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地质勘查与深部地质钻探找矿技术探讨

时间:2022-12-09 10:05:06 来源:网友投稿

摘 要:改革开放以来,我国在各方面的建设都取得了极高的成就,对矿石的开采力度也在不断的提升,再进一步的就是对深层地质矿产的勘测。本文简单的分析了目前常用的几种地质勘查和深部地质钻探找矿技术,希望能对相关人士有所帮助。

关键词:地质勘查;地质钻探;找矿技术

中图分类号:P624 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)11-0153-02

1 我国深部地质找矿的现状

随着时代的发展,城市化建设进程的不断加深,我国矿产资源消耗的速度同样也在不断的加快,凭借着现有的矿山储备量已经很难再能够满足我国社会发展的需要,寻找出新的矿藏开采点是解决这种现状的最为主要的方式,但是实际情况确是经过数十年的勘察开发,我国境内开采较为简单的表层矿大多都已经得到了充分的开采,很难再寻找出新的表层矿,因此地质勘察人员只能将目标瞄向深部找矿,但是由于我国在这一方面发展时间尚短,缺少足够的勘察和深部开采经验,在实际的操作过程中还存在着很多的问题,例如我国已经基本探清了地下500m以上区域中的矿藏分布状况,而在地底500m以下,不但地质构造更为复杂,而且由于压力太大,很多的勘探设备都很难再发挥出应有的效果,为深部地质勘查增添了很多的难度。

除此之外,我国在进行深部找矿的过程中还面临着设备落后、技术落后等问题,良好的勘探设备和找矿技术是确保深部找矿工作顺利进行的关键所在。对于仪器设备方面,虽然我国也使用了大量的新设备,但是工作效率却并没有得到有效的改善,而且深部找矿工作又是只能在高质量、高效率的情况下才能够取得明显的收益,为了达到这一要求,就必须要提升设备的性能。在勘察技术方面,在进行深部找矿工作时同样离不开先进的技术水平作为支持,采取合适的勘察方法充分了解目标地区的地质特征,准确的识别、发现深层次的矿藏信息。

2 地质勘查及深层钻探找矿技术应用分析

目前,我国在矿产资源开采作业中普遍使用的还是20世纪70年代的立轴式钻机。虽然在21世纪初期,我国的一些研究单位生产出了钻探能力为3000m的钻机,但是在实际应用性能上却存在着很大的不足,并且一直没有突破,这就意味着我国的钻探找矿设备和技术已经在很长一段时间里没有取得过较大的进步。随着现代矿产资源勘探工作量的大幅度减少,很多的钻探单位为了谋求生存和发展,只能向其他行业转变,这样就进一步加剧了钻探技术应用频率的下降程度,同时也直接导致了相关设备的研究速度变得更为缓慢。在20世纪80年代,液动锤钻探技术在口径较小的取芯钻探中具有很好的经济效果。根据相关调查结果表明,运用高效的钻探技术能够使钻探的效率提升30~50%左右,效率提升了,不单意味着能够在一定的时间内创造出更高的经济价值,同时还能够有效降低机械设备和材料的消耗量,大大降低了开采成本。目前。随着地质勘探工作量的大幅度减少,关于液动锤的研究力度也在不断的降低。在这种情况下,以往关于液动锤钻探技术的研究成果并未得到有效的提升和利用,而且研究的重心也正在向着水文水井和大口径液动锤等方面转变。

3 地质勘查和钻探技术分析

3.1 绳索取心技术

在将绳索取心技术应用在提取岩心工作中时是不需要使用到钻杆的,通常只会在钻头位置处出现质量问题,只有在更换钻头时还会使用到钻杆。绳索取心技术核心工具的主要作用就是在发生堵塞现象时,可以先通过核心工具填满岩矿芯的岩芯管,然后再提取岩芯,在这个过程中不需要使用到钻杆柱。目前,绳索取心技术凭借着其很强的便捷性和适应性的特点,已经在找矿行业得到了广泛的应用,采用这种技术还能够有效确保取心的质量,同时由于采用这种取心技术所钻进的深度相对较浅,因此可以大幅度提升钻进的效率。除此之外,如果在进行钻探作业时遇到堵塞的情况,因为有打捞工具的存在,能够避免钻杆与矿心发生摩擦,进而确保取心的质量。在使用绳索取心技术时,由于不需要使用钻杆,因此可以适当的降低升降的频率,这样不但能够减轻施工人员的作业强度,同时还有助于延长钻头的使用寿命。

3.2 遥感技术

通过利用遥感技术,能够更方便、更深入层次的了解到水层、土层以及岩石层等结构的分布情况,利用这种技术,我们能够很全面的了解到需要的地质信息,进而根据这些信息判断出可能存在矿藏的区域,然后再逐渐缩小范围,最终确定出矿藏的实际位置。这种技术的使用必须要以完成对地质信息的测绘和分析工作为前提,只有充分了解到矿藏的矿化信息,掌握蚀变矿物的波谱,然后在勘查区域内寻找出一个岩石暴露程度比较高的地区,在这里进行波谱的对比工作,这样就能够判断出该地区是否真的有矿。但是实际上,我国绝大多数的矿产资源都隐藏在岩石出露不多,或者是在深层矿区中,这就给勘察任务增添了很大的难度,面对这种情况,目前最为常用的方法就是采取线环形构造原理,对每一处值得怀疑的区域进行细致的分辨,最后再利用遥感技术收集信息,判断出矿区的位置,找到矿藏。

在将遥感技术应用于环形内部构成找矿中,矿产资源在形成的过程中由于会受到蚀变作用的影响,这样就会导致在地面部分形成一定的痕迹,目前已经能够通过利用最新的测绘技术将地物电磁波谱的情况做成立体图像,将蚀变岩形成的波谱特征以一种形状特殊的纹理显示出来。对于一些超大型以及大型矿床的成矿区来说,它们往往经历过很多次的成矿地质作用,采用遥感技术可以将这种地质区域的态势、色调以及放射状影纹绘制成图像,研究人员根据这些图像就能够判断出该地区是否具有大型矿床成矿区。

3.3 X射线荧光分析技术

这种技术主要是应用于测定微量元素的类型以及含量,在X射线光子的激发下,待测矿种的原子能够产生X荧光,然后就能够用于物质化学态的研究以及成分分析。該技术的作用原理是:矿物元素种类的不同,其X射线谱的波长也就不同,每一种谱线的荧光度都与其矿物元素的浓度之间存在着一定的联系,因此只需要测定出待测元素X射线谱的波长和强度,那么就能够对该元素进行定量和定性分析。该技术的最大特点在于:测定效率高、操作简单、能够同时测定多种元素。在地质勘查中运用该技术时,勘查人员能够准确的判断出矿藏区域,并且显现出隐伏构造,进而分析出矿产资源的深度和密度。目前常用的X射线测量示意图如图2所示。

3.4 GPS感应系统

GPS也就是全球定位系统的简称,在该系统中,只需要依靠GPS终端、传输网络以及监控平台就能够完成对全世界每一个角落的具有辐射磁场效应的物质进行探测及准确定位。将该技术应用到找矿工程中能够快速的收集到矿产信息,并且获得准确的三维数据坐标。不便的是,该技术的实施离不开完善的感应系统和GPS监控平台,只有确保一些设施建立完善之后才能够实现对该技术的应用。该技术作用原理是因为矿物元素中的离子晶体场以及其内部基团效应会持续散发出特定的光谱,而且对于不同的矿物元素来说,其金属辐射能力也存在着很大的区别,GPS感应系统可以收集这些散发出的光谱,然后再对光谱和辐射强度进行分析,并将分析结果与资料库中的矿物元素光谱进行对照,这样就能够判断出矿藏所处的位置以及矿产资源的种类。

3.5 深部流体技术

地壳的流体运动对于矿藏的形成具有极大的影响作用,借助这一原理,我们就能够将其作为找矿的方法。虽然地壳深层运动范围比较大,但是矿藏通常都是形成在流体活动的位置,特别是在流体活动范围较大的区域,大量的实际勘察经验表明,大部分的矿藏都储存在流体活动的范围中。我们可以认为,地壳的具体流体活动与矿藏的出现之间存在的很大的关联,这样就能为找矿工作提供了一定的参考依据。

4 结束语

目前,我国正面临着能源供不应求的情况,现有的矿区已经很难再满足社会发展的需要,开展深部找矿工作迫在眉睫,为了实现这一目标,就必须要先进的设备仪器和技术作为支持,加大勘查力度,积极使用各种先进的勘查技术,有效提高矿产资源的勘查效率,寻找出更多的矿产资源,促进我国的全面发展。

参考文献

[1]马天辉,李志成.地质勘查技术原则与找矿技术探析[J].科技建设,2015(09):112~113.

[2]白俊荣.地质勘查及深部地质钻探找矿技术[J].建材与装饰,2016(25):45~46.

[3]顾鹏程,袁若愚.地质勘查及深部地质钻探找矿技术[J].黑龙江科技,2016(23):19~20.

收稿日期:2018-3-15

作者简介:李 冲(1990-),男,助理工程师职,本科,主要从事固体矿产勘查技术等方面工作。

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