丁超DING Chao

（山东省煤田地质局第一勘探队，滕州 277500）

1 实验测试技术概况

人类借助地质工作对我们所生存的地球的物质属性进行深入探究，地质工作中实验测试环节有着非常重要的作用。众所周知，通过地质实验测试才能对矿产资源进行有效开发。如果在确保矿产资源开发过程中生命安全的基础上充分了解开发区域地质信息，对地质实验测试技术的要求是非常高的。除此之外，每一个大型建筑项目都与地质实验测试技术紧密相关。经各项地质测试实验后，获取的数据信息，能够为地质工作者的地质保护活动或地质开发工程提供可靠建议。人类依靠精准的实验测试技术去准确了解各项地质资源的动态变化，以规划更加有效的解决措施，应对环境污染问题、能源短缺问题、矿产分布及储量等各种资源问题和环境问题。

另外，地质成果和地质实验测试之间同样存在着十分紧密的联系，地质实验测试的专业性在很大程度上决定着地质成果的完成质量。在整个地质工作中，通过地质实验测试工作的开展，能够将精确的信息内容提供给地质工作者，地质工作者对被测试区域地层的物质组成、矿物分布及储量、地质结构、水域属性才能有更清晰具体的了解，对实验测试结果的正确与否进行验证，两者的相互作用推动地质工作高效开展。

地质工作的进行以地质实验为基础，探究地球物质结构、地质演变等实践活动，其中涉及到水文地质、气候环境以及植被覆盖等多方面，因此，地质工程中的实验测试内容较为复杂。主要的实验测试内容，例如，岩矿探测、化学探矿、地形测量、地质勘探、灾害预防等内容。研究人员和勘察人员等，通过对区域内地质进行多方面的测试实践，获取重要勘查信息，为矿物质资源分析、矿山开采、地质灾害预防、生态环境保护等工作提供可靠数据。地质工作中实验测试技术分类较多，可用于预测地震、勘察水文与海洋等，能够对地下水源、矿产等资源进行精确检测，帮助地质工作者对地质资源进行科学分析与合理开发，解决全球资源匮乏问题。通常进行地质信息检测时，需要用到多种实验检测技术，例如GPS 定位技术、X 射线荧光光谱技术、原子吸收技术等，这些技术的配合使用，能够协同促进地质工作的检测效率，加上物理、数学及化学模型的建立，能够直观、形象地反映出地质样品组成要素与性能指标，使地质工作者获取区域中的地质条件和矿产资源分布等信息，促进我国复杂地质的深入研究以及资源的合理开采利用。

2 实验测试技术在实际工作中的应用

2.1 实验测试技术在地质找矿中的应用

在地质找矿的实际调查中，实验测试能帮助地质工作者提高工作效率、获取更全面的地质信息，使其能对地质构造更加了解，对区域的参考数据进行分析。通过对矿石样本的实验剖析，能够获取矿石的物质与成分等相关信息，为之后的工作开展提供参考依据。根据地质工作中相关的规定标准，将矿石样本准确分类进行检验，以保证测试结果的精准性。例如：圈定白云岩矿、石灰岩矿储量中元素的测试、圈定煤矿储量中煤样的测试、铀矿普查中异常区的圈定等。在实验中，通过对矿石元素与含量的实验测试，辅助地质找矿工作的进行。另外，我国不同区域内岩石和矿产资源特点不同，先进行不同区域的样本分析，采取有针对性的预防方案，避免地质找矿过程中事故的发生，还要完善事故发生后的安置措施，将损失降到最小。通过对地质条件的深入探究，了解其风险值，以综合制定出科学有效的应对方案，避免受到伤害。

例如，X 射线荧光光谱技术的应用，能够对岩石矿物中元素进行测试与分析。对岩石矿物中主要元素与微量元素进行准确鉴定和分析，是一项操作较为繁琐、且费时费力的工作。将X 射线荧光光谱法应用的矿物质元素的测试中，再结合化学分析方法，不仅能够大大简化岩石元素分析工作量，更重要是还能够提高测试精密度。我国地质类型较多且地质环境复杂，为更好的测试岩土和矿石等所含元素的种类与含量，还需使用计算机信息技术、硼酸盐熔融制样以及基体效应的数学校正与X 射线荧光光谱分析技术结合使用。X 射线测量示意图如图1 所示。

图1 X 射线测量示意图

X 射线荧光光谱技术也可应用于区域化探，采用粉末样品压片制样的方法与此技术结合，能够对多元素进行检测与分析。相比于传统的测定方法，此方式缩短了测定所需时间，提升了测定精确度，能够发挥更高的经济效益，有着更好的应用效果。随着科技的不断发展，X 射线荧光光谱技术不仅能够对区域化探样品多元素进行测定，还能以此技术为基础，开发出区域化探数据处理的专业软件。区域化探要求测定三十九种元素，在X 射线荧光光谱技术的应用下，能够实现对其中二十四到二十六种以上元素的测量，且测定率能够得到有效保障，显著提升了地质检测仪器的样品测定效率。

2.2 实验测试技术在矿山开采中的应用

虽然我国具有丰富的矿产资源，但是对能源的开采利用依然拥有较大空间。

在进行开发与利用矿产资源时，应当预先开展相关勘探与普查工作。在开采矿产资源的过程中，采用合适的地质实验测试技术应用则可以达到较好的效果。当前，我国高度重视矿产资源开采与利用工作，由于地质环境的复杂性、矿区面积范围广，所以对地质实验测试技术提出更加严格的要求。为了有效避免盲目开采工作，提升矿产资源利用率，确保矿产开采工作人员的生命安全，可以通过地质实验测试技术对开采区域进行地质勘测，并扩大勘测范围，同时建立相应的开采标准。例如：电磁法在井下瓦斯抽排中的应用、矿井水涌水量的测定、煤的可燃性测试等。一方面确保资源利用和开采的准确性，另一方面也实现矿产开采风险与成本的降低，使采矿人员的生命安全得到保障。

2.3 实验测试技术在工程地质勘查中的应用

工程地质勘察过程中，实验测试的进行是其中重要环节。工程地质勘查借助众多地质勘探方法和测试技术对被勘探区域地况进行全面探测与研究，从而分析出工程实施目标区域内的地层分类、矿物成分等各项具体数据。工程地质勘查中的地质实验测试技术包括钻探，地震勘探，钎探，物探等，其中地质工作中实验测试通过使用固结分析仪、快剪仪、三轴测试仪、渗透系数测试仪、分光光度计、光谱分析仪来分析地质样本的工程力学属性及评价地下水对建筑材料腐蚀性等。通过科学的使用这些方法，地质勘探工作者能够分析出该区域的承载力等工程数据，从而指导施工单位科学、安全的开展工程施工。

例如，钻探技术在工程地质勘察中的应用，常见的钻探技术有反循环钻探技术、绳索取心钻探技术、液动潜孔锤钻探技术以及组合钻探技术等。一般情况下，反循环钻探技术可分为水力反向循环技术和空气反向循环技术两中技术，这两种技术的本质区别在于循环介质不同。第一种的循环介质通常为泥浆或者水，通过将水或者泥浆移动到钻孔的最底部，取钻头即可获得岩心，之后岩心随钻头返回地面，按照此方式进行循环完成对地质勘察工作。而第二种钻探技术的循环介质为空气，如图2 所示，为空气反循环钻探技术的原理图。

图2 空气反循环技术钻探技术原理

这两种类型的反循环钻探技术有着各自的优势与弊端，以水或者泥浆为介质的反循环钻探技术通常所取得的岩块完整性较好，有利于提升岩层判断的准确性，其弊端在于所需水量较大，钻探速度慢，钻探所需周期较长。而空气反向循环钻探技术在实际使用中，对劳动力需求较小，且因为采用空气作为介质，在保证钻探效益的基础上，减小了钻探所需成本，非常适合应用于缺水地区，有利于节约水资源，其弊端在于岩块的完整性低，所获得的岩块样品大多都是碎屑，无法较好反映出岩层结构缺陷，不利于对岩层的准确判断。不同类型与原理的钻探技术各有利弊，其适用范围可能有所不同，可结合地质情况，合理选择科学钻探技术。

2.4 实验测试技术在地质灾害预防中的应用

近几十年来，社会经济及人民的生活水平有了很大提高，但是各种地质灾害发生频率不减。人类行为对环境的影响和破坏逐渐严重，导致自然环境无法承受日益加剧的人类活动，形成了各种地质灾害，严重威胁着人类的生命安全和社会经济安全。

山体斜坡发生滑坡或者泥石流、崩塌等灾害现象的概率较大，如果山体斜坡上的植被覆盖较差，土质不够坚固，在巨大的山体重力作用下，很容易造成土体和岩石下滑。加入同时遇上暴雨灾害天气或者冰雪融化，会有大量雨水从山上冲刷而下，在一些坡体陡峭或地势险峻的地区很容易引起泥石流地质灾害。其他地质灾害还有很多，例如，地面变形、塌陷、地震等。近年来，地质灾害频发，环境的剧烈变化加上地质技术的缺陷，人类的生命安全和财产安全无法被保障。一方面，不仅要实现实验测试技术在防治地质灾害中的广泛应用，还应不断增强实验测试技术在面对各种复杂、危险地质灾害的时候能够发挥的作用。例如：地震、滑坡、泥石流、地面塌陷的监测预防手段都需要完善和改进。不仅可以尝试将不同的实验测试技术应用到地质灾害预防中，还可以改善实验测试的内容和手段。

矿山的生产经营相比于其他行业，更需要安全方面的保障，矿山工程中地质灾害的发生率要远高于其他行业，一旦发生地质灾害，会严重危及到工作人员的生命安全，甚至造成巨大经济损失。当前，GPS 技术已经广泛应用到地质灾害的检测与预警过程中，GPS 技术应用流程为：首先进行GPS 布点，之后制定监测计划表，最后实施监测。在对GPS 布点之前，需要仔细、实地考察矿山工程实施检测区域的地形与地势特点，GPS 布点是影响GPS 检测技术效果的关键因素，选取的点要求能够反映出地形变动信息、变形率大小、以及形变的大致范围。预先架设并固定好标石，依照所检测矿山区域的实际状况设定好标石之间的距离，为避免环境对GPS 技术造成干扰或者不利影响，标石点周围尽量没有地表障碍物存在；第二个环节为制定监测计划表，地质灾害类型众多，为能够实现针对性的预防和监测，预先推测出此矿山工程区域容易发生地质灾害的类型和可能性，进一步地规划出科学的监测时间段，专家组或者研究人员拟定出检测计划，编划出GPS 卫星星历轨道的可见性计划表；最后充分结合矿山工程的现场状况实施全天候监测，一般情况下，卫星接收设备最少要有6颗，采取高速运动下实时动态观察模式，对矿石工程区域地质情况进行有效监测。

3 实验测试技术在地质工作中的意义

在发展地质工作的诸多方式方法中，实验测试技术居于重要地位。地质实验测试过程是针对所采集的样本所开展的深入分析，进而对有关地质情况相关信息予以获取，并形成具有参考价值的报告。该报告具备一定的整体性、详尽性、科学性与深入性，能够帮助有关地质工作人员解决地质过程中所存在的重、难点问题，并在此基础上，对地质工作执行方案进行设置，为地质工作的顺利开展创造良好条件。

地质工作成果和实验测试之间同样存在着十分紧密的联系，地质工作成果的完成质量很大程度上取决于实验测试的专业性。实验测试所得数据信息有着重要作用。通过地质实验测试工作的开展，能够为地质工作的进行提供准确的参考内容，地质工作的成效也是对实验测试结果科学性与准确性的有力验证，两者的相互作用推动地质工作的高效开展。

4 地质工作中实验测试技术的改进与提升

实验测试技术在岩土工程、建筑工程以及矿石工作中应用广泛，随着各行各业对地质工作要求的不断提升，人们也在不断对实验测试技术进行改进和优化、对实验硬件设施与仪器进行升级与强化。通过实验测试技术的合理使用，能够为地质工作提供更加专业的理论建议，为矿山的开采提供地下矿物资源储量和分布等信息。当前，在科学技术飞速发展的时代，实验测试技术的运用更加科学、有效，按照不同行业发展所需解决的问题和提出的较高标准，人们对地质工作中的实验测试技术进行了深入研究和创新，以提升人们对矿产资源的循环回收利用和合理开采。

人们通过各项地质工作，扩大对自然条件的认知和改造能力，从而促进人们日常生活与生产条件的提升。工业化趋势下，社会经济效益的提升一定程度上是以牺牲生态环境为代价，引发了一些列水资源污染、矿产资源衰竭以及生态环境恶化等现象，这些问题都促使地质领域相关工作的不断改进和应用，实验测试技术逐渐完善，设备功能更加多样化。

5 结束语

总而言之，随着我国地质工作中实验测试技术不断创新提高，地质工作也获得了更多的成果，这些都表明地质工作中实验测试技术的重要性。地质实验测试对专业所提出的要求越来越严格，应当将地质实验测试技术和具体的地质工作联系起来，才能将其指导作用充分发挥出来。在开展地质工作的过程中，通过地质实验测试，对区域地质的物理、化学指标进行获取，并利用相关测试数据，进一步开展分析与对比工作。另外，便捷、高精度的探测方法也会大大减轻工作人员的工作量、提高工作效率，进而编制出精确高效的报告，以促进我国地质工作的高质量稳定发展。