大型露天礦山地質找礦及勘查技術分析

赫天樞

（黑龍江省齊齊哈爾地質勘查總院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

礦產業作為我國經濟發展的基礎保障資源，我國經濟的平穩發展離不開充足的礦產資源，經濟的發展對礦產資源也提出了更高要求。礦山地質找礦及勘查技術作為影響礦山開采工作質量的主要工作環節，考慮到目前我國大多礦產資源分布在較為偏遠山區，找礦及勘查技術的不斷提升成為礦山開采的主要途徑。目前礦山大多為大型露天礦山，加重了開發困難，導致很大一部分礦產資源沒有被發現，因此提出大型露天礦山地質找礦及勘查技術分析。找礦及勘查技術的使用主要以對大型露天礦山進行完善并科學的設計為主要目標，加強整體礦山勘查力度的同時，有效擴大礦山資源存儲量。

1 大型露天礦山地質找礦及勘查技術分析

1.1 踏址選點中化學勘查找礦方法

踏址選點主要指在大型露天礦山開采選址上，以礦產資源規劃為主要依據，細致調查開采區內礦址路線、礦產質量、礦產存儲量、地質結構以及人為建筑情況等，利用化學勘查方法，掌握礦區地形實際勘查資料，爭取利用最小投入、最小環境破壞方法進行礦產開采。踏址選點中化學勘查找礦方法的使用，讓整體結果更加精準。化學勘查法主要根據傅立葉導熱定律與能量守恒定律，判斷出熱量傳導條件下巖層溫度分布，假設礦區底殼內部某P點溫度變化大于其他地區，其大小單位距離溫度變化大于其他方向，根據地殼內溫度場差值與傳遞熱量之間的關系，地層在P點上單位面積傳遞熱量定義為：

得到三維穩定條件下，熱量傳遞定義表達式。根據地殼內傳到型地溫場數學表達特點，表達式基礎上結合能量守恒定律進行進一步推導，得到溫度場解析方程。從能量守恒定律角度出發，若地殼中存在某一微元體其內部導熱率各向同向熱流量分布均衡。其導熱示意圖，如圖1所示。

圖1 微元體熱傳導示意圖

根據上圖所示，將dx、dy、dz定義為不同元素組成微元體。根據各元素之間溫度變化及化學反應，對不同地質中存在的不同元素判定，以此作為礦產資源規劃依據。進一步對地質結構、礦產存儲量、礦址路線以及礦產質量等多項數據分析，致力于利用最小投入、最簡易施工技術且對環境影響最小的方案進行礦山開采。

1.2 地質勘查中地質填圖找礦技術

大型露天礦山地質找礦及勘查主要以地質觀測方式為主，并配合必要的地質探測儀器完成觀測。而地質填圖作為目前地質勘查中較為有效的一種方法，雖然步驟相對繁瑣，但其勘查效果顯著。地質填圖方法需要專業勘查人員根據大型露天礦山實際地質現象以及地質分布情況繪制出地圖。地圖繪制主要以遙感攝影技術為主，充分利用各種新型技術手段完成礦山實地勘察。在對礦山地質形態結構明確分析的情況下，確定礦山資源大致方位，提高整體礦產勘察效率。根據地質填圖技術，判斷大型露天礦山整體礦產風化情況，根據風化層與覆蓋層分布規律確定地質勘查條件。為使整體礦山固體能源得到最大化利用，對整體礦山可接替字眼進行勘查，促進礦山整體可持續發展。做好礦山開采階段的整體規劃與調控，合理利用礦山資源，擴大礦山資源利用率。并對其伴生礦與尾礦進行綜合評價，根據相關行業標準對尾礦與伴生礦資源合理分配。

1.3 深層礦層勘查中甚低頻電磁找礦技術

大型露天礦山地質勘查作為一項周期性較長、投入大且風向高的資源開發利用工作，其具有一定特殊性。尤其針對大型露天礦山特性，隨著礦山淺部資源開采殆盡，需要進行礦山深部開采。而低頻電磁找礦法能夠更加便捷、迅速的利用Fraser濾波等處理方式得到所觀測區數據，找出掩蓋區異常地質體分布情況，根據礦體賦存規律以及控礦規律圈定有效范圍，對礦體空間賦存部位預測，提供找礦額定依據。甚低頻電磁找礦技術具有便捷、高效、經濟等特點，在任何地點由甚低頻電臺發出的信號都能被及時接收。但其使用過程中，會受到時間與信號源限制，需要在時間域較穩定情況下使用。甚低頻電磁找礦技術主要根據礦區地層溫度升高情況下，水溶解力增強的特性，判斷地下水電阻率情況。在礦山沉積巖地層中，其孔隙度較為發育，在發生斷裂破碎時普遍含有地下水。在沉積盆地下水礦化度小于3g/1時，其電阻率不受溫度變化影響，因此可以看出礦山地層溫度變化對巖層電阻率值影響十分重要，其含水巖層電阻率與溫度之間變化關系為：

表1 巖層電阻率與溫度關系

根據上表可以看出，當t=40℃時，其巖層電阻率為pt=214.3Ωm，即溫度每升高20℃，巖層電阻率降低28.6%。當t=60℃時，其巖層電阻率為pt=166.7Ωm，即溫度每升高40℃，巖層電阻率降低44.4%。巖層電阻率與溫度變化曲線，如圖2所示。

圖2 巖層電阻率與溫度變化曲線

地層電阻率隨著溫度上升而下降，兩者之間影響較大，根據其電阻率數值實現礦山電阻率測深勘查。甚低頻電磁找礦技術能夠對大型露天礦山地質條件、水文條件等因素進行勘查，從而確定出礦山深層礦產資源位置、儲量與質量等，根據勘查區實際情況，運用相應技術與儀器實現精確開采，確保開采工作有效進行。

2 結論

大型露天礦山地質找礦及勘查技術對促進礦山資源利用有著十分重要作用。目前現有技術有著優勢也有著缺點，因此需要在實際應用過程中不斷對其技術改進，并根據礦山實際地質情況綜合運用勘查技術，實現地質找礦組織形式要求適應，為后續礦山開采提供精確數據支持，提高地質勘查工作效益，使大型露天礦山資源得到合理利用。