基于礦山資源勘察中的探礦工程技術應用

陳志強

（安徽省地質礦產勘查局324地質隊，安徽 池州 247100）

常規探礦工程技術能夠實現對礦藏進行定位和挖掘工作，但在多形式下礦床和復雜地形的干擾下，常規探勘工程技術存在定位不準、礦床分析能力較弱的問題，為此提出基于礦山資源勘察中的探礦工程技術應用[1]。利用礦床電磁電感現象構建礦山資源勘察甚低頻電磁電感裝置，分析反射信號，確定其鉆探位置，基于不同材質的工藝處理，應用于鉆探設備中，提高鉆探效率。依托礦山資源勘察運算機制以及類比經驗法確定礦床開采，實現基于礦山資源勘察中的探礦工程技術應用。

1 礦山資源勘察對探礦工程鉆探技術能力的提高

1.1 鉆探位置的確定

常規探礦工程技術利用周邊取樣，特征樣品地質分析的方法判斷鉆臺位置。與常規探礦工程技術相比，本文提出的探礦工程技術應用構建礦山資源勘察甚低頻電磁電感法。分析礦藏電磁電感效應曲線，從而確定最佳鉆探位置。其甚低頻電磁電感法原理圖如圖1所示[2]。

甚低頻電磁電感主要包括甚低頻發生器、電感電容、低頻變頻采樣器、低頻變頻濾波通道，以及輸出顯示器，通過電感電容獲得穩定的較低頻率。

1.2 鉆探效率的提高

常規探礦工程技術選擇最應的刀具進行鉆探，無法針對不同巖層選用不同刀具進行開采，效率較低。本文提出探礦工程技術應用，利用礦山資源勘察甚低頻電磁電感技術，確定不同地質范圍的不同巖石類別。根據不同的巖石類型，更換不同的開鉆刀具。依托專業克巖刀具進行開采[3]。

圖1 甚低頻電磁電感法原理圖

高速鋼本身具有良好的韌性以及耐磨性，應用于鉆探工程中，將原有高速鋼進行表面改性，使之表面更加耐磨，心部具有良好的韌性。對火山巖石選用鉻基高速鋼合金刀片，鉻基金屬物在不銹鋼基體上形成1～3mm厚鉻基耐磨層，與基體組織形成緊密的金屬鍵連接。同理鎳基高速鋼合金刀片，以及硅基高速鋼合金刀片均采用表面改性的方式進行表面增強。

2 礦山資源勘察對探礦工程坑探技術能力的提高

2.1 施工探槽以及淺井的確定

施工探槽是為觀察地質現象以及取樣方便形成的槽型坑道。常規探礦工程技術采用隨機方式進行施工探槽的挖取，取樣的地域代表性較低，通常是進行多次取樣，對樣品進行數據分析后給出結論。本文采用礦山資源勘察技術，對單位面積下的整體地質結構進行數據提取與分析。

2.2 礦床的確定

一個礦床有沒有開采價值，是勘探開采礦石工作中最為基礎的一項工作。對于很多特殊品類的礦床來說，在特殊環境以及特殊開采條件下，對礦床開采經濟指標影響最大的就是工業指標，也就是開采出的礦石所含有有用元素的品位指標數。而品位指標數的高低都會影響礦床中，礦石的產量，所含元素的多少，礦石的形狀自己大小。相反的品味指標數越高。礦石的產量越少，開采的面積就越小，投資和成本降低。在保證資源的合理利用，開采技術的可行度，以及確保經濟的合理規劃，一般情況下礦床的開采方法分為以下幾種。第一種就是類比經驗法，通過大量的礦石數據，對所要開采的礦石進行數據比對。與大量經驗得出的原始數據資料進行數據比對，即一般邊界品位數大于等于尾礦品位數得1.5～2倍，即為可開采礦石。其公式為

其中a1為礦石的邊界品位數，d為噸礦回采費用，e為噸礦石坑內外運輸費用，f為噸礦石選冶費用，p為噸礦石回收的產品價格，a2為選尾礦品位數。當a1的數值大于或等于右側等式時，該礦石即為可開采礦石，不僅保證了資源的合理利用，開采技術的可行度，又保障了經濟利益。

3 實例分析

為了保證本文提出的基于礦山資源勘察中的探礦工程技術應用的有效性，進行仿真模擬試驗分析。試驗過程中，以不同的礦山資源類型作為試驗對象，進行礦山資源定位準確能力模擬試驗。對試驗對象不同的礦藏深度、不同礦藏類型進行仿真模擬。

3.1 數據準備

為了保證仿真試驗過程的準確性，對測試的試驗參數進行設置，本文模擬試驗采用不同的礦山資源類型作為試驗對象，利用兩種不同的探礦工程技術，進行礦山資源定位準確能力模擬試驗，并對模擬試驗結果進行分析。由于不同方法中得到的分析結果與分析方式是不同的，因此，試驗過程中需要保證試驗環境參數的一致。本文試驗數據設置結果如表1所示。

表1 試驗參數設置

3.2 試驗結果分析

試驗過程中，由于采用兩種不同的探礦工程技術的分析結果無法進行直接對比，為此采用Analysis第三方分析記錄軟件，對試驗過程與結果進行記錄與分析，并將結果顯示在本次試驗對比結果曲線中。在模擬試驗結果曲線中，利用Analysis功能消除模擬試驗室人員操作和模擬仿真計算機設備因素產生的不確定度，只針對不同的礦山資源類型、不同的探礦工程技術，進行礦山資源定位準確能力模擬試驗。其試驗結果對比曲線如圖2所示。

圖2 試驗對比結果曲線

從試驗對比結果曲線可以看出，在三種不同的地礦復雜度情況下，本文設計探礦工程技術較常規探礦工程技術，定位偏差明顯降低，同時對礦床分析能力明顯提高。在模擬地況復雜度為0.2時，本文設計探礦工程技術定位與系統模擬礦床距離小于12m，隨礦藏深度變化定位偏差起伏變化不明顯。當礦場深度超過20km時，定位偏差第一次快速提升，定位偏差為10.5m。

通過第三方分析軟件得出，在模擬地礦復雜度為0.2時，本文提出的探礦工程技術平均定位偏差為8.45m，常規探礦工程技術平均偏差為34.42m。在模擬地礦復雜度為0.5時，本文提出的探礦工程技術平均定位偏差為12.48m，常規探礦工程技術平均偏差為54.37m。在模擬地礦復雜度為0.8時，本文提出的探礦工程技術平均定位偏差為20.17m，常規探礦工程技術平均偏差為78.94m。得出平均本文提出的探礦工程技術平均定位偏差為13.7m，常規探礦工程技術平均偏差為55.91m。從而得出提出的探礦工程技術應用較常規探礦工程技術定位精確度提高75.49%。

4 結語

本文提出基于礦山資源勘察中的探礦工程技術應用，基于礦山資源勘察對探礦工程鉆探技術能力的提高，以及對探礦工程坑探技術能力的提高，實現在探礦工程技術應用。試驗數據表明，本文設計的技術方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠為探礦工程技術應用提供理論依據。

參考文獻

[1]郝彬彬,王春紅.綜合物探技術在礦山水文地質勘探中的應用[J].煤炭工程,2017,49(3)：47-49.

[2]張鵬川,褚小東,曾建平,等.傳統資源量估算方法在第三類礦產中的應用與對比研究：以寧夏某建筑用石灰巖礦山為例[J].中國礦業,2017,26(9)：33-37.

[3]范曉東.低應變反射波法在礦山樁基巖土工程勘察中的應用[J].中國礦業,2018,2(1)：170-173.