短波紅外勘查技術在覆蓋區深部找礦勘探中的應用分析

陳亞萍 李英芹 馬文婷

（蘭州資源環境職業技術大學，甘肅 蘭州 730022）

0 引言

短波紅外技術是一種測定型的雙向識別波段技術，被廣泛應用于社會的各個領域中，初期取得了相對較好的效果。尤其是在礦山開采和定位勘測工作中，更是提供了便利。通常情況下，短波紅外需要控制在1100nm～2600nm，特定的遠紅外常數范圍也被控制在1.03～2.82。紅外波段可以劃分為短紅外和遠紅外，遠紅外的覆蓋面積一般會大于短波紅外，對區域之內的物體以及建筑結構的識別也會更加清晰、迅速。

但是遠紅外波對找礦的定位效果并不理想。而短波紅外則可以在預設范圍內，利用特殊形式以及定位儀器，結合礦區的地理位置、自然環境以及地質等因素，完成找礦。尤其是覆蓋區深部覆蓋區深部的找礦工作，在確保目標完成的同時，也可以提升礦山開采工作整體的安全性與穩固性。

因此，分析短波紅外勘查技術在覆蓋區深部找礦勘探中的應用。考慮到最終測試結果的穩定性與可靠性，該文會在真實的工程環境下，結合短波紅外技術，構建更靈活、多元化的應用找礦模式，擴大實際的勘探范圍，設立特定的執行目標，以互聯網、大數據技術作為輔助支持，營造更加智能化、數字化的礦山開采、定位形式，給未來的發展提供更堅實的基礎條件。

1 短波紅外勘查技術在覆蓋區深部找礦勘探中的應用

1.1 短波紅外結晶度測定

在覆蓋區深部找礦勘探分析前，需要先測定短波紅外結晶度。不同的礦區內部存儲的礦產也是不同的，具有較強的差異性，但是伊利石是一種礦區常見的礦物質外顯物質，本質上是一種含水層狀硅酸鹽礦物，多分布于礦產資源的外部地層中，在強光的作用之下，外部的顏色還會發生改變，再加上酸性或者堿性土壤的影響，外部呈現的狀態會更具顯性。

短波紅外相當于紅外波段，一般是以掃描的形式對礦區的位置作出基礎性的定位以及勘探。此時，可以通過測定伊利石的結晶度來制定短波覆蓋描述目標，并計算出伊利石的含氫基團變動值，如公式（1）所示。

式中：表示含氫基團變動值，表示酸堿過渡值，表示短波紅外覆蓋距離。通過上述計算，可以得出實際的含氫基團變動值。依據伊利石內部結晶的變化狀態，結合短波紅外技術獲取基礎性的勘探測定值，完成對短波紅外結晶度的測定。

1.2 覆蓋區深部勘測光譜層級設定

在完成對短波紅外結晶度的測定之后，接下來，需要設定覆蓋區深部勘測光譜層級。短波紅外技術的相關設備和裝置，多是通過光譜的變動來完成描述目標任務的，而光譜的調整與更改也需要依據對應的描述格式。根據礦區覆蓋深部的挖掘情況，設定光譜描述層級，如圖1所示。

根據圖1，完成光譜描述層級結構的設計與建立。與此同時，對覆蓋深部區的光譜描述定級，更改調整勘測描述目標，營造光譜描述節點，計算出光譜側向系數，具體如公式（2）所示。

圖1 光譜描述層級結構圖

式中：表示光譜側向系數，表示波段側向定位距離，表示光譜差異值。通過上述計算，可以得出實際的光譜側向系數。形成基礎性的光伏覆蓋區域，利用短波紅外技術，對多個礦區位置做出分離定位，實現多層級、多目標的光譜描述模式，完成對覆蓋區深部勘測光譜層級的設定。

1.3 礦床短波紅外勘探峰值結構建立

在完成對覆蓋區深部勘測光譜層級的設定之后，需要建立礦床短波紅外勘探峰值結構。短波紅外技術在礦山勘探工作的執行過程中，各個環節都具有嚴格的限制條件，需要依據勘測定位的情況，定期調整、更改。而勘探峰值結構，主要是將紅外波段的極值作為勘測的頂點，計算峰值節點的測定距離，如公式（3）所示。

式中：表示峰值節點的測定距離，表示波段極值。通過上述計算，可以得出實際的峰值節點的測定距離。通過波段之間的距離，設定短波紅外的勘測監控節點，同時，在面對不同的勘測區域環境時，需要對指標作出調整。需要注意的是，峰值的變化代表勘測位置情況的變化，可以適當增加峰值結構的側向區域覆蓋范圍，細化勘測的結構，建立礦床短波紅外勘探峰值結構。

1.4 重疊短波紅外覆蓋勘測模型構建

在完成對礦床短波紅外勘探峰值結構的建立之后，需要構建重疊短波紅外覆蓋勘測模型。可以在預設的標準勘測目標中，調整短波覆蓋的單向距離，從覆蓋淺區域向著覆蓋深區域過渡，采用沖抵的方式消除勘測誤差，最大程度避免勘測問題的出現。首先計算出重疊紅外覆蓋范圍，如公式（4）所示。

式中：表示重疊紅外覆蓋范圍，表示單相勘測量，表示重疊系數。通過上述計算，可以得出實際的重疊紅外覆蓋范圍。在規定的范圍之內，隨著礦山勘測位置的變化以及方向的轉變，調整重疊比例，如公式（5）所示。

式中：表示重疊比例，表示覆蓋轉變值，表示覆蓋定位常數，表示勘測極限值。通過上述計算，最終可以得出實際的重疊比例。根據勘測標準和重疊比例，設定整體的勘測模型層級，將構建的勘測定位結構設定在模型中，形成動態的礦山勘測目標，進一步細化重疊短波紅外覆蓋勘測模型的構建以及應用能力。

1.5 直角測定法實現短波紅外勘查應用

在完成對重疊短波紅外覆蓋勘測模型的構建之后，接下來，需要采用直角測定法實現短波紅外勘查應用。可以先構建直角測定區域，利用短波紅外技術提前掃描，利用勘測模型，獲取相關的勘測數據以及紅外信息，通過調整勘測峰值，使直角測定結構與峰值結構重合，與短波紅外勘察點形成勘測面，采用紅外設備，核定此時的勘察位置是否準確，提升整體的勘測結果，進一步增強短波紅外勘查的應用效果。

2 實例分析

這次主要對短波紅外勘查技術在覆蓋區深部找礦勘探中的應用效果進行分析與研究。考慮到測試結果的穩定性與精準性，需要選擇穩定的礦山環境，在實現定位的同時，完成基礎測驗，獲取對應的勘測數據和信息，在相同的環境之下，開始測試分析。該文選擇Q礦山工程為實例分析的主要目標對象，對Q礦山工程的找礦現狀分析。

2.1 Q礦山工程覆蓋區深部找礦勘探現狀分析

Q礦山工程一項規模較大的勘測定位工程，位于我國新疆地區南側，與鈾礦床相鄰，是目前階段，我國西北區域十分關鍵且重要的火山熱液型礦床。所謂火山礦床，實際上是一種覆蓋深區的勘察儲存區，具有較強的存礦能力，如圖2所示。

圖2 勘查礦山儲存區圖示

根據圖2，對勘察礦山儲存區進行分析。在實際的找礦勘工作中，Q礦山工程出現了較多的問題。例如過渡區分化不完全，過渡地帶承接面積太廣，蝕變情況嚴重。該類問題在勘察的過程中，始終影響定位數據的精準性和可靠性，使部分深度區域的找礦以及勘測工作受到了阻礙，一定程度上降低執行定位的精度。

工程建設前期，沒有完全掌握蝕變深部區域的實際情況，描述效果也并不理想。不僅如此，Q礦山工程對建設的目標也并沒有進行清晰定位，因此，在勘探的過程中，部分技術的應用出現漏洞，采用傳統的勘察技術雖然可以完成礦洞戶或者礦區的定位工作，但是無法提供清晰、準確的定位點和數據信息，導致勘測范圍過大，一定程度上增加了實際的工作，提升了采礦的實際成本，阻礙后續的建設開采。

2.2 Q礦山工程短波紅外覆蓋區深部找礦勘探實證

在完成對Q礦山工程覆蓋區深部找礦勘探現狀的分析后，需要用短波紅外的勘探技術來替代傳統的勘探技術，對工程外覆蓋區深部找礦情況作出更具體的勘探驗證。由于Q工程測定的位置為分散性礦區，礦產分布極為不均勻，為了確保實證測試環境的可靠性和穩定性，需要在相同的環境中，同時進行測定。劃定5個區域為目標測試區域，并進行編號。在礦區外部設定短波紅外設備，首先對目標區域進行單項掃描，獲取相關的地質數據與信息，對所覆蓋的區域設定短波紅外的熱測定節點。這部分主要是利用熱節點自身的特性，來探測礦區礦產的存儲位置，以點關聯成探測面，最終形成更立體勘測區域，結合互聯網、和三維虛擬技術，形成特定格式的三維圖框，進行定位。然后根據獲取的深部數據信息，再結合礦區的自然環境以及地質特征，計算短波紅外的單項描述距離，如公式（6）所示。

式中：表示單項描述距離，表示承接常值，表示勘察區域極限值。通過上述計算，可以得出實際的單項描述距離。根據得出的單項描述距離，確定礦區的設計覆蓋位置，測定深部的深度，完成階級定位。然后采用短波紅外儀器，測定勘探的鏡像位置，同時測算出勘測波段頻率，如公式（7）所示。

式中：表示勘測波段頻率，表示搭接距離，表示雙側波段變動比。通過上述計算，可以得出實際的勘測波段頻率。此時，隨著勘探范圍的擴大，需要不斷調整短波波段內部的頻率。關聯區域之內的定位紅外熱節點，形成動態的描述區域，根據上述獲取的數據以及信息，計算短波勘測準確比，如公式（8）所示。

式中：表示短波勘測準確比，表示雙側描述距離，表示動態定位點距，表示允許出現的極限值。通過上述計算，最終可以得出實際的短波勘測準確比。在5個不同的區域中，實現多次探測，得出的結果對比分析，見表1。

根據表1可知，與基礎礦山工程勘測測試小組相對比，該文所設計的短波紅外礦山工程勘測測試小組最終得出的短波勘測準確比相對更高，均會保持在90%以上，表明短波紅外技術對找礦勘測的效果更佳，誤差更小，可以進一步保障實際的勘測安全與穩定性，具有實際的應用價值和意義。

表1 實證分析結果對比分析表

3 結語

該文分析了短波紅外勘查技術在覆蓋區深部找礦勘探中的應用，發現與傳統的勘查技術相比，短波紅外技術相對更加靈活多變。傳統勘察模式僅適用于單一、格式化的礦山勘驗，而短波紅外在勘察定位的過程中，實際的覆蓋面積會更大、更加廣泛，這在一定程度上也極大地減少了勘探工作的壓力，提升整體的工作質量以及效率。另外，短波紅外技術在礦山勘探的過程中，具有較強的安全性以及穩定性，可以最大程度地保障施工人員的安全，使礦山結構更穩固。短波紅外對勘察礦區的影響以及損壞是較小的，無須構建任何的輔助性設施，結合互聯網大數據技術，更好地獲取礦山數據，進一步完善礦山定位勘測結構，奠定堅實的發展基礎。