地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術(shù)運(yùn)用研究

陳 程

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)，安徽 黃山 245000）

礦產(chǎn)資源是許多工業(yè)生產(chǎn)和生活中的必要資源，我國(guó)的地下礦產(chǎn)資源豐富，但開采程度還比較低，尤其是地質(zhì)探礦工程的地質(zhì)勘探技術(shù)運(yùn)用水平不高，導(dǎo)致探礦質(zhì)量較低，影響到礦產(chǎn)資源的開采，因此，還需重視地質(zhì)勘探技術(shù)的合理運(yùn)用。

1 地質(zhì)探礦工程與地質(zhì)勘探技術(shù)內(nèi)涵

隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅速、穩(wěn)定發(fā)展，地質(zhì)探礦工程項(xiàng)目也變得越來越多，該類項(xiàng)目主要是針對(duì)具有礦物質(zhì)資源的礦區(qū)進(jìn)行礦物質(zhì)勘探，判斷其礦物質(zhì)的規(guī)模、數(shù)量以及分布情況等等。目前，地質(zhì)探礦工程中廣泛運(yùn)用地質(zhì)勘探技術(shù)，其中鉆探工程技術(shù)成為核心技術(shù)。結(jié)合先進(jìn)的勘探手段，可以對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入探索，明確地質(zhì)深度與隱藏礦產(chǎn)資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采礦作業(yè)，不僅推動(dòng)著礦業(yè)的健康發(fā)展，地質(zhì)勘探的過程中還能夠有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害，輔助地質(zhì)災(zāi)害治理工程，具有著較高價(jià)值[1]。

2 地質(zhì)探礦工程中所運(yùn)用的幾類地質(zhì)勘探技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)地質(zhì)勘探技術(shù)運(yùn)用分析

地質(zhì)探礦工程已經(jīng)有了許多年的歷史，在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，其都是采用傳統(tǒng)地質(zhì)勘探技術(shù)來完成任務(wù)，該類型技術(shù)主要包含三種，分別為瞬變電磁探測(cè)技術(shù)、直流電探測(cè)技術(shù)以及地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，其技術(shù)的特點(diǎn)如表1所示。

表1 傳統(tǒng)地質(zhì)勘探的幾種常見技術(shù)

地質(zhì)探礦工程中運(yùn)用的傳統(tǒng)地質(zhì)勘探技術(shù)具有著一定作用，能夠切實(shí)獲得一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，但隨著時(shí)代發(fā)展，地質(zhì)探礦工程的要求逐漸增多，傳統(tǒng)地質(zhì)勘探技術(shù)也逐漸顯現(xiàn)出局限性，其對(duì)于礦區(qū)地質(zhì)詳細(xì)情況無法實(shí)現(xiàn)全面掌握，探礦水平有限，因此后續(xù)在許多工程中，被新型測(cè)繪技術(shù)以及勘探技術(shù)所取代。

2.2 地質(zhì)鉆探工程技術(shù)運(yùn)用分析

科技的進(jìn)步使得地質(zhì)鉆探工程技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，鉆探孔的深度也逐漸增加，甚至已經(jīng)發(fā)展到數(shù)千米，為地質(zhì)探礦工程帶來了很大效益，目前所使用的鉆探工程技術(shù)類型也越來越多，具體是包含了以下幾種。

2.2.1 繩索取芯鉆探法

繩索取芯鉆探法是應(yīng)用在地質(zhì)探礦工程的一種有效且常見的鉆探技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的使用可以獲得較好勘探成效，更為詳細(xì)地了解地質(zhì)情況，進(jìn)一步提升地質(zhì)探礦工程實(shí)施的質(zhì)量。繩索取芯鉆探法可以在礦區(qū)范圍內(nèi)充分運(yùn)用，有效提升實(shí)際勘探的效率，其鉆進(jìn)的原理結(jié)構(gòu)中主要是包括螺旋桿構(gòu)件、液動(dòng)錘構(gòu)件以及繩索工具，這種原理也使得其鉆頭的使用壽命盡可能被延長(zhǎng)，同時(shí)也能降低鉆探事故發(fā)生的可能性，繩索取芯鉆探具有一定機(jī)械化，因而也可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)材料的消耗也能夠減少。圖1為繩索取芯鉆探法的鉆具示意圖?？梢赃\(yùn)用繩索取芯鉆探技術(shù)能夠有效達(dá)成地質(zhì)探礦工程的任務(wù)目標(biāo)，可能對(duì)整體勘察管控進(jìn)行優(yōu)化，目前國(guó)內(nèi)的該技術(shù)處于較高鉆探水平，實(shí)施過程中也能預(yù)防巖心堵塞，發(fā)揮出極大的價(jià)值[2]。

圖1 繩索取芯鉆探法的鉆具示意圖

2.2.2 反循環(huán)鉆探法

地質(zhì)探礦工程中運(yùn)用的反循環(huán)鉆探技術(shù)，其主要原理基礎(chǔ)為空氣反循環(huán)，在運(yùn)用方面的優(yōu)勢(shì)在于使用成本較低、工作效率較高。該技術(shù)運(yùn)行使用時(shí)還包含著水力反循環(huán)的原理，使其對(duì)人工勞動(dòng)強(qiáng)度的要求降低。由于空氣反循環(huán)原理為技術(shù)，因而該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)常被運(yùn)用到干旱缺水的礦區(qū)，其地質(zhì)勘探效果較好、效率頗高，便于進(jìn)行鉆探施工，而水力反循環(huán)的原理作用則是對(duì)鉆探取芯質(zhì)量加以保障，其鉆進(jìn)時(shí)間利用率也會(huì)進(jìn)一步提高[3]。圖2為反循環(huán)鉆探技術(shù)的鉆進(jìn)圖。

圖2 反循環(huán)鉆探技術(shù)鉆進(jìn)圖

2.2.3 液動(dòng)潛孔錘鉆探法

地質(zhì)勘探中常運(yùn)用的鉆探技術(shù)還包括液動(dòng)潛孔錘鉆探法，該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是以回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)為基礎(chǔ)加以技術(shù)優(yōu)化，在運(yùn)用時(shí)會(huì)使用相匹配的泥漿泵設(shè)備，該設(shè)備中會(huì)輸送進(jìn)沖洗液，運(yùn)行時(shí)的核心部件為液動(dòng)潛孔錘結(jié)構(gòu)，鉆進(jìn)時(shí)會(huì)持續(xù)對(duì)破碎巖石產(chǎn)生較大沖擊力，結(jié)構(gòu)的安裝一般為鉆桿—液動(dòng)潛孔錘—鉆頭，鉆進(jìn)時(shí)的沖擊負(fù)荷較大，可以提升鉆探效果并節(jié)省時(shí)間，目前，該項(xiàng)鉆探技術(shù)在地質(zhì)探礦工程中的運(yùn)用效果十分理想，尤其是一些復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)的鉆探中，其鉆孔質(zhì)量都比較高，有效完成勘探任務(wù)。

2.2.4 組合鉆探法

組合鉆探法也是一項(xiàng)效率較高的鉆探技術(shù)，其最為明顯的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)取樣空氣連續(xù)性反循環(huán)，再加上水力的反循環(huán)作用，可以在鉆探中進(jìn)行連續(xù)取芯，同時(shí)對(duì)鉆探過程進(jìn)行持續(xù)管控。組合鉆探法是具有綜合性特征的技術(shù)，也是一體化技術(shù)，用于輔助地質(zhì)勘探工作。在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，還需運(yùn)用到的工具包括專業(yè)鉆機(jī)、輔助器以及一套雙臂鉆桿，鉆探時(shí)也需考慮到工程地質(zhì)勘探實(shí)際要求，并結(jié)合地層具體情況，綜合性管控勘探工程。使用該項(xiàng)技術(shù)也能夠讓鉆探成本明顯降低，其綜合了繩索取芯鉆探、水力反循環(huán)鉆探以及空氣反循環(huán)鉆探等多項(xiàng)技術(shù)有點(diǎn)，獲得良好的地質(zhì)勘探效果。

2.2.5 定向?qū)泳@探法

鉆探工程中運(yùn)用定向?qū)泳@探技術(shù)，主要是將螺桿鉆孔水平鉆探和定向鉆探方法充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在地下數(shù)百米位置上精準(zhǔn)對(duì)接井下，定向?qū)泳@探技術(shù)目前在地?zé)峋退┕さ膽?yīng)用較多，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)較長(zhǎng)距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)定向水平勘探，進(jìn)一步延長(zhǎng)井的壽命。而地質(zhì)探礦工程的勘探任務(wù)中，也可有效運(yùn)用定向?qū)泳@探法，其能夠做到定向高精度對(duì)接，有利于探測(cè)地質(zhì)較為復(fù)雜的礦區(qū)，促進(jìn)開挖的精準(zhǔn)施工[4]。

2.3 微動(dòng)勘探勘查技術(shù)運(yùn)用分析

當(dāng)前的地質(zhì)探礦工程中，微動(dòng)勘探勘查技術(shù)也是常用地質(zhì)勘探技術(shù)之一，其主要是針對(duì)巖層進(jìn)行勘探，針對(duì)地質(zhì)的具體情況進(jìn)行微觀測(cè)量，實(shí)際應(yīng)用的過程中還需與磁場(chǎng)進(jìn)行靈活配合運(yùn)用。該項(xiàng)技術(shù)的原理是，先使用先進(jìn)且有效的數(shù)據(jù)處理手段來獲得巖層表面波信息，再進(jìn)一步分析其地下信號(hào)的振蕩情況，從而深入掌握勘探區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。實(shí)際運(yùn)用微動(dòng)勘探勘查技術(shù)時(shí)，不限制空間域以及時(shí)間域，因而可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)技術(shù)運(yùn)用不規(guī)則情況，為此，要保證其靈活有效運(yùn)用，還需對(duì)波動(dòng)理論以及調(diào)諧波進(jìn)行詳細(xì)研究，確保其實(shí)際勘探時(shí)的變化運(yùn)動(dòng)能夠在技術(shù)可控范圍之內(nèi)[5]。

2.4 遙感技術(shù)運(yùn)用分析

地質(zhì)探礦工程中的遙感技術(shù)是較為新型的技術(shù)之一，該項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)也是科學(xué)進(jìn)步的反映，目前，許多涉及到地質(zhì)勘探任務(wù)的領(lǐng)域都會(huì)充分運(yùn)用遙感技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是勘探準(zhǔn)確性高、效率高、視域較廣泛以及具有綜合性。運(yùn)用遙感技術(shù)后地質(zhì)勘探的水平也進(jìn)一步提高，降低了事故的發(fā)生概率。結(jié)合目前遙感技術(shù)運(yùn)用情況分析，遙感技術(shù)都是基于傳感器設(shè)備，而傳感器的類型變得越來越多，像是許多新工藝與新技術(shù)的融入使得傳感器圖像分辨率得到顯著提高，在當(dāng)前的地質(zhì)探礦工程中，水資源探測(cè)、煤炭探測(cè)以及煤炭鉆探環(huán)境評(píng)價(jià)的任務(wù)中，都可以運(yùn)用遙感技術(shù)，其應(yīng)用前景十分良好。除此之外，該項(xiàng)技術(shù)也可以有效防治礦區(qū)內(nèi)的水害問題，也為地質(zhì)勘測(cè)智能化發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，在勘測(cè)活動(dòng)中提供有力的數(shù)據(jù)支持。

3 地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術(shù)安全運(yùn)用的手段分析

由于地質(zhì)探礦工程經(jīng)常會(huì)面臨地質(zhì)環(huán)境特殊的情況，因而給地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用帶來一定難度，若是未依據(jù)地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)來選擇合適的勘探技術(shù)，就可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)運(yùn)用效果不佳，地質(zhì)勘探的質(zhì)量也會(huì)較低，也無法保障地質(zhì)開采活動(dòng)的安全進(jìn)行。此外，在使用地質(zhì)鉆探技術(shù)時(shí)，還可能會(huì)遇到槽底塌陷類事故，導(dǎo)致整個(gè)地質(zhì)探礦工程的安全性下降，也降低了地質(zhì)勘探效率，這主要是由于地質(zhì)勘探技術(shù)的不科學(xué)使用以及相應(yīng)保護(hù)措施不到位，為此，還需進(jìn)一步明確地質(zhì)勘探技術(shù)在地質(zhì)探礦工程中安全運(yùn)用的手段，具體包含了以下幾點(diǎn)。

3.1 對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境需充分掌握

不同地質(zhì)探礦工程往往具有著不同地質(zhì)環(huán)境，在制定地質(zhì)勘探方案時(shí)，也需結(jié)合地質(zhì)實(shí)際特點(diǎn)來制定，簡(jiǎn)單來說，就是要充分了解其地質(zhì)條件以及周圍環(huán)境狀況，進(jìn)而針對(duì)性選擇勘探技術(shù)以及方法，制定合理的勘探作業(yè)流程。礦物質(zhì)所在的地區(qū)一般地質(zhì)環(huán)境都是十分特殊，且不同區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)也是千差萬別，因此，為了保證勘探技術(shù)的運(yùn)用合理，確保礦區(qū)開采活動(dòng)的安全進(jìn)行，就需在滿足工程需求基礎(chǔ)上，充分掌握礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，盡可能詳細(xì)地了解情況，為地質(zhì)探礦工程奠定良好基礎(chǔ)，確保后續(xù)工程任務(wù)都能夠順利完成。例如，實(shí)際開展勘探工作及開采工作時(shí)，先是要了解區(qū)域內(nèi)礦山具體種類、工程實(shí)際建設(shè)規(guī)模、礦產(chǎn)的大致分布信息以及當(dāng)?shù)丨h(huán)境和氣候特征，對(duì)這些資料從多種渠道進(jìn)行獲取，進(jìn)一步掌握地質(zhì)探礦工程的有關(guān)數(shù)據(jù)。其次是要進(jìn)一步了解礦區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)資源類型、資源規(guī)模以及數(shù)量等，這些信息都能夠?yàn)楹罄m(xù)探礦工程任務(wù)開展提供保障。在進(jìn)行勘探工程的過程中，還需對(duì)建設(shè)環(huán)境的特殊點(diǎn)加以了解，同時(shí)針對(duì)性分區(qū)開采，對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行全方面的分析，有利于后續(xù)工作積極執(zhí)行。

3.2 科學(xué)選擇地質(zhì)勘探方式

地質(zhì)探礦工程在開展項(xiàng)目之前需制定科學(xué)的地質(zhì)勘探方案，關(guān)鍵就在于科學(xué)選擇地質(zhì)勘探方式，一般要結(jié)合地質(zhì)探礦工程勘探任務(wù)的目的以及實(shí)際勘測(cè)特征來選取。對(duì)礦區(qū)地質(zhì)情況資料收集后，需進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)的全面分析，然后根據(jù)專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。為了保證地質(zhì)勘探方式的選擇更加可靠，還可運(yùn)用當(dāng)前較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他科學(xué)技術(shù)，在選擇探礦方法時(shí)也要將先進(jìn)行作為原則。若是采用槽探法進(jìn)行探礦作業(yè)，還需注意保證槽的墻面具有較高平整度，對(duì)其周圍的石子以及碎石等應(yīng)進(jìn)行妥善清理，在距離切口位置0.5米范圍之內(nèi)，都應(yīng)當(dāng)確保不擺放作業(yè)工具或是清理的礫石。除此之外，槽的底部寬度設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要超過0.5米，而深度參數(shù)則依情況而定，在挖槽時(shí)不能夠直接挖空，還應(yīng)當(dāng)注意在施工區(qū)域周圍設(shè)置保護(hù)措施，以免出現(xiàn)坍塌事故影響到施工安全推進(jìn)，確保勘探作業(yè)穩(wěn)定進(jìn)行，提升勘探技術(shù)使用效果。

3.3 運(yùn)用更加先進(jìn)的鉆探技術(shù)

在地質(zhì)探礦工程當(dāng)中，鉆探技術(shù)已然成為了地質(zhì)勘探的核心技術(shù)，為了提升探礦水平，促進(jìn)后續(xù)開采施工順利進(jìn)行，還需進(jìn)一步調(diào)整并優(yōu)化鉆探技術(shù)，主要是運(yùn)用更為先進(jìn)的鉆探手段，提升整個(gè)項(xiàng)目的可靠性?；谇笆龈縻@探技術(shù)的特點(diǎn)以及礦區(qū)的地質(zhì)特征信息，結(jié)合信息分析技術(shù)、BIM技術(shù)等進(jìn)行勘探問題分析，選擇出探測(cè)效果最佳、可節(jié)省物力和人力資源以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高的鉆探技術(shù)。除此之外，也可借助于政府力量來把控地質(zhì)探礦工程，明確其探礦作業(yè)時(shí)的相關(guān)行業(yè)規(guī)范與法律法規(guī)，進(jìn)一步調(diào)整探礦作業(yè)制度體系，加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目工程的監(jiān)督和管控，還要基于可持續(xù)發(fā)展的原則，在選擇運(yùn)用鉆探技術(shù)時(shí)，注意技術(shù)運(yùn)用對(duì)周圍環(huán)境的影響，必要時(shí)可采取環(huán)境保護(hù)措施，有效指導(dǎo)項(xiàng)目的綠色實(shí)施。

3.4 強(qiáng)化工程安全體系的建設(shè)

地質(zhì)探礦工程不管運(yùn)用哪種地質(zhì)勘探技術(shù)，其施工安全都是必要條件，因此，為了保證技術(shù)可靠運(yùn)用，還需進(jìn)一步強(qiáng)化工程安全體系的建設(shè)，降低工程中安全事故出現(xiàn)的可能。例如，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身施工水平以及實(shí)際項(xiàng)目情況來制定探礦作業(yè)安全管理體系，還要從持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，深刻分析可能存在的安全問題，對(duì)相關(guān)安全管理制度加以優(yōu)化調(diào)整。對(duì)整個(gè)作業(yè)過程中加強(qiáng)管控，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)章制度來開展各項(xiàng)操作，且各個(gè)級(jí)層的管理人員都需要將安全管理放在首位，推動(dòng)職責(zé)落實(shí)，保證每一名員工都落實(shí)安全責(zé)任，也從思想上提高員工對(duì)安全作業(yè)和技術(shù)規(guī)范運(yùn)用的重視程度。此外，還要開展一系列教育活動(dòng)來培養(yǎng)全體工程參與人員的安全意識(shí)，了解安全生產(chǎn)的重要意義，積極推動(dòng)多種地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用的安全培訓(xùn)教育，還可采用獎(jiǎng)懲制度手段，提高人員對(duì)安全作業(yè)的積極性，也需對(duì)可能出現(xiàn)的安全問題制定緊急處理方案，盡可能保證地質(zhì)探礦工程順利完成。

4 結(jié)論

綜上所述，在地質(zhì)探礦工程實(shí)施的過程中，地質(zhì)勘探技術(shù)為核心技術(shù)，其能夠準(zhǔn)確勘測(cè)到地下礦物質(zhì)的分布、規(guī)模等，當(dāng)前常用的地質(zhì)勘探技術(shù)除傳統(tǒng)技術(shù)外，還包括地質(zhì)鉆探工程技術(shù)、微動(dòng)勘探勘查技術(shù)以及遙感技術(shù)，為了保證技術(shù)的可靠運(yùn)用，還需對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境需充分掌握、科學(xué)選擇地質(zhì)勘探方式、運(yùn)用更加先進(jìn)的鉆探技術(shù)、強(qiáng)化工程安全體系的建設(shè)。