礦山地質(zhì)勘查和深部地質(zhì)找礦方法探究

丁沛勛，余若同

（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，江西 南昌 330000）

礦產(chǎn)資源是不可再生資源，一旦出現(xiàn)大量開(kāi)采情況，就需要找到其他新礦源進(jìn)行補(bǔ)充，從而確保礦產(chǎn)資源供給充足[1]。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)中，對(duì)礦產(chǎn)資源需求量是日益增多，這需要加強(qiáng)找礦技術(shù)開(kāi)發(fā)工作，才能確保有更多礦產(chǎn)資源進(jìn)行補(bǔ)充，有效保障礦產(chǎn)資源供應(yīng)量足夠[2]。因此，應(yīng)當(dāng)加大地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘查金額深部地質(zhì)找礦方法的應(yīng)用，有效為礦產(chǎn)資源開(kāi)采提供充足的礦源供給，以此保障市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

1 礦山地質(zhì)勘查概述

地質(zhì)勘察工作是非常重要的，也是礦產(chǎn)資源開(kāi)采的基礎(chǔ)工作，其主要工作任務(wù)是找到礦產(chǎn)資源位置﹑分布區(qū)域﹑儲(chǔ)量大小等，為后續(xù)開(kāi)采工作奠定基礎(chǔ)[3]。礦產(chǎn)地質(zhì)勘查涉及到諸多內(nèi)容，應(yīng)該從三個(gè)方面進(jìn)行論述。第一，礦山勘查。在開(kāi)展礦山地質(zhì)勘察前，需要對(duì)涉及的準(zhǔn)備工作進(jìn)行重視，并且嚴(yán)格按照勘查要求進(jìn)行落實(shí)。而且，礦山勘查區(qū)域也是需要進(jìn)行明確的位置，在該階段工作中，勘查范圍往往是不同的，需要使用的勘查方法也存在差異，這需要勘查人員根據(jù)實(shí)際情況而定。在勘查區(qū)域使用勘查辦法時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)勘查技術(shù)使用要點(diǎn)把控，并且結(jié)合勘查過(guò)程，對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行整理﹑分析，保障數(shù)據(jù)資料的真實(shí)性﹑可靠性。第二，尾礦資源分析。從可持續(xù)開(kāi)采角度而言，礦產(chǎn)資源長(zhǎng)期穩(wěn)定開(kāi)發(fā)和技術(shù)應(yīng)用程度有著直接關(guān)系。在礦山地質(zhì)勘查中，尾礦資源分析是極其重要的工作，能夠保障開(kāi)采作業(yè)順利進(jìn)行，降低礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，這要求勘查人員對(duì)其進(jìn)行高度重視，嚴(yán)格按照礦山地質(zhì)勘查規(guī)定出發(fā)，以此保障勘查數(shù)據(jù)真實(shí)合理。第三，代替資源勘查。從礦山資源分析，大部分礦種在形成過(guò)程都是漫長(zhǎng)的，基本上是不可再生的。因此，在礦山資源勘查中，勘查人員需要對(duì)礦產(chǎn)資源的價(jià)值進(jìn)行明確，并且盡最大可能提升開(kāi)采年限。針對(duì)特殊資源開(kāi)采時(shí)，為降低對(duì)礦山資源造成的破壞，應(yīng)當(dāng)采取其他勘查方式進(jìn)行，有效保障礦礦山資源安全。

2 深部地質(zhì)找礦方法

2.1 定位及遙感技術(shù)

深度礦產(chǎn)資源往往是沒(méi)有依靠人工勘查的，只能利用遙感技術(shù)。通過(guò)對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用，能夠自動(dòng)化收集勘測(cè)區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)，也能更好幫助勘查人找到礦產(chǎn)資源位置，也可以提升找礦效率和質(zhì)量。通過(guò)遙感技術(shù)收集來(lái)的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，借助智能化系統(tǒng)分析，快找到礦體位置，為后續(xù)礦產(chǎn)資源開(kāi)采提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資源支撐。在運(yùn)用GPS定位和遙感技術(shù)中，勘查人員需要對(duì)勘查區(qū)域進(jìn)行明確，再使用定位和遙感技術(shù)對(duì)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行繪制，并且結(jié)合遙感技術(shù)對(duì)外層巖石產(chǎn)生的波普進(jìn)行收集，也要進(jìn)行相應(yīng)比對(duì)，從而更快速度找到礦體位置。在這種技術(shù)應(yīng)用，需要對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的構(gòu)建。而且，遙感技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的采集技術(shù)，也是非常發(fā)達(dá)的，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化收集，也會(huì)對(duì)礦石金屬性質(zhì)﹑輻射性﹑光譜特點(diǎn)等進(jìn)行得到。最后，結(jié)合智能分析系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所存在的礦體質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比，以此實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源分布的位置。

2.2 流動(dòng)錘技術(shù)

流動(dòng)錘技術(shù)在應(yīng)用中，這是當(dāng)前地質(zhì)行業(yè)非常先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)，但是從應(yīng)用情況來(lái)看，這應(yīng)當(dāng)是對(duì)以往回鉆技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，當(dāng)前這種技術(shù)在所有礦產(chǎn)行業(yè)中廣泛應(yīng)用。在具體應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)內(nèi)部潛孔錘進(jìn)行加壓，讓沖洗液對(duì)其驅(qū)動(dòng)再進(jìn)行工作。在受到巨大能量沖擊中，會(huì)讓鉆頭所有的動(dòng)能全部集中鉆頭位置上，從而可以讓鉆頭保持較高的運(yùn)行速度，以此完成鉆巖工作。以往磚頭作業(yè)的方式在這種模式下得到保留，但是鉆頭沖擊力更強(qiáng)，對(duì)于巖石處于硬度大﹑脆性強(qiáng)的巖石，利用這種設(shè)備是非常合適的。既可以對(duì)鉆孔成本進(jìn)行有效控制，也可以對(duì)開(kāi)采成本進(jìn)行降低。基于這種能力，該設(shè)備受到勘探行業(yè)和開(kāi)采行業(yè)的大力關(guān)注，也受到更多領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，針對(duì)巖石硬度大的地質(zhì)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔時(shí)，這種勘探方式也是經(jīng)營(yíng)應(yīng)用的。從技術(shù)應(yīng)用情況分析，這是鉆孔能力是金剛石和液動(dòng)錘的的充分融合，有利于更好實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查和找礦作業(yè)。

2.3 物化探測(cè)技術(shù)

每個(gè)礦體都有相應(yīng)的成礦規(guī)律，這是應(yīng)當(dāng)找礦過(guò)程中需要重視的問(wèn)題，勘查人員通過(guò)對(duì)礦區(qū)成礦原因﹑﹑演變過(guò)程﹑成礦環(huán)境等方面進(jìn)行全面分析，既可以明確礦床形成的制約因素，也可以了解到礦體深度情況，從而有效判斷出深層礦區(qū)的所處位置。物化探測(cè)技術(shù)在當(dāng)前深層礦區(qū)應(yīng)用非常廣泛，有利于勘查人員對(duì)礦區(qū)形成全面認(rèn)識(shí)，也可以提升找礦技術(shù)的利用效率，有效增強(qiáng)找礦效率。如果想要對(duì)深層區(qū)域礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查，應(yīng)當(dāng)對(duì)礦床分布的空間特點(diǎn)進(jìn)行全面研究，有效增強(qiáng)成礦的找礦效率。

第一，物探技術(shù)在應(yīng)用上一般是地球物理勘查技術(shù)，應(yīng)用范圍很大，能夠?qū)Ψ派湫冤p磁效應(yīng)﹑地?zé)岍p地震等方面進(jìn)行全面涉及。通過(guò)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用后，往往能夠更好對(duì)各類(lèi)礦產(chǎn)進(jìn)行勘查，全面分析不同區(qū)域礦產(chǎn)資源情況后，從而對(duì)物探技術(shù)應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行合理明確，有效保障深層礦產(chǎn)資源勘查效果。第二，化探技術(shù)。這種技術(shù)是地球化學(xué)勘查技術(shù)，與物探方式比較，這種技術(shù)非常適合勘查金屬礦產(chǎn)。并且，在應(yīng)用過(guò)程中也形成了非常多的技術(shù)種類(lèi)，如土壤測(cè)量法﹑水系沉積物測(cè)量等都是非常常用的方式。當(dāng)前，礦產(chǎn)資源勘查難度越來(lái)越大，隱伏礦是當(dāng)前找礦的方向之一，現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，各類(lèi)高精度﹑高靈敏度的化學(xué)儀器設(shè)備是可以很好應(yīng)用在找礦中的，有效提升深層找礦效率。第三，地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)找礦技術(shù)。在應(yīng)用中，需要對(duì)地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行判斷，從而可以對(duì)礦體和礦區(qū)等資源進(jìn)行勘查。在找礦過(guò)程中，需要對(duì)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)用，從運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)層面進(jìn)行分析，整合，礦區(qū)內(nèi)部所有的情況，有效判斷圍巖分析情況，從而確保從全方位開(kāi)展找礦工作；在地質(zhì)勘查中，需要對(duì)礦物資源進(jìn)行預(yù)測(cè)，這種預(yù)測(cè)并非是主觀意識(shí)上的，而是從地質(zhì)體角度進(jìn)行全面分析，從而對(duì)成礦能力進(jìn)行全面考量，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行全面分析，借助數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)預(yù)估。結(jié)合預(yù)估后，對(duì)整個(gè)礦區(qū)進(jìn)行勘查，明確礦區(qū)位置，有效選擇適合的探礦孔徑，以此全面提升深層找礦的效率。

2.4 鉆探技術(shù)

從現(xiàn)有鉆探技術(shù)應(yīng)用分析，基本上常用的有巖心鉆探，通過(guò)在巖石底部進(jìn)行圓狀形鉆探，將巖心取出進(jìn)行研究，這種方式能夠很好保障地質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性，也可以在不對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞基礎(chǔ)下，對(duì)地質(zhì)研究分析。從現(xiàn)有鉆探技術(shù)使用中，常用的有四種，包括金剛石繩索取芯技術(shù)﹑液動(dòng)沖擊回旋鉆技術(shù)﹑空氣泡沫鉆探技術(shù)﹑反復(fù)循環(huán)鉆探技術(shù)。這些鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘查中使用是非常頻繁的，針對(duì)大部分地質(zhì)勘查都會(huì)使用到鉆探技術(shù)。但是，要將鉆探技術(shù)應(yīng)用到深部礦源找尋中，還是需要對(duì)鉆探技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，有效確保鉆探深度符合當(dāng)前勘查需要。

3 深部地質(zhì)深找礦方法的具體應(yīng)用分析

3.1 礦區(qū)概述

本文以江西某地金礦為例，該礦體存在區(qū)域基本上都是花崗巖巖石層構(gòu)成。基于在鉆頭影響過(guò)程中，基本上原來(lái)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)粉碎，在礦體資源前后情況，基本上是不存在軟土結(jié)構(gòu)存在的，但是在軟土結(jié)構(gòu)存在前，也是可能存在相應(yīng)危險(xiǎn)區(qū)域的。通過(guò)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探后，結(jié)合數(shù)據(jù)資料情況，基本上可以判斷出7～9級(jí)可鉆級(jí)別是能夠進(jìn)行開(kāi)采的，這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，很容易出現(xiàn)礦體脆弱﹑巖石層堅(jiān)硬﹑巖石酥脆等特點(diǎn)。在對(duì)礦體進(jìn)行研究過(guò)程中，基本在前期勘探過(guò)程中分為三個(gè)階段進(jìn)行，鉆探范圍也達(dá)到62124.25m，總計(jì)對(duì)勘探區(qū)域內(nèi)82個(gè)鉆孔進(jìn)行勘查，孔深基本上在823.12m～1912.56m的鉆孔位置基本上有45個(gè)。其中，根據(jù)所有礦孔種類(lèi)進(jìn)行劃分，有32個(gè)鉆孔是一類(lèi)最深孔，有5個(gè)是二類(lèi)最深孔。基于諸多影響因素存在，為更好保障鉆孔質(zhì)量合格率，全部使用流體錘技術(shù)進(jìn)行勘探作業(yè)。

3.2 勘探設(shè)備選擇

在對(duì)本區(qū)域礦體勘探中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理選擇鉆機(jī)和鉆具，鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度需要達(dá)到非常大的速度，能夠?qū)α黧w最低轉(zhuǎn)速進(jìn)行保障，以此能夠很好降低對(duì)鉆頭位置上的磨損率。基于需要勘探作業(yè)中滿(mǎn)足各類(lèi)要求。應(yīng)當(dāng)選擇XY系列鉆機(jī)。在本次勘探過(guò)程中，需要對(duì)SYZX75流動(dòng)錘進(jìn)行應(yīng)用，這種設(shè)備在動(dòng)力選擇上是非常符合流體錘應(yīng)用的，可以達(dá)到相應(yīng)的馬達(dá)級(jí)別，其他各類(lèi)設(shè)備也是可以充分利用電機(jī)設(shè)備進(jìn)行支持的。一旦設(shè)備中沒(méi)有滿(mǎn)足整個(gè)設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程，一般需要對(duì)電源動(dòng)力進(jìn)行分析，如果不能安裝相應(yīng)的都動(dòng)力電源，盡量選擇使用柴油機(jī)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

3.3 技術(shù)選擇

流體錘在應(yīng)用中，一般使用的構(gòu)件只有兩種，包括雙噴嘴液動(dòng)錘﹑WI鉆具兩個(gè)部分。其中，前者在應(yīng)用過(guò)程中存在諸多系統(tǒng)，功能非常強(qiáng)大，包括沖擊﹑碎巖﹑動(dòng)力等系統(tǒng)組成，這三個(gè)系統(tǒng)是整個(gè)流體錘應(yīng)用中的關(guān)鍵部分。在實(shí)際使用過(guò)程中，液體會(huì)從從流體錘的噴嘴進(jìn)行噴出，在高壓動(dòng)作用下，介質(zhì)物質(zhì)會(huì)從上缸位置進(jìn)行傳輸，從而讓下腔位置通暢。基于閾值作用中的壓力系數(shù)，會(huì)在節(jié)流過(guò)程中進(jìn)行再次對(duì)流體錘進(jìn)行影響，讓勘探設(shè)備的上限位置發(fā)生轉(zhuǎn)移。基于以往下腔中的液體會(huì)以很快的速度從噴嘴出噴出，從而讓內(nèi)部壓力進(jìn)行降低。在受到水路作用阻截中，和沖錘有著聯(lián)系的設(shè)備會(huì)進(jìn)入活塞底部，直接產(chǎn)生較大壓差。基于這種沖錘活塞位置和頂部區(qū)域往往處于閉合狀態(tài)，這需要使用液體流動(dòng)出現(xiàn)阻礙，直接會(huì)產(chǎn)生水擊反應(yīng)，自然上腔口壓力會(huì)越來(lái)越大。并且，沖錘所處下放位置壓力逐步縮減，在慣性作用下，整個(gè)沖錘都是在往下放位置移動(dòng)的，從而讓沖擊錘接頭處，停止作業(yè)。在對(duì)鉆孔位置選擇中，一般情況下最開(kāi)始兩個(gè)鉆孔位置需要保持在500m以?xún)?nèi)。

這種流動(dòng)錘在運(yùn)用過(guò)程中，需要從三個(gè)方面對(duì)技術(shù)進(jìn)行明確。第一，鉆壓設(shè)置。在使用流動(dòng)錘過(guò)程中，所有當(dāng)前在回鉆中應(yīng)用的鉆壓，需要確保其可以進(jìn)入到礦體巖石層中，才能更好增強(qiáng)鉆孔效率。應(yīng)當(dāng)關(guān)注到，鉆壓大小在確定中，不能主觀意識(shí)上隨意變更，需要結(jié)合地質(zhì)層巖石體的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行明確。第二，設(shè)備鉆速設(shè)置。流體錘在應(yīng)用過(guò)程中，需要設(shè)置科學(xué)合理的轉(zhuǎn)速，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)前勘查巖層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況﹑鉆孔深度﹑傾斜角度等方面進(jìn)行綜合分析，從而確定出合理的轉(zhuǎn)速。第三，流動(dòng)錘泵壓及泵量。針對(duì)泵量設(shè)置中，應(yīng)當(dāng)對(duì)流體進(jìn)行全面分析，確保流體參數(shù)和保持相同范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)流體錘參數(shù)設(shè)置后，應(yīng)當(dāng)對(duì)沖擊頻率和泵量保持在正比例范圍內(nèi)。一般情況下，在設(shè)置過(guò)程中，鉆探所需要的泵量應(yīng)當(dāng)比以往日常工作的WL值要高。在進(jìn)行鉆探過(guò)程中，為確保冷卻鉆頭和攜帶巖粉要求的參數(shù)保持一致，確保流體錘工作正常中，應(yīng)當(dāng)需要讓地層保持穩(wěn)定，從而有效保障泵量的適應(yīng)度。在對(duì)泵量進(jìn)行增加中，壓漿壓力也需要隨之提升。

在對(duì)流體錘應(yīng)用中，需要確保WL技術(shù)是正常運(yùn)行的，通過(guò)對(duì)勘查礦區(qū)的全面地質(zhì)結(jié)構(gòu)鉆探，這個(gè)工作量是達(dá)到4256m，平均時(shí)效是每分鐘2.23m，每天流體錘所產(chǎn)生的月均效率是535.2m，每個(gè)流體錘使用壽命是42.46m。其中，有5個(gè)深孔，工作量應(yīng)當(dāng)是3276m，平均時(shí)效是2.86m，每臺(tái)流體錘基本上工作效率是686m，每個(gè)鉆頭平均效率是45.46m。從礦體區(qū)域勘查過(guò)程進(jìn)行分析，在不同勘查段﹑相同鉆孔條件下，和一般設(shè)備進(jìn)行比較后，流體錘使用壽命延長(zhǎng)82%，工作效率提升42%。從技術(shù)應(yīng)用中分析，5個(gè)深孔不管是從平均時(shí)效，還是從每臺(tái)流體錘月均效率，都是超過(guò)深孔的。這種之所以發(fā)生，和地質(zhì)結(jié)構(gòu)有著非常大的因素。5個(gè)深孔在完成中，都是在整個(gè)勘查工作后期完成的，這需要對(duì)勘查技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，也要參數(shù)設(shè)置精確，才能產(chǎn)生更好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

從社會(huì)層面而言，現(xiàn)階段市場(chǎng)上對(duì)礦產(chǎn)資源需求量逐年上漲，基本上每年上浮比例都很很大，對(duì)礦產(chǎn)資源勘查和開(kāi)采都產(chǎn)生重大影響。但是，從我國(guó)礦產(chǎn)資源分布情況﹑儲(chǔ)量現(xiàn)狀﹑開(kāi)采現(xiàn)狀分析，基本上淺層礦產(chǎn)資源都越來(lái)越枯竭，甚至大部分礦產(chǎn)資源對(duì)進(jìn)口需求量非常大，直接影響到經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，也造成了嚴(yán)重的資源不足影響。從我國(guó)總體礦產(chǎn)資源分布情況而言，大部分礦區(qū)都處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，開(kāi)采難度非常大，而且都處于地質(zhì)結(jié)構(gòu)深層中，既可以勘查過(guò)程帶來(lái)嚴(yán)重影響，也增強(qiáng)礦產(chǎn)資源開(kāi)采難度。基于這種情況，我國(guó)非常重視深層礦產(chǎn)資源的研究分析，每年都會(huì)有各個(gè)地質(zhì)勘查隊(duì)伍對(duì)國(guó)土范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查，對(duì)深層地質(zhì)情況進(jìn)行分析，能夠?yàn)楹罄m(xù)礦山資源開(kāi)采做好準(zhǔn)備。因此，地質(zhì)勘查和深層找礦方法的應(yīng)用，才能更好確保勘探效率更高，也可以將我國(guó)范圍內(nèi)的更多礦體資源位置明確，能夠?yàn)楹罄m(xù)開(kāi)采過(guò)程提供下數(shù)據(jù)支撐，以此才能為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多礦產(chǎn)資源，充分實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)穩(wěn)定。