楊 魁

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物探隊，四川 成都 610072）

1 地質(zhì)勘查應(yīng)用對象分析

明確地質(zhì)勘查應(yīng)用對象，才可科學(xué)的進行相關(guān)的勘查工作與深部地質(zhì)找礦工作，現(xiàn)階段的地質(zhì)勘查對象主要包括以下四種：①共生礦；②礦山生產(chǎn)實際狀況。就應(yīng)用對象來說，進行地質(zhì)勘查主要是為了探清礦山剩余資源并分析其當(dāng)前礦產(chǎn)資源開發(fā)效率，以此為基礎(chǔ)進行開采工作的優(yōu)化，從而提升其開采效率；③即將關(guān)閉的礦山。對即將關(guān)閉的礦山進行地質(zhì)勘查，得出其具體數(shù)據(jù)，并形成閉坑地質(zhì)的綜合數(shù)據(jù)報告，此外對其勘查還能確定其所處狀況，及時發(fā)現(xiàn)其存在的問題并進行對應(yīng)的整治處理；④危機礦山。對危機礦山進行地質(zhì)勘查，主要是為了從其附近區(qū)域找出可進行后續(xù)開采的礦山資源，在明確其存在替代性礦產(chǎn)資源后，應(yīng)通過綜合推算其礦產(chǎn)資源儲量、周邊地質(zhì)狀況以及礦區(qū)位置深部，尋找出最佳的開采位置，以此來保證礦產(chǎn)資源的持續(xù)性開發(fā)。

2 地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用要點

2.1 X射線熒光技術(shù)

該技術(shù)在應(yīng)用中的找礦原理在于，利用設(shè)備發(fā)出的X射線對于目標(biāo)區(qū)域進行全方位掃描，礦物在接收到X射線之后，內(nèi)部的原子能量也會得到激發(fā)，從而反射出相應(yīng)的熒光。礦物中不同元素對于X射線的接收頻率也存在較大差異，而且其反饋的波長和光譜也存在較大差異。借助計算機對這些熒光信號進行整理，剔除干擾因素后，根據(jù)熒光強弱、熒光密集度了解區(qū)域礦物的分布情況，這也為后續(xù)礦物切割、開挖活動的推進提供有價值的參考數(shù)據(jù)。相比于其他找礦技術(shù)，X射線熒光技術(shù)在應(yīng)用中具備了操作便捷度高、操作靈活性強、識別結(jié)果準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢，而且還可以準(zhǔn)確顯示礦體邊界特征、礦體厚度等參數(shù)，目前在很多礦產(chǎn)開采中都有著良好應(yīng)用。

2.2 深層地質(zhì)鉆探技術(shù)

該技術(shù)在應(yīng)用中的找礦原理在于，利用鉆探設(shè)備沿著布設(shè)點向下鉆進，采取地層中的礦物樣本，在實驗室內(nèi)對于礦物樣本進行理化性質(zhì)分析，根據(jù)整理到的數(shù)據(jù)來確定深層礦體種類、礦體厚度、礦體分布情況等信息，為后續(xù)礦物切割、開挖活動的推進提供有價值的參考數(shù)據(jù)。在該技術(shù)具體應(yīng)用中，①需要合理布設(shè)地質(zhì)鉆探點，同時對于鉆探深度、鉆孔直徑等參數(shù)進行控制，確保所獲取樣本數(shù)量的充足性。②在鉆探期間也需要對鉆探速度、鉆探角度進行監(jiān)控，降低卡鉆、斷鉆等問題的出現(xiàn)幾率。從目前的使用情況來看，深層地質(zhì)鉆探技術(shù)在應(yīng)用中具備了操作便捷度高、采集樣本總量多等優(yōu)勢，但是其無法完整顯示礦體邊界特征、礦體厚度等參數(shù)信息，一般會作為輔助找礦技術(shù)進行使用。

2.3 金剛石繩取芯技術(shù)

該技術(shù)在應(yīng)用中的找礦原理在于，利用金剛石和特殊材料繩子結(jié)合在一起，依托鉆探設(shè)備沿著布設(shè)點向下鉆進，采取地層中的礦物樣本，根據(jù)礦物樣本理化性質(zhì)分析結(jié)果，來確定該地區(qū)深層礦體種類、礦體厚度、礦體分布情況等信息，為后續(xù)礦物開采計劃的擬定奠定基礎(chǔ)。該技術(shù)在實際應(yīng)用中，可以下沉到更深的位置，獲取到所需要的樣本，在深部地質(zhì)勘探活動中，有著非常好的應(yīng)用。需要注意的是，金剛石為自然界中最硬的物質(zhì)，與之相搭配的繩材料硬度不足，這樣也容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂的情況，并且對于鉆進方向的控制難度較大，也是后續(xù)發(fā)展過程中，需要重點關(guān)注的內(nèi)容。

2.4 低電頻勘探技術(shù)

此找礦技術(shù)在應(yīng)用中的基本原理在于，利用電磁感應(yīng)對礦產(chǎn)資源進行地質(zhì)勘測，并利用Praser濾波對礦產(chǎn)資源采集到的數(shù)據(jù)和信息進行數(shù)據(jù)化處理，根據(jù)對控礦規(guī)律圈定掩蓋區(qū)、礦體賦存進行判斷和分析，從而確定該地區(qū)是否存在礦產(chǎn)資源。從實際應(yīng)用情況來看，在技術(shù)應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)信號源和信號頻率容錯率較高的問題，這樣在應(yīng)用中，也會干擾到探測信號在不同區(qū)間段所傳遞電磁波的強弱程度，進而影響到探測結(jié)果的準(zhǔn)確性。基于此，在應(yīng)用中該方法會應(yīng)用在電磁場較強的地區(qū)，電磁場較弱地區(qū)不建議使用該找礦技術(shù)。

2.5 反向循環(huán)式連續(xù)探測技術(shù)

作為經(jīng)常使用到的找礦技術(shù)，其在應(yīng)用中的主要找礦原理如下：利用機械設(shè)備對于可循環(huán)介質(zhì)與空氣進行壓縮處理，然后向著地層深處進行釋放，壓縮空氣膨脹時產(chǎn)生的沖擊波會向著深處進行傳遞，不同介質(zhì)對于沖擊波的可沖擊性、抵抗性存在差異，而礦山中的巖屑也會在沖擊波作用下，沿著氣流上升到礦山的表層?？碧饺藛T對于這些巖屑理化性質(zhì)進行分析，從而確定礦產(chǎn)資源的具體種類、儲量信息等內(nèi)容。該技術(shù)在應(yīng)用中，可以對深層礦產(chǎn)分布數(shù)據(jù)進行采集，而且相比其他勘探技術(shù)，此技術(shù)在應(yīng)用中，所積累的數(shù)據(jù)總量、準(zhǔn)確性較高，有助于礦產(chǎn)開采企業(yè)經(jīng)濟利益最大化目標(biāo)的實現(xiàn)，在許多采礦企業(yè)中得到了推廣。

2.6 定位感應(yīng)勘測技術(shù)

該找礦技術(shù)在應(yīng)用中的核心技術(shù)為遙感技術(shù)，找礦原理是利用遙感裝置對于勘測地區(qū)地形參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造、水文分布信息進行準(zhǔn)確感應(yīng)，基于此來準(zhǔn)確判斷該地區(qū)是否存在礦產(chǎn)資源，從而快速縮小勘探區(qū)域，加快深層礦產(chǎn)資源分布位置的找尋速度。礦產(chǎn)資源的形成，和地區(qū)地質(zhì)演化存在著直接關(guān)聯(lián)。例如，煤炭資源是蕨類植物死亡后，掩埋在特定環(huán)境下所形成的礦物。在初步判斷該地區(qū)是否蘊含煤炭資源時，可以利用定位感應(yīng)勘測技術(shù)對區(qū)域地形參數(shù)、地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律、水文分布情況進行整理，根據(jù)計算機整理結(jié)果來初步判斷該區(qū)域是否存在礦產(chǎn)。該技術(shù)一般用于前期勘測階段，可以有效縮小找礦范圍，隨后搭配著其他找礦技術(shù)，獲取到更加準(zhǔn)確的找礦信息。

2.7 巖芯鉆探技術(shù)

該找礦技術(shù)在應(yīng)用中的找礦原理在于，利用圓柱狀鉆頭和鉆具，在指定鉆探位置進行鉆進，根據(jù)獲取到柱狀巖芯理化性質(zhì)數(shù)據(jù)，判斷該地區(qū)蘊含礦產(chǎn)類型和深度參數(shù)。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，①為了滿足深層礦產(chǎn)資源勘探需求，多利用液壓動力鉆探設(shè)備來作為鉆具載體，為深層鉆進提供充足的動力來源。②該技術(shù)在應(yīng)用中使用到的設(shè)備體積較大、重量較大，為避免鉆進時出現(xiàn)鉆進偏差問題，也需要根據(jù)現(xiàn)場情況做好基礎(chǔ)補強，使地基具備相應(yīng)承載力，滿足深層鉆探工作的順利進行。該技術(shù)適用于大多數(shù)地區(qū)礦產(chǎn)勘探，是最早投入使用、應(yīng)用體系成熟度高的鉆探技術(shù)之一。

2.8 定向鉆探技術(shù)

從應(yīng)用情況來看，定向鉆探技術(shù)也有著非常良好的應(yīng)用。該技術(shù)在應(yīng)用中的作業(yè)原理在于，利用高精度鉆探設(shè)備，在待鉆探地區(qū)沿著既定鉆探方向進行鉆進，做好鉆探速度和鉆探角度控制，使其可以持續(xù)沿著某方向推進，獲取到所需要的找礦信息。在鉆探技術(shù)的具體應(yīng)用中，除了布設(shè)主要鉆孔之外，也需要在合適位置布設(shè)相應(yīng)的小鉆孔，這樣也有助于精準(zhǔn)鉆孔目的的順利達成，從而準(zhǔn)確掌握礦山資源的主要種類和總存儲量。需要注意的是，在技術(shù)應(yīng)用期間，也需要做好防止斜孔措施，使鉆探設(shè)備可以沿著既定方向順利推進，從而降低卡鉆、斷鉆等問題的發(fā)生幾率[1]。

2.9 定位與遙感技術(shù)

在深部礦產(chǎn)資源的勘探活動中，采用常規(guī)人力勘探的方式，很難對其進行有效勘測，在此狀態(tài)下便需要借助遙感技術(shù)來完成信息整理，從而更加準(zhǔn)確的識別礦產(chǎn)分布情況。通過對此技術(shù)的合理使用，能夠自動采集地質(zhì)信息，可幫助勘查人員全面掌握水文條件，并進一步提高找礦效率。采集來的地質(zhì)信息，在智能系統(tǒng)的分析之下，能夠準(zhǔn)確的找到礦產(chǎn)位置，并能夠為后續(xù)開采作業(yè)的高效開展提供必要的數(shù)據(jù)支撐。在實際應(yīng)用定位與遙感技術(shù)的過程中，首先勘查人員需要對測繪區(qū)域予以明確，然后借助此技術(shù)合理分析此區(qū)域的地質(zhì)情況，最后對裸露在外巖石范圍內(nèi)的波普進行采集，并作以比較，以此來進一步提高找礦效率。此外，在對深部礦產(chǎn)進行探測的過程中，也可應(yīng)用全球定位技術(shù)。在對此技術(shù)充分利用的基礎(chǔ)上，進行監(jiān)測系統(tǒng)的合理構(gòu)建。另外，在實際應(yīng)用中借助遙感技術(shù)來完成信息的自動化采集，從而更好的了解礦物屬性、輻射特性、光譜特征進行整理，從而更加智能的完成礦產(chǎn)信息識別，提高礦產(chǎn)信息識別結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.10 液動錘技術(shù)

除上述提到的找礦技術(shù)外，也會使用到液動錘技術(shù)，從本質(zhì)上來看，該技術(shù)是在傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)基礎(chǔ)上，進行更新發(fā)展的找礦技術(shù)，在許多礦產(chǎn)勘探活動中都有著良好應(yīng)用。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，其作業(yè)原理在于，會借助沖洗液來驅(qū)動潛孔錘工作，而動能沖擊作用下的大潛孔錘也會保持高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，順利完成深層鉆巖工作，從而了解該地區(qū)礦產(chǎn)資源的分布情況。此找礦技術(shù)在應(yīng)用中，能夠有效降低采礦成本，尤其是在硬質(zhì)巖石開孔作業(yè)中，該技術(shù)可以快速完成找礦和鉆探工作，以提高整理數(shù)據(jù)的使用價值。

3 地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦技術(shù)應(yīng)用時的注意事項

3.1 做好基礎(chǔ)資料整理

通過做好基礎(chǔ)資料整理，有利于找礦技術(shù)的準(zhǔn)確選擇，從而提高所獲取資料信息的完整度。從實踐情況來看，在具體實踐中也需注意以下幾點：第一，對于該區(qū)域的基礎(chǔ)資料進行整理，包括水文資料、地形資料、地質(zhì)資料等，利用計算機對此類技術(shù)進行初步整理，初步確定該地區(qū)可能存在的礦產(chǎn)資源類型；第二，對于已有的礦產(chǎn)開采資料進行整理，梳理以往使用到的勘探技術(shù)，以此作為參考來進行找礦技術(shù)的篩選，確保找礦技術(shù)的合理性；第三，對于找礦技術(shù)應(yīng)用工序進行整理，做好應(yīng)用前的技術(shù)交底工作，提高找礦技術(shù)的應(yīng)用效果。

3.2 加強人員能力培訓(xùn)

通過加強人員能力培訓(xùn)，可以充分發(fā)揮找礦技術(shù)的應(yīng)用價值，提高找礦數(shù)據(jù)整理結(jié)果的完整性和有效性。在組建勘測隊伍時，需要適當(dāng)提高技術(shù)篩選門檻，篩選實操能力強、學(xué)習(xí)能力強的成員，從而提高勘測隊伍的初始水平，可以更好的發(fā)揮出找礦技術(shù)的應(yīng)用價值。在日常工作中也需要加強勘測人員技能培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容涉及到操作知識、理論知識、安全意識、責(zé)任意識等，幫助勘測人員有序提升操作自身的綜合能力。而且在培訓(xùn)工作結(jié)束后也需要及時進行培訓(xùn)測試，根據(jù)測試結(jié)果來完成后續(xù)培訓(xùn)課程的調(diào)整，從而提高勘測人員和找礦技術(shù)之間的契合度，提高勘測結(jié)果的可靠性。

3.3 做好勘探設(shè)備養(yǎng)護

通過做好勘探設(shè)備養(yǎng)護，能夠降低勘探結(jié)果的容錯率，滿足后續(xù)礦產(chǎn)開采的相關(guān)要求。在確定找礦技術(shù)之后，也需要對勘探設(shè)備進行選擇，在設(shè)備應(yīng)用前應(yīng)做好相應(yīng)的調(diào)試工作，將勘探設(shè)備參數(shù)調(diào)控在合理范圍內(nèi)，確保獲取勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時也需要擬定恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備養(yǎng)護計劃，具體可分為日常養(yǎng)護和定期養(yǎng)護兩種，日常養(yǎng)護是指在勘探設(shè)備完成使用后，并對其進行例行養(yǎng)護，如清除污漬、儀表參數(shù)歸零等；定期養(yǎng)護是每季度進行一次大檢修，更換老化或損壞零件，起到延長設(shè)備使用壽命的作用。

3.4 引入先進技術(shù)工藝

現(xiàn)階段，我國在礦產(chǎn)資源開采、找礦中，存在技術(shù)完善度不足的情況，這也在一定程度上影響到資源的開采進度和開采質(zhì)量。對此，在后續(xù)發(fā)展過程中，也需要做好先進技術(shù)工藝的引入工作，不斷提升地質(zhì)找礦質(zhì)量。在具體實踐中，應(yīng)注意以下幾點：第一，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，搭建相匹配的信息平臺，平臺的工作任務(wù)是對目前市場流通的技術(shù)、工藝進行整理，討論這些工藝、技術(shù)引入的可行性；第二，在評價技術(shù)工藝可行性之后，也需要擬定相匹配的引入計劃，對于成本較高、專業(yè)性較高的技術(shù)，也需要擬定合理的舊設(shè)備折舊計劃、新設(shè)備引入計劃等，以減少技術(shù)工藝引入時的成本支出，加快評價技術(shù)工藝更新速度；第三，對找礦工作人員展開計劃性培訓(xùn)，不斷提升其綜合能力，而且也會定期邀請權(quán)威團隊來進行技術(shù)深度交流，借此來持續(xù)提升工作人員設(shè)計理念，從而更加契合企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

4 深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用案例

4.1 基本情況

某金礦地區(qū)的地質(zhì)主要以花崗巖為主，而且其主要呈塊狀分布，并且在斷裂、節(jié)理發(fā)育的影響下，地層也處于相對破碎的情況，而且礦產(chǎn)中也存在較大面積軟土層，存在一定的開采風(fēng)險。經(jīng)過實際測試可以得知，該礦區(qū)巖石的平均可鉆等級在7-9級。并且在應(yīng)用中，該地區(qū)的地層復(fù)雜度較高，鉆探活動的困難度較高。在此次研究活動中，勘查鉆探工程主要分三期進行，總體的鉆探范圍為58632.45m，設(shè)置了65個鉆孔，鉆孔深度在769.35-1863.99m，其中共設(shè)置了27個Ⅰ類深孔，12個Ⅱ類深孔，而且為了提高獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，采用液體流動錘技術(shù)進行鉆探、開采工作。

4.2 合理篩選設(shè)備

基于該鉆探地區(qū)的實際情況，鉆機的回轉(zhuǎn)速度需控制在較大范圍，以此來契合液動錐的低轉(zhuǎn)速，同時也可以降低鉆頭磨損，提高技術(shù)的應(yīng)用價值。在具體實踐中，可優(yōu)選XY系列的鉆機?；谠搮^(qū)域?qū)嶋H情況，選擇XY-6鉆機，而液動錘則選擇SYZX75系列。在動力機的選擇方面，會選擇XD-5系列的液壓馬達，主要供給液動錘工作，而普通設(shè)備則使用普通電機來提供動力。另外，在實驗活動中，選擇型號為BW250的泥漿機輔助施工，從而提高鉆機過程的穩(wěn)定性。

4.3 技術(shù)應(yīng)用

從目前的應(yīng)用情況來看，該區(qū)域施工時所使用到的流動錘鉆具構(gòu)件，主要由雙噴嘴液動錘、WL鉆具構(gòu)成，而且流動錘鉆在使用中，其主要由多個系統(tǒng)構(gòu)成，包括沖擊系統(tǒng)、碎巖系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等。在工作中，液體會通過上噴嘴直接流出，并且在高速卷吸作用下，其介質(zhì)也會從上缸套上腔位置以較高速度直接運輸?shù)较虑晃恢?，而且系統(tǒng)中的閥體也具備了良好的節(jié)流作用。在此作用下，位于下腔的液流也會以高速狀態(tài)快速從噴嘴中噴出，而此時的墻內(nèi)壓力也會不斷降低，此時系統(tǒng)中會產(chǎn)生相應(yīng)壓差，而沖錘也會在此作用下不斷向下運動，直到完成沖擊處理。而且在鉆孔應(yīng)用中，其應(yīng)用參數(shù)如下：第一，鉆壓控制，鉆壓的主要作用是為鉆頭提供足夠壓力，使其可以順利進入到巖石內(nèi)部，進而提高結(jié)構(gòu)的鉆進效率。需要注意的是，已經(jīng)確定的鉆壓，在應(yīng)用中不可輕易調(diào)整，以此來提高鉆進過程的穩(wěn)定性；第二，轉(zhuǎn)速控制，此參數(shù)需要根據(jù)鉆孔深度、鉆進傾角、巖石性質(zhì)等因素來展開調(diào)整，以確保鉆進過程的可靠性；第三，泵壓與泵量，在泵量設(shè)計環(huán)節(jié)，需要將該參數(shù)與常規(guī)參數(shù)保持一致，而且在WL鉆探過程中，其數(shù)值會超出WL值，基于此來完成泵量參數(shù)調(diào)整，確保壓漿結(jié)果的穩(wěn)定性。

4.4 應(yīng)用效果

在液動錘WL技術(shù)的應(yīng)用背景下，此次鉆探活動中，其工作總量為3706m，鉆探時的時效性為1.75/m，臺月效率為763.36m，而使用到的鉆頭其平均壽命為37.23m，其中設(shè)計的深孔，其工作總量為3233m，在此過程中，其鉆探時效為2.55/m，臺月效率為792.23m，而使用到的鉆頭其平均壽命為34.53m。并且根據(jù)實驗結(jié)果可以得知，利用液動錘WL展開鉆進施工時，其時效性可提高85.33%，而鉆頭的使用壽命也延長了135%。而且在孔段保持一致，鉆孔條件保持差異的情況下，利用液動錘WL展開鉆進施工時，其時效性可提高36.33%，而鉆頭的使用壽命也延長了85%。由此可見，該技術(shù)在應(yīng)用中也具備了更強的時效性，并且技術(shù)在應(yīng)用中的熟練度、參數(shù)準(zhǔn)確性也有了良好提升。

5 結(jié)束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟發(fā)展過程中，礦產(chǎn)資源屬于重要的動力來源，資源供給持續(xù)性也將直接影響到社會發(fā)展進度。在礦產(chǎn)開采活動中，做好地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦屬于非常重要的工作內(nèi)容，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況采取相匹配技術(shù)來整理勘探數(shù)據(jù)，對于提高開采計劃合理性、提升資源開采效率有著積極地意義。另外，做好基礎(chǔ)資料整理，有利于找礦技術(shù)的準(zhǔn)確選擇，加強人員能力培訓(xùn)，可以充分發(fā)揮找礦技術(shù)的應(yīng)用價值，做好勘探設(shè)備養(yǎng)護，能夠降低勘探結(jié)果的容錯率?；诘貐^(qū)的實際情況，選擇恰當(dāng)?shù)恼业V技術(shù)，對于提高勘探數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，提升礦產(chǎn)開采效率和資源利用效率有著積極地意義。