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地质勘查与深部地质钻探找矿技术研究

2020-12-20张伟伟罗振兴

中国金属通报 2020年10期
关键词:矿产矿产资源勘查

张伟伟,罗振兴

(1.湖南辰州矿业有限责任公司,湖南 怀化 418000;2.湖南省怀化市井巷工程有限公司,湖南 怀化 418000)

在社会经济不断发展的背景下,各行业领域对矿产资源的需求量呈现出了与日俱增的趋势。同时,受生产经营理念粗放化特点的影响,大量矿区不同程度的面临着开采过渡的问题,矿产资源整体进入相对枯竭的状态。如何进一步提升对矿产资源的开发效率,已成为业内人士高度重视的一项课题。围绕深部地质存赋展开矿产资源开发工作,是应对当前形势应积极推动的一项工作内容,对全新深部地质钻探找矿技术进行研究与探索将在很大程度上推动我国矿产资源开发工作乃至社会经济的稳定发展。

1 地质勘查内容与发展现状分析

1.1 地质勘查内容

(1)伴生矿及尾矿勘查。地质勘查工作实施期间,开发矿产资源的主要目的与内容并非单纯意义上的对目标矿物资源进行挖掘,还需要重视对矿产资源的高效、合理应用。因此,地质勘查工作人员需要围绕伴生矿以及尾矿制定有效的开采方案,以促进矿产资源利用率水平的提升。将有关伴生矿、尾矿的勘查工作作为地质勘查的主要内容。确定伴生矿、尾矿相关地质信息,为开发技术方案的制定提供科学依据。此过程当中需要特别注意的一点是,与主矿区对比,伴生矿以及尾矿所对应地质条件可能存在一定的差异性,因此在地质勘查工作实施期间必须重视对地质勘查技术手段的合理选择,尽可能契合实际情况对地质勘查策略进行制定与实施,促进矿产资源开发效率的进一步提升,保障地质勘查结果可靠、有效。

(2)矿产存储量勘查。地质勘查工作对确保各项矿山开采活动的顺利进行有非常重要的意义与价值。基于对地质勘查技术的全面应用与落实,能够明确所勘查区域范围内各类矿产物质的使用年限以及存储量等相关情况,使针对该区域的矿产资源开发、利用、以及规划工作更为积极有效。同时,在地质勘查期间以矿产储存量为重点进行勘查能够方便工作人员对工程地质信息进行了解,使施工方案设计有据可依,提升矿山生产作业的安全性水平。

(3)矿山替代资源勘查。在当前社会经济活动不断发展,速度持续加快的背景下,各行业领域对矿产资源的需求量呈现出了与日俱增的趋势。同时,受生产经营理念粗放化特点的影响,大量矿区不同程度的面临着开采过渡的问题,矿产资源整体进入相对枯竭的状态。为进一步提升对矿产资源的有效利用率,保障资源开发效率达到理想状态,就需要基于对钻探技术的合理应用,对传统技术方案进行调整,优化开采作业模式,以提升对矿产资源开发利用的合理性水平。此工作实践期间,需要围绕矿产资源类型进行系统分析,全面评估矿山地质条件,综合各方因素对全新开采方案进行制定,并基于对经济性因素的考量,从施工条件允许的角度出发,对地质勘查结果进行综合利用,优选最佳开采方案,提升效益水平。

1.2 矿产探查技术发展现状分析

现如今,结合我国国内矿产勘探技术的发展情况进行分析,已经取得了相应的成绩与成果,不仅可以使用更加完善的勘探方法,而且也在不断的探索与开发新的勘探方法与技术,近些年来我国在矿产勘探方面,已经引入了大量国外先进的探测仪器与探测设备,通过合理的运用这些勘测仪器与勘测设备,也是矿产勘查领域,获得了比较良好的发展前景。

2 深部地质钻探找矿技术

(1)金刚石绳索取芯找矿技术。此项技术基于金刚石钻探设备展开深部地质钻探找矿作业,对深部地层较坚硬的施工条件有良好的适宜性,是提升钻探作业效率的关键手段之一。作业实践中,对于地质条件较为复杂的区域,以及涉及到多种类型岩土条件的区域,往往对展开深部地质钻探找矿的技术设备性能有严格要求。金刚石钻探设备具备较高强度,可圆满完成深部找矿任务,因而在工程实践中得到了较为广泛的应用。但与国外领先水平相比,国内有关金刚石绳索取芯找矿技术的应用还存在一定差距,所选用钻头普遍存在使用寿命较短、质量偏低的问题,会在一定程度上增加深部地质钻探找矿成本,未来需通过进一步加大对钻探设备研发力度的方式,促进其工程实践应用价值的提升。

(2)X 荧光技术。在工程实践中,可以搭载X 射线获取所需矿产资源的相关数据,利用矿产资源物理属性影响下于特定波长发出射线的这一机制,通过荧光技术对元素特征进行识别,以达到深部地质钻探找矿的目的。相较于其他找矿技术而言,X 荧光技术具备以下几个方面的应用优势:第一,是能够帮助地质勘查人员对矿产位置进行准确界定;第二,是能够对隐藏矿产进行准确且快速的勘查;第三,是能够对含矿产地质层厚度进行准确预测,明确矿产边界,促进深部地质钻探找矿工作效率的提升。

(3)岩心反复取样技术。此项深部地质钻探找矿技术是指借助于空气中所存在的循环介质,在双臂钻杆辅助下来回撞击地下岩石层,以粉碎岩石,达到钻探找矿的目的。在钻进过程当中,双臂钻杆所粉碎岩石可以溢出至地面,为地质勘查人员岩石取样分析工作的开展提供便利。同时,还可以通过岩心反复取样技术对底下矿产资源分布情况进行可靠预测,初步判断所勘查地层中矿产资源的储存情况,为矿山开采阶段性工作进度的划分提供依据。

(4)液动潜孔锤技术。此项技术在国内外深部地质钻探找矿领域中均具备非常突出的应用价值。此项技术的本质是基于传统回转钻探技术所研发的全新矿产资源开采技术。在技术应用过程当中,通过冲洗液为内部潜孔锤提供驱动作用力,受冲洗液推动作用的影响,潜孔锤可以将运动所生成能量传递至设备钻头,以达到破碎岩体结构的目的。同时,设备应用期间基础原料通过泥浆泵供给,能够最大限度确保能量供应的稳定性。与其他常见深部地质钻探找矿技术相比,此项技术的适用范围广,尤其对于硬度大、脆性大的岩体结构有良好的应用效果,不但保留了回转钻探的相关功能,还进一步提升的钻头对岩体结构的冲击力。

(5)定向钻探技术。此项技术是指通过对定向控制方法的应用围绕目标岩石结构展开钻探。在钻探方法既定的前提下,应用定向钻探技术能够避免钻探出现偏移,准确获取目标岩石结构的相关信息。在深部地质钻探找矿过程当中,首先需要确定合理的钻探前进方向,以准确定位目标矿产资源。但受设备状态、技术水平等一系列因素的影响,可能导致钻探技术在实际应用中出现一定偏差。一旦错过重点矿产存储区域,极有可能导致对矿区资源分布情况的判断发生失误。目前技术条件支持下,多在小直径矿区深部地质钻探找矿工作中应用此项技术,以保障方向精度。

(6)遥感技术。深部地质钻探找矿领域可以通过应用遥感技术方式促进找矿速度的进一步提升,基于对地质信息的全面收集,掌握水文、地质等方面的关键信息,并基于对智能分析系统的合理应用,确定矿产资源的具体存储位置,辅助地质勘查人员高效、顺利的完成找矿工作,在此基础之上为后续钻探作业的开展提供信息以及数据支持。此外,深部钻探找矿也可采用全球定位技术,首先要做的是确定和构建监测系统,并且和遥感系统连接起来,通过这些先进的自动化信息搜集技术,掌握矿物的各种特征与属性,如金属性、光谱特性、辐射性等,系统会和矿产数据库中相关数据比对,分析基础上获知矿产埋藏具体位置。

(7)反循环连续取样技术。此项技术应用于深部地质钻探找矿过程当中以压缩空气为主要循环介质,通过对双臂钻杆设备的应用,钻入土层内部,粉碎周边岩体结构。空气高速流动的过程当中,钻探作业所产生碎屑以及碎岩被带回至地面。地质勘查人员可以根据涌出顺序对碎屑碎岩进行收集编号,并通过成分分析的方式掌握所作业区域深部矿物的所占比例以及构成成分。相较于传统意义上的岩心反复取样技术而言,应用反循环连续取样技术能够更加准确的对深部矿体成分进行分析,具备较高的施工效率,适用范围广。

3 地质勘查与深部地质钻探找矿技术优化的方法

3.1 根据资源分布特点,完善布局

在我国领域内有非常丰富的矿产资源,但是每一种不同类型的矿产资源,其所分布的地区也有所差异。比如在内蒙古地区,拥有丰富的稀土资源与铁矿石资源,而在河南省地区则拥有丰富的煤炭等资源。因此应根据矿产资源的实际分布情况、当地的地质特征、经济水平的发展情况、城市化建设进程以及土地利用和人口分布情况,对地质勘探工作的开展进行合理布局,使其与我国宏观发展需求相契合,从而进一步推动地质找矿行业的长远发展。

3.2 统筹规划,适度超前

为了能够实现科学发展战略,应该对地质勘探工作进行整体性的规划,明确地质勘探工作的业务,性质与公益性质,统筹调查地方和中央地质勘测工作以及其他规划区域内的地质勘测工作。一般情况下,作为一个整体的地质勘探领域,应提前10~15 年进行规划与部署,从而实现地质勘探工作的意义。

3.3 创新科技,提高勘查水平

若想进一步推动采矿行行业的发展,就必须要创新科技,加快地质勘探,行业的现代化步伐,使科技兴地的战略目标可以得到真正的贯彻与落实,对各种相关的地质理论问题进行深入的研究与探讨,创新地质勘查工作体系,完善地质信息化建设,以此促进我国地质勘查行业长远发展。

4 结语

在地质勘查工作实践中,必须对矿区矿产资源的分布情况以及地质条件有一个充分的了解,才能够为当地矿产资源的开发提供重要依据。在此过程当中,合理应用包括金刚石绳索取芯找矿技术、X 荧光技术、岩心反复取样技术、液动潜孔锤技术、定向钻探技术、遥感技术、反循环连续取样技术等在内的一系列深部地质钻探找矿技术,能够进一步促进矿区地质勘查能力的提升,提高对深部埋藏矿产资源的定位与勘查质量,为后续矿区矿产资源开发方案的制定提供重要依据,并且对缓解当前矿产资源面临的存赋压力问题也有关键意义与价值。

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