何計(jì)忠
(中陜核工業(yè)集團(tuán)公司二一一大隊(duì)有限公司,陜西 西安 710024)
礦山地質(zhì)勘探技術(shù)是礦區(qū)開(kāi)采活動(dòng)的首要因素。隨著礦區(qū)的開(kāi)采活動(dòng)日益頻繁,新礦區(qū)的開(kāi)發(fā)也變得至關(guān)重要,而礦區(qū)的開(kāi)發(fā)又受到勘探技術(shù)的制約,所以礦山地質(zhì)勘探技術(shù)的創(chuàng)新研究在新礦區(qū)的開(kāi)發(fā)中有非常重要的意義[1]。同時(shí)在當(dāng)今信息飛速發(fā)展的時(shí)代,現(xiàn)代科技在礦山地質(zhì)勘探技術(shù)中的應(yīng)用也變得不可或缺。
勘探新技術(shù)是指在原有的勘探技術(shù)基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘查和研究,從而了解礦山地質(zhì)的類型及預(yù)測(cè)礦區(qū)的儲(chǔ)量,進(jìn)而進(jìn)行礦山的開(kāi)發(fā)。
勘探技術(shù)的主要方法是以科學(xué)技術(shù)為核心,并配合人工的操作對(duì)礦山地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探[2]。即利用鉆探等方式獲取地質(zhì)深部的地質(zhì)構(gòu)造,并通過(guò)科學(xué)技術(shù)的方法進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析,獲得地質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息,并依據(jù)信息對(duì)此區(qū)域地層的巖層等做出成礦預(yù)測(cè),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)的科學(xué)開(kāi)發(fā)。
同時(shí)勘探新技術(shù)研究要遵循以下3個(gè)原則:(1)符合地質(zhì)客觀規(guī)律,指勘探新技術(shù)的研究要結(jié)合礦山地質(zhì)構(gòu)造、當(dāng)?shù)厝宋谋尘暗冗M(jìn)行地質(zhì)勘探工作,并結(jié)合社會(huì)發(fā)展的需求,以保證礦山地質(zhì)勘探工作的實(shí)用性;(2)適當(dāng)擴(kuò)展技術(shù)領(lǐng)域,即在研究勘探新技術(shù)中,要拓寬研究的技術(shù)領(lǐng)域,增加礦山勘探工作的范圍,尤其在信息飛速發(fā)展的時(shí)代,更要做到與時(shí)俱進(jìn);(3)不斷引進(jìn)現(xiàn)代科技的應(yīng)用,先進(jìn)的科技在地質(zhì)勘探工作紅的應(yīng)用,可以有效地提高勘探工作的質(zhì)量和效率,同時(shí)也保證了勘探工作的準(zhǔn)確性。
目前,我國(guó)的采礦業(yè)多采用傳統(tǒng)勘探技術(shù),傳統(tǒng)技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探工作中,存在勘探周期長(zhǎng)、勘探布局不合理等弊端,以至于浪費(fèi)大量的人力資源,大幅度增加勘探工作的成本。因此勘探新技術(shù)的創(chuàng)新研究及應(yīng)用,可以做到快捷地完成礦山地質(zhì)勘探工作,解決礦產(chǎn)資源“供不應(yīng)求”的現(xiàn)象;同時(shí)勘探新技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)于礦山地質(zhì)構(gòu)造的后期保護(hù)工作也有一定程度的作用。
地質(zhì)勘探方法是指使用測(cè)量繪制、鉆機(jī)鉆孔等方法,對(duì)礦山地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行地表、地層、巖性等綜合地勘查。
(1)地表勘查法,利用此方法對(duì)礦區(qū)的裂縫及斷層、此區(qū)域地表的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行初步勘查和研究,并預(yù)測(cè)礦區(qū)地質(zhì)的含水層情況、礦體的分布等情況,收集礦區(qū)的有關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)信息,為礦區(qū)的開(kāi)采提供一定的理論依據(jù);此外,對(duì)采空區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造實(shí)施詳細(xì)地研究和分析在礦山地質(zhì)勘探中也尤為重要。
(2)微動(dòng)信號(hào)法,利用天然磁場(chǎng)發(fā)出的微小信號(hào),并將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息,利用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行處理得出礦山地質(zhì)信號(hào),掌握地下信號(hào)的變化范圍和規(guī)律,進(jìn)而了解礦山地質(zhì)構(gòu)造。此方法沒(méi)有固定的空間和時(shí)間,所以對(duì)于接收的磁場(chǎng)微動(dòng)信號(hào)知在特定的范圍內(nèi)發(fā)生變化。
(3)鉆孔法,通過(guò)鉆機(jī)在礦山地質(zhì)中鉆孔,并通過(guò)鉆孔對(duì)礦山地質(zhì)中的巖層和巖性進(jìn)行勘查。此方法有工程范圍小、較低的成本、直觀、針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn),并且不受地面地質(zhì)條件的制約,是一種使用型勘探方法。
(1)VIF技術(shù)應(yīng)用分析。VIF技術(shù)是一種簡(jiǎn)單的利用電磁場(chǎng)來(lái)尋找礦區(qū)的技術(shù),發(fā)射頻率為14~24kHz,與一般的電磁技術(shù)相比,其有造價(jià)低、高效率、易于攜帶、地質(zhì)測(cè)量效果好的諸多優(yōu)點(diǎn)。尤其本身的特異性,即任何地方至少能接收一個(gè)VIF電臺(tái)發(fā)出的信號(hào),為VIF技術(shù)在地質(zhì)勘探技術(shù)中應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。
針對(duì)在礦山地質(zhì)勘探過(guò)程中出現(xiàn)的勘探問(wèn)題,VIF技術(shù)的應(yīng)用,不僅可以提高勘探的準(zhǔn)確性,同時(shí)擴(kuò)大了勘探工作的勘查范圍。在勘探工作中,利用VIF技術(shù)對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,可以有效地掌握礦區(qū)的位置及礦區(qū)的分布范圍,為礦區(qū)的深部地層的研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。VIF技術(shù)在世界各國(guó)的應(yīng)用也十分廣泛,表1為不同國(guó)家VIF電臺(tái)的頻率及額定功率。
表1 不同國(guó)家的VIF電臺(tái)頻率及額定功率
(2)X射線技術(shù)應(yīng)用分析。X射線技術(shù)是指通過(guò)在X射線的作用下,在較短的時(shí)間內(nèi)會(huì)有特定顏色的光出現(xiàn),其光波長(zhǎng)度較大。利用X射線技術(shù),可以進(jìn)一步提高礦物質(zhì)位置的準(zhǔn)確性,特別是在銅礦、鉛礦、鋅礦的勘探過(guò)程中,其勘探效果顯著;還可以清晰地將地層中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及斷層顯現(xiàn)出來(lái),進(jìn)而預(yù)測(cè)礦床的厚度及估算礦產(chǎn)的儲(chǔ)量。
(3)GPS技術(shù)應(yīng)用分析。GPS是一種新型科技,主要用于人們生產(chǎn)和生活中的定位,為人們提供精確的三維坐標(biāo)。由于其定位有極高的準(zhǔn)確性,可以將其應(yīng)用于礦山地質(zhì)的勘探工作中。它可以獲取礦區(qū)的位置,實(shí)時(shí)對(duì)礦區(qū)的地下礦物質(zhì)進(jìn)行定位,并依據(jù)礦山地質(zhì)構(gòu)造的特征來(lái)預(yù)測(cè)此區(qū)域地下礦物質(zhì)的成分,此技術(shù)在勘探工作中的應(yīng)用,大幅度地提高了勘探工作的效率和精確性,有效地節(jié)省勘探成本。
(4)與傳統(tǒng)勘探技術(shù)的應(yīng)用對(duì)比分析。傳統(tǒng)勘探技術(shù)存在技術(shù)落后、勘探周期較長(zhǎng)、勘探中資源的浪費(fèi)等弊端,同時(shí)傳統(tǒng)勘探技術(shù)的研究人員體制不完善,在技術(shù)的更新中缺乏自主創(chuàng)新能力。礦山地質(zhì)勘探技術(shù)的研究創(chuàng)新對(duì)于改善采礦業(yè)的現(xiàn)狀與問(wèn)題有非常重要的意義。以大同煤礦為例,礦山地質(zhì)技術(shù)創(chuàng)新研究的應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比分析。由圖1可知,在勘探時(shí)間一定時(shí),傳統(tǒng)勘探技術(shù)在勘探工作中所需要的成本較高;同時(shí)可得地質(zhì)勘探新技術(shù)可以縮減勘探成本,也可以縮短勘探時(shí)間,提高勘探工作的效率與質(zhì)量。
圖1 地質(zhì)勘探新技術(shù)與傳統(tǒng)勘探技術(shù)的成本圖
礦山地質(zhì)勘探工作與我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有緊密的聯(lián)系。隨著對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量增大,需要采礦業(yè)不斷加強(qiáng)對(duì)于礦山地質(zhì)勘探技術(shù)的創(chuàng)新研究和應(yīng)用,并結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),從而提高勘探工作的精確性和工作效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用。
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