限制了該技術(shù)的推廣。國產(chǎn)的金剛石鉆頭的作業(yè)效率不高,但成本較高,所以金剛石繩索取芯技術(shù)始終難以普及。

        3.6 X熒光找礦技術(shù)

        該技術(shù)的原理是利用X射線熒光來分析元素的成分和品味,以提高找礦效率。在找礦工作中歐冠,X熒光技術(shù)具有突出優(yōu)勢,在被一定波長的光激發(fā)后,某些物質(zhì)會在短時間內(nèi)發(fā)射出元素X特征的射線,以顯示地下構(gòu)造與礦體的具體位置,還能準確劃分礦床的邊界,呈現(xiàn)礦床厚度。

        4 結(jié)語

        綜上所述,礦山地質(zhì)的勘查與找礦作業(yè)對專業(yè)性要求較高。本文分別探討了地質(zhì)勘查、找礦中常用的技術(shù)類型,但具體工作中,還應結(jié)合礦山類型、地質(zhì)特點、周邊環(huán)境來合理選擇技術(shù),以提高找礦效率。

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