＊王 廷

（陽(yáng)泉新宇巖土工程有限責(zé)任公司 山西 045000）

隨著礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭和礦床深層開發(fā)的需求增加，礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)正面臨著更高要求。傳統(tǒng)技術(shù)在效率和精準(zhǔn)度上存在一定限制，因此引入現(xiàn)代化技術(shù)成為提升礦山勘探效能的關(guān)鍵。本文將對(duì)傳統(tǒng)與現(xiàn)代礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，并探討未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，以期為礦業(yè)領(lǐng)域提供更為科學(xué)、高效的勘探方案。

1.傳統(tǒng)礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)

（1）地質(zhì)調(diào)查方法。地質(zhì)調(diào)查是在礦山區(qū)域內(nèi)對(duì)地質(zhì)信息進(jìn)行系統(tǒng)收集、整理和研究的過(guò)程，為后續(xù)的勘探工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地質(zhì)調(diào)查通過(guò)對(duì)地表形態(tài)的詳細(xì)觀察，可以了解礦山區(qū)域的地貌特征、河流分布、山脈走向等信息，有助于揭示地下潛在的礦產(chǎn)資源分布規(guī)律。通過(guò)野外實(shí)地觀察和取樣，對(duì)礦區(qū)內(nèi)的巖石類型、巖性、巖層傾角等進(jìn)行詳細(xì)記錄。有助于理解礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和巖層分布，為后續(xù)的勘探工作提供基礎(chǔ)。通過(guò)采集礦區(qū)內(nèi)土壤、水體、植被等樣品，進(jìn)行化學(xué)分析，尋找礦床產(chǎn)狀異常，探測(cè)潛在的礦化體，對(duì)于確定礦床類型和有利地質(zhì)背景具有重要意義。

地球物理勘探通過(guò)地震、電磁、重力、磁力等物理方法，獲取地下結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的信息，以識(shí)別潛在的礦產(chǎn)資源。地球物理勘探技術(shù)在深部礦床勘探中有著重要的應(yīng)用價(jià)值，可以突破地表限制，提供更深層次的地質(zhì)信息。礦床勘查是在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)具體的礦床開發(fā)與探礦工作，驗(yàn)證前期推測(cè)的礦床存在及其規(guī)模，包括礦床的鉆探、采樣、化驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)為最終的礦產(chǎn)資源開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)。

（2）勘探技術(shù)。在礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探中，勘探技術(shù)有助于精確定位礦床位置、評(píng)估礦藏規(guī)模和性質(zhì)。傳統(tǒng)的礦山勘探技術(shù)包括地球物理勘探、地球化學(xué)勘探、地質(zhì)鉆探等。地球物理勘探包括地震勘探、電磁勘探、重力勘探和磁力勘探等。地震勘探通過(guò)觀測(cè)地震波在地下傳播的速度和反射情況，推斷地層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。電磁勘探則通過(guò)測(cè)量地下電磁場(chǎng)的變化，尋找礦產(chǎn)的電性異常。重力勘探和磁力勘探則通過(guò)測(cè)定地表重力和磁場(chǎng)的變化揭示地下密度和磁性的分布。

地球化學(xué)勘探是通過(guò)采集地表和地下樣品，進(jìn)行化學(xué)分析尋找礦床附近的化學(xué)異常，包括土壤化學(xué)勘探、水體化學(xué)勘探和植被化學(xué)勘探等。地球化學(xué)勘探可以迅速發(fā)現(xiàn)礦床附近的異常元素，幫助確定潛在的礦化體位置。地質(zhì)鉆探通過(guò)取得巖心樣品，分析巖石的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)，巖心樣品提供了最直接的地質(zhì)信息，有助于準(zhǔn)確了解地下礦床的特征。常見的地質(zhì)鉆探方法包括巖芯鉆探、旋轉(zhuǎn)鉆探和鉆孔取樣等。

2.現(xiàn)代礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)

（1）遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用?，F(xiàn)代礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)中，遙感技術(shù)的應(yīng)用在不斷拓展成為礦業(yè)領(lǐng)域中一種強(qiáng)大而高效的工具。遙感技術(shù)通過(guò)獲取地表和地下的高分辨率影像，能夠提供全球范圍內(nèi)的大量地質(zhì)信息。遙感技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星、飛機(jī)或無(wú)人機(jī)獲取的高分辨率影像可以用于地表地貌的詳細(xì)研究。這些影像不僅覆蓋范圍廣泛，而且可以實(shí)現(xiàn)多時(shí)相、多角度的觀測(cè)，提供全面而連續(xù)的地表信息，通過(guò)對(duì)地表地貌的分析可以更好地理解地質(zhì)構(gòu)造、斷層帶和構(gòu)造地貌等特征，為找尋礦床提供線索。

各類遙感傳感器可以捕捉地表的反射光譜信息從而檢測(cè)礦化體對(duì)光譜的響應(yīng)，這種光譜信息包括可見光、紅外線和熱紅外等，可用于識(shí)別礦化體的類型和分布。不同礦化體在光譜上有獨(dú)有的特征，通過(guò)對(duì)其特征的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)資源的高效探測(cè)。礦山活動(dòng)可能對(duì)周邊環(huán)境造成影響，通過(guò)遙感技術(shù)可以監(jiān)測(cè)土地利用變化、水質(zhì)變化及植被覆蓋情況，為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。遙感技術(shù)還可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行空間分析，進(jìn)一步提高地質(zhì)信息的整合和分析效率。通過(guò)GIS技術(shù)可以將遙感影像與地質(zhì)地圖、地球物理數(shù)據(jù)等進(jìn)行集成，形成多層次的地學(xué)信息系統(tǒng)為礦山地質(zhì)調(diào)查提供更全面、多維度的數(shù)據(jù)支持。

（2）先進(jìn)的地球物理勘探方法。先進(jìn)的地球物理勘探方法在現(xiàn)代礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探中扮演著關(guān)鍵角色，通過(guò)引入高科技手段提高勘探效率和準(zhǔn)確性。磁電法通過(guò)測(cè)量地下巖石的電性差異探測(cè)礦化體和構(gòu)造異常，感應(yīng)電磁法則通過(guò)感應(yīng)電磁場(chǎng)對(duì)地下電導(dǎo)體的響應(yīng)可以檢測(cè)礦化體和儲(chǔ)層。

地震電阻率法是一種結(jié)合地震和電阻率測(cè)量的綜合地球物理勘探方法，通過(guò)測(cè)量地下巖石對(duì)地震波的傳播速度和電阻率的變化，可揭示地下構(gòu)造和礦體分布。地震電阻率法在地下水、礦床等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用能夠提供地下結(jié)構(gòu)和礦體性質(zhì)的詳細(xì)信息。核磁共振（NMR）技術(shù)通過(guò)測(cè)量巖石中核磁共振信號(hào)的特征，可以獲得關(guān)于巖石孔隙度、流體含量等信息。這有助于評(píng)估地下水資源、識(shí)別礦體和判斷巖石的物性。

（3）激光掃描與測(cè)繪技術(shù)。激光掃描又稱為激光雷達(dá)技術(shù)，利用激光束照射地表并記錄反射光時(shí)間，通過(guò)計(jì)算光的傳播時(shí)間來(lái)獲取地表點(diǎn)的坐標(biāo)信息。這種技術(shù)具有高精度和高分辨率能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地形、地貌、建筑物等物體的三維準(zhǔn)確測(cè)量。對(duì)礦山地質(zhì)調(diào)查中激光掃描技術(shù)可以快速獲取礦山地表的數(shù)字高程模型（DEM）和數(shù)字地面模型（DSM），為地質(zhì)特征的分析提供了高精度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地下礦體的空間結(jié)構(gòu)往往非常復(fù)雜，傳統(tǒng)的勘探手段難以準(zhǔn)確獲取地下空間的三維信息，激光掃描技術(shù)可以通過(guò)地表孔徑或井口進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下礦體的高精度三維測(cè)繪，為礦床的精準(zhǔn)勘探和資源評(píng)估提供了有力的支持。

激光掃描技術(shù)在礦山工程中的應(yīng)用十分廣泛。例如，可以用于礦井和巷道的測(cè)繪，監(jiān)測(cè)巖體的變形和裂隙情況提高礦山工程的安全性。激光掃描還能用于礦區(qū)內(nèi)設(shè)備、設(shè)施的快速建模，為工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）等測(cè)繪技術(shù)結(jié)合激光掃描能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地表和地下空間的高效快速測(cè)繪。這種綜合應(yīng)用提高了勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

3.礦山地質(zhì)勘探技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（1）礦山井下勘探技術(shù)。礦山地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中礦山井下勘探技術(shù)占據(jù)著重要位置，可以通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)手段提高勘探效率、準(zhǔn)確性，并降低勘探成本。

隨著礦床深度的增加和傳統(tǒng)地表勘探的限制，礦山井下勘探技術(shù)成為深部礦床勘探的有效手段，井下地震勘探通過(guò)在礦井內(nèi)部設(shè)地震傳感器，可以更準(zhǔn)確地獲取地下巖石結(jié)構(gòu)的信息。這種方法不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)深層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的高分辨率測(cè)量，還可以避免地表環(huán)境對(duì)勘探信號(hào)的干擾，提高勘探的靈敏度和準(zhǔn)確性。在礦山井下勘探中，地球物理方法如地震、電磁、重力和磁力勘探，可以通過(guò)在井下進(jìn)行測(cè)量克服地表限制，獲取更深層次的地質(zhì)信息，對(duì)于深埋礦床的勘探尤為重要，有助于提高勘探的全面性和深度。

通過(guò)在礦井巷道內(nèi)使用激光掃描儀器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下空間的高精度三維測(cè)繪，有助于了解井下地質(zhì)構(gòu)造、斷層帶的分布情況為井下勘探提供更詳細(xì)的地質(zhì)信息。礦山井下勘探技術(shù)中，無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)在井下巷道內(nèi)使用無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦體、巷道結(jié)構(gòu)等高效監(jiān)測(cè)和勘探。無(wú)人機(jī)搭載各種傳感器可以獲取高分辨率的圖像和數(shù)據(jù)為井下地質(zhì)狀況的評(píng)估提供全新的途徑[1]。

（2）水平鉆進(jìn)技術(shù)。水平鉆進(jìn)技術(shù)是一種在地下形成水平或近水平孔道的高級(jí)勘探方法，側(cè)重于創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用提高深部礦床勘探、資源開發(fā)的效率和準(zhǔn)確性?，F(xiàn)代水平鉆進(jìn)設(shè)備配備了先進(jìn)的導(dǎo)航和測(cè)量系統(tǒng)使用慣性導(dǎo)航、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）等技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔的位置和方向。這確保了水平鉆進(jìn)操作的精準(zhǔn)性使得勘探的數(shù)據(jù)更加可靠。水平鉆進(jìn)技術(shù)通過(guò)控制鉆頭的方向和傾角使其在地下形成水平或近水平的孔道，涉及到先進(jìn)的定向鉆孔技術(shù)包括使用陀螺儀和磁力計(jì)等儀器來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整鉆孔的方向確保其達(dá)到預(yù)定的水平度和方向。水平鉆進(jìn)設(shè)備采用自動(dòng)控制技術(shù)使得整個(gè)操作過(guò)程更為智能化和高效，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)勘探需求調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)提高勘探效率，包括控制鉆頭的旋轉(zhuǎn)速度、進(jìn)給速度等關(guān)鍵參數(shù)[2]。

（3）多手段綜合勘探。多手段綜合勘探是指通過(guò)同時(shí)或依次運(yùn)用多種地質(zhì)勘探方法和技術(shù)，以獲取更全面、準(zhǔn)確的地下信息，在礦山地質(zhì)調(diào)查中被廣泛應(yīng)用，以提高勘探效果、降低勘探風(fēng)險(xiǎn)。多手段綜合勘探中的一項(xiàng)核心是地球物理勘探，包括地震、電磁、重力、磁力等多種地球物理方法。通過(guò)結(jié)合這些方法，可以獲取地下巖層的物理性質(zhì)，如密度、電阻率、磁性等，進(jìn)而推斷地下構(gòu)造、礦體分布等信息，地球物理勘探通過(guò)多種手段的綜合應(yīng)用彌補(bǔ)了單一方法的局限性，提高了勘探的全面性。綜合利用衛(wèi)星、飛機(jī)、無(wú)人機(jī)等平臺(tái)的遙感技術(shù)，獲取地表和地下的高分辨率影像，遙感技術(shù)在多手段綜合勘探中的作用主要體現(xiàn)在提供大范圍的地表信息和監(jiān)測(cè)環(huán)境變化[3]。

地球化學(xué)勘探通過(guò)采集樣品進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)地下礦床附近的化學(xué)異常。多手段綜合勘探中，地球化學(xué)勘探的優(yōu)勢(shì)在于它可以直接測(cè)量地下礦化體周圍的化學(xué)元素含量，從而輔助其他地質(zhì)勘探方法的數(shù)據(jù)解釋。在多手段綜合勘探中激光掃描技術(shù)可以用于獲取地表地貌、礦體形態(tài)等信息，同時(shí)也可以用于地下空間的測(cè)繪。這種技術(shù)為地質(zhì)勘探提供了高分辨率的地表和地下數(shù)據(jù)。多手段綜合勘探中，水平鉆進(jìn)技術(shù)可以用于獲取礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。通過(guò)水平鉆進(jìn)，可以直接穿越礦體，獲得更為詳細(xì)的地下信息為其他勘探手段提供補(bǔ)充和驗(yàn)證[4]。

（4）動(dòng)態(tài)地質(zhì)勘探技術(shù)。動(dòng)態(tài)地質(zhì)勘探技術(shù)是指通過(guò)監(jiān)測(cè)和分析地下動(dòng)態(tài)過(guò)程中的地質(zhì)變化，以獲取更準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的地質(zhì)信息。微震監(jiān)測(cè)是一種通過(guò)檢測(cè)微小地震信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)地下巖石變化的技術(shù)，在礦山地質(zhì)勘探中微震監(jiān)測(cè)被廣泛應(yīng)用于礦體變形、巖層斷裂和構(gòu)造變化等方面，微震事件的發(fā)生和變化能夠提供關(guān)于地下巖體穩(wěn)定性和構(gòu)造狀況的實(shí)時(shí)信息有助于預(yù)測(cè)潛在地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)態(tài)地質(zhì)勘探中應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)用于測(cè)量地下巖體的應(yīng)力狀態(tài)，通過(guò)在井下或地表安裝應(yīng)力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層的應(yīng)力變化，有助于了解地下應(yīng)力分布、斷層活動(dòng)情況為地質(zhì)調(diào)查提供了有關(guān)地下應(yīng)力場(chǎng)的重要數(shù)據(jù)[5]。

變形監(jiān)測(cè)技術(shù)通過(guò)使用變形傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量地下巖體的變形情況，包括巖石的膨脹、壓縮、裂隙的形成等。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)可以了解地下構(gòu)造的變化，識(shí)別可能發(fā)生的地質(zhì)問(wèn)題從而指導(dǎo)礦山工程的進(jìn)行。通過(guò)監(jiān)測(cè)地下水位的變化可以評(píng)估地下水對(duì)礦體穩(wěn)定性的影響，預(yù)警地下水涌出等問(wèn)題。地?zé)岜O(jiān)測(cè)通過(guò)測(cè)量地下巖體的溫度變化反映地下礦體的活動(dòng)狀態(tài)，隨著礦體活動(dòng)，產(chǎn)生的熱量也會(huì)引起地下溫度的變化，這項(xiàng)技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)地下礦體的活躍性為地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

4.結(jié)語(yǔ)

礦山地質(zhì)調(diào)查與勘探技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)著礦業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)步，現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用為提高礦產(chǎn)資源勘探的準(zhǔn)確性和效率提供了新的途徑。未來(lái)，隨著礦山井下勘探技術(shù)、水平鉆進(jìn)技術(shù)等的深入研究和應(yīng)用，礦山勘探將迎來(lái)更為靈活、實(shí)時(shí)的時(shí)代。多手段綜合勘探的發(fā)展將為資源勘探提供更為全面的信息支持。本文研究有助于指導(dǎo)礦業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向，推動(dòng)礦山地質(zhì)勘探技術(shù)邁向更高水平。