地質勘查及深部地質鉆探找礦技術分析

韓 振

（安徽省煤田地質局第三勘探隊，安徽 宿州 234000）

在鉆探技術起步初期，深部地質的找礦技術還不成熟，淺層礦產資源成為了普遍開采的對象。隨著高興技術產業的發展會生產力的快速提高促進了礦產資源的消耗，如何高效的開展地質勘察并合理利用鉆探技術進行礦床尋找成為眾多地質學者的研究內容。由于深部地質結構復雜，勘察難度較大，對于鉆探技術的要求也相對較高。因此，綜合分析深部地質條件下的勘察原則并依據實地情形科學的選取適宜的鉆探技術對找礦工作具有積極的指導意義。

1 地質勘察主要內容和基本原則

1.1 地質勘察主要內容

針對礦山的地質勘察所需周期較長，并且在勘察過程中應根據資源存儲量和開采進度制定合理的安排，避免出現過度開采的現象，損害經濟效益。礦山生產的勘察內容主要包含礦山選取、開采計劃、礦產冶煉等內容，針對內容的不同合理制定勘察方案可以提升礦產資源的開采量，同時選取最佳的科學利用方式。

在勘察過程中通常會發現某些類似的礦產資源，這些礦石及尾礦的勘察也是地質探究中的重要組成部分。礦產資源利用率低的主要原因之一就是尾礦資源的利用不合理，造成了資源浪費。深部地質礦產的開發利用對鉆探和開采的技術提出了更高的要求，同時相應的同產礦石及尾礦的勘察和開采也應當進行合理的規劃。工作人員在地質勘查中應注重對尾礦資源的成分、儲量等進行及時的記錄和分析，促進礦產資源利用率的提高。

如果地質勘察的對象是封閉的礦山，為保障開采任務的順利進行，勘察過程應嚴格遵循相關立法和法規，同時在勘察過程中對封閉的地質環境進行詳盡的分析和調查，整理相關的地質報告并與有關部門商討關于礦山環境保護的主要措施。針對勘察結果對所勘察礦山深部所含礦產資源的開采及利用提出建議。

1.2 地質勘察的基本原則

中國地域遼闊，礦產資源分布廣泛，不同地區間的礦產資源在儲量、應用、分布、開采等方面都不盡相同。地質勘察首先應當針對不同礦產資源的特性進行合理分類，依據礦區的地質條件、周邊地勢環境、礦產種類及儲量等做出科學的勘探計劃，在詳盡了解其發展趨勢后對整體的地質勘察制定規劃，同時為礦區其余自然資源的開采提供參考依據。

此外，深部地質的結構復雜，礦產資源的勘察和開采難度增加，勘察人員應結合先進的現代鉆探技術，加強對不同地勢的勘察研究和探索，總結出適合不同地勢的勘察方法，同時加強對深部地質鉆探技術的創新。管理體系的健全與否對地質現場的勘察工作有著關鍵的影響。深部地質勘探過程中應對現場的人力資源進行有效的集中管理，同時對員工的工序進行合理分配。

2 深部地質鉆探找礦技術應用

2.1 地質鉆探技術

地質勘探中常用的鉆探技術包括沖擊鉆探、回轉鉆探、振動鉆探等。早期鉆探技術中所使用的鉆芯過于簡陋，對設備要求較低，雖然操作簡單但是所適用的鉆探深度和寬度較小，存在一定局限性。隨著鉆探技術的不斷升級創新，逐漸發展為全液壓驅動、儀表控制、勘探與測試相結合。循環連續取芯鉆井技術在鉆探過程中通過壓縮處理，使碎片在高速空氣作用下從地心進入管道，便于收集所需分析的地質樣本。但是該類方法需要配備特殊的壁掛式鉆桿，故而未進行普及。

當前較常見的高性能定向鉆井技術，在勘探深度和精度方面都要優于普通的鉆井技術。在深部地質鉆探找礦過程中，由于鉆桿使用不便，可采用繩索取芯技術，依據鉆探深度調節升降頻次，借助工具填滿巖芯管并提取巖心，方便作業的同時減輕鉆頭的損耗。當鉆探過程中出現堵塞情況，可通過工具進行打撈處理，避免礦芯與鉆桿間出現摩擦，影響取芯質量。

2.2 電磁勘查技術

電磁勘查技術常用于深度較大的地質勘探。低頻率的電磁勘測技術能夠有效降低周邊環境對勘測結果的影響，提升勘測精度，獲得礦區的礦產資源賦存規律等信息。

當需要對礦產所處區域進行整體的地質構造分析時，可采用Fraser濾波器接收所需勘察區域的現場數據，收集數據后可通過儀器進行濾波處理，幫助識別所需的礦區地質構造，并標記可能存在的構造異常區域。

2.3 反循環連續取樣鉆探技術

反循環連續取樣鉆探技術常用于深部地質的勘察和找礦，將空氣進行壓縮當作所需的循環載體，深部地質的鉆探找礦要求鉆頭產生高速的旋轉，此時地表中會產生大量的巖屑，在采集該地質樣品進行分析時應對其先后順序進行標記，用于對地下礦物的分布情況進行判定。

礦區在開采前需要明確所開采區域的礦物含量的分布深度、具體位置、所處地勢構造等條件，鉆探過程中布置雙臂鉆桿可以使連續巖屑與碎巖產生全面碰撞，這樣在提高開采效率的同時也能幫助開采隊伍避開地質薄弱區域，提升施工作業的安全性能。與其他方法相比，反循環連續取樣鉆探技術將地表巖屑替代柱狀巖心，而雙壁鉆桿的布置使用也提高了鉆探作業的要求。

2.4 X射線熒光及GPS追蹤系統

X射線熒光技術主要通過刺激X射線光子，霧化形成的X射線對所需分析的礦產樣本進行檢測，依據所得結果中光譜強度以及X射線的波長范圍，與相應礦物元素所對應的X射線譜進行比對，幫助分析礦區中礦產資源所含微量元素的定性和定量分析。

在深部地質勘查過程中，若需要對地質信息進行系統性分析，可預先收集所處地域的巖土分布、水流特性等信息，之后借助GPS追蹤系統與遙感技術，輸入所獲取的信息大致得出潛在礦產區域內的金屬分布。遙感技術的引入便于收集深部地質的礦化信息，將所收集數據與外露巖石樣本信息進行測繪和比對，進而完成對深部地質礦石含量的勘探檢測。完善的GPS傳感器系統還包括相應的監測平臺以及傳感信號的接受處理儀器，完善的數據采集整理系統能增加礦井定位和識別的準確性，有效提升了深部地質的勘探效率。

2.5 物探方法

物探法主要針對深部地質勘察中的金屬礦產探測，基巖裸露、高差過大、巖溶裂隙及沖溝發育等復雜的地質邊坡條件會對地質勘測結果的準確性造成一定程度的影響。高密度電法具有電阻率測深和電阻率剖面的雙重功效，在探測過程中只需保持測點固定，調整電極距并進行觀測，通過增加供電電極使得電流場的變化范圍加深，勘測人員通過觀測視電阻率值即可獲取測點下部地下介質在豎直方向上電阻率的變化情況。電剖面法測量原理的優勢在于測量過程中可以在固定供電電極與測量電極的同時對將多個電極向所布置逐點逐漸移動，根據所記錄視電阻率的變化情況對測線周邊及其所處某一深度范圍內的地質進行勘察，識別出所勘察區域內的薄弱地帶，避免在鉆探過程中破壞深部地質的結構穩定性，促進鉆探找礦工作的順利實施。

3 結語

隨著工業技術的發展，資源問題逐漸突出。礦產資源需求的飛速增長使得地質勘察及深部地質鉆探找礦技術受到眾多學者的關注。深度礦產資源的開發提高了鉆探和找礦的難度，本文主要論述了深部地質勘察的基本原則及常用鉆探找礦方法的技術特性，幫助相關工作人員識別礦產有利區段。此外，為創造科學合理的勘測系統，相關部門可加強對勘探技術的探索和研究，構建完善的法律法規體系,形成區域產業的競爭優勢，為不同地質條件下的鉆探找礦工作提供參考。