【摘 要】長期的礦產開采過程中,傳統礦山基地面臨著資源枯竭的危機,而隨著勘探程度的加深,地表礦藏發現的概率也逐漸變小。在這種背景下,如何開展深部地質礦產開發,成為礦業行業的新課題。本文在介紹深部地質鉆探找礦技術的基礎上,對現階段地質勘查及深部地質鉆探技術的現狀加以分析,總結改善途徑。
【關鍵詞】地質勘查;深部地質;鉆探找礦技術;途徑
現階段,隨著采礦行業的深入發展,能夠直接發掘的地表礦產資源逐漸稀少,地質勘查及深部地質找礦愈加顯出重要性。本文結合相關工作實際,對深部地質鉆探找礦技術加以分析,希望可以給礦業從業人員提供一定的參考價值。
一、地質勘查的內容種類
(一)勘查礦山接替資源
礦山面臨危機或者礦山制約到區域經濟發展時,就需要進行接替資源的勘查,以應對有可能出現的礦山危機。在礦山地質勘查實施中,要優先考慮地質條件較好、市場資源需求量大的礦山類型,對礦山及礦區加以深入研究,勘查外圍及礦區深部,從而確定最佳的出礦點。
(二)勘查礦山生產環節
礦山生產環節的地質勘查,一方面對礦山的儲量及服務年限進行勘查,以便于生產企業做好相應的礦山開采規劃,在科學合理的基礎上,合理利用及開發礦產資源;另一方面是指對礦山生產區周邊范圍的礦產勘查,以便不斷擴大礦儲量。
(三)勘查礦產的伴生礦及尾礦
要做好礦山開發,需要采用相關技術,對低品位礦產及新類型礦產加以研究評價,開發利用與礦山資源共生的各類礦產,即伴生礦及尾礦資源[1]。
二、深部地質找礦及鉆探技術要點
(一)找礦技術的要點
在找礦技術的使用上,較為傳統的做法是由表及里,從地表逐步深入,從效果上看,這種方式效果一般,因此要轉變傳統找礦思路,綜合采用找礦技術,提高設備的精準度,充分認識地質的表面及深部構造,總結地質成礦的一般規律,在基于巖石屬性差異的基礎上,提高測量的精確性,從而獲知更為準確的礦藏信息。
(二)深部地質鉆探找礦技術
1.X熒光技術
X熒光技術通過射線提供相應的分析結果,具備了機動靈活、輕巧便捷的特點,同時在元素品味及成分的獲取上,也有著得天獨厚的優勢?,F階段,X熒光技術與地質行業的聯系越來越緊密,在找礦環節作用顯著。其找礦原理是,礦物自身都具備一定的反射光線,當礦物遭受到特定波長的刺激后,能夠發射出射線,而這類射線具備了X元素特征,從而能夠被X熒光機有效識別[2]。X熒光技術一是能夠標示出地質的隱伏構造,二是可以探測到礦體具體賦存方位,三是能夠劃分礦體邊界,確定礦體厚度大小。
2.甚低頻電磁法
伴隨各種找礦實踐,找礦面積不斷擴大,地表淺露的礦產基本被開采殆盡,因此,需要進行深部地質找礦,這就無疑增加了開采難度。甚低頻電磁法是基于深部找礦而研制的新型找礦方法,它具備了勘查快捷、高效便利、靈活多樣的特點,也稱為了礦產開采的一種科學有效找礦手段。甚低頻電磁法以超長波電臺發射出的電磁波作為場源,分析地表、地下及空中探測場在參數上的浮動變化,從而完成找礦工作。甚低頻電磁法的工作原理是,首先將側得的各類數據用Fraser濾波加以處理,根據地質控礦規律及礦體賦存規律,有效圈定掩蓋地質體的展布方位及產狀。其次預測礦體的賦存部位,最后形成找礦額度依據。
3.鉆探技術
3.1受控定向及巖心定向鉆探技術
前面兩種主要涉及到深部地質找礦技術,在深部地質的鉆探技術上,主要采用受控定向鉆探技術。受控定向鉆探技術,可以使鉆孔在軌跡運行上遵循既定方向,也可以實現主孔與分支孔的交叉鉆進[3]。受控定向鉆孔技術在我國礦區勘查及鹽鹵礦等水溶類型礦產開采中得到了普遍應用,該技術的鉆孔精度可以控制在0.5m內,因此,坑道鉆探也較常采用此項技術。
借助信息技術,如采取微機配合,可以使鉆孔設計及相關數據處理上更加直觀快捷,實現邊鉆、邊測、邊調,提高了鉆探質量。隨著找礦深度的不斷增加,前期的找礦技術最終都要落實到基本的鉆孔工作中,因而,大力推廣受控定向鉆探技術,有著極為重要的意義。
3.2深部鉆探技術要點
深部鉆探技術在鉆柱上及鉆桿的使用上,要上下交替,以平均鉆桿荷載力,注意時常采取探傷檢查,適時予以潤滑,有效減少摩擦力及阻力;深度范圍高于1500m時,可采用高強度的繩索取心鉆桿,在鉆桿的壁厚及直徑上相應增強;推廣使用深部鉆探繩索取心鉆桿。
鉆進方法上采用繩索取心金剛石鉆探方式,遇到巖石較為疏松,地層破碎嚴重時,為以防出現掉塊及坍塌現象,可以采用高性能的無固相沖洗液及高光譜鉆頭技術。
深部鉆研采用繩索取心技術時,要配合使用沖洗液,沖洗液性質上要低固相、低切力及低粘度,如固相含量過多,要使用離心機予以清除,預防鉆桿結垢。
3.3深部鉆探質量控制
深部鉆探較為重要的兩個技術要點是孔斜和采取率。要對孔斜的斜差加以控制,鉆進50m時,要對鉆孔的方位角和定角進行測定。此外,可在鉆頭安裝擴孔器,保持鉆孔口徑,在深孔鉆探時,可在擴孔器上再安裝穩定器,保障滿眼鉆進,有效預防孔斜??刹捎寐輻U馬達孔底驅動粗徑鉆具來有效降斜。
完整巖層采取率要大于80%,破碎巖層采取率也要高于65%,可以綜合采用沉淀卡、干鉆卡、卡料卡及卡簧卡等方式,針對巖性不同,有效提高巖心采取率。
三、地質勘查及深部地質鉆探找礦技術現狀及改善途徑
(一)地質勘查及深部地質鉆探找礦技術實施現狀
1.裝備較落后
現階段我國鉆孔工藝過于單一,礦產企業采用較多的仍是金剛繩索的取心工藝,在機具裝配上出現不相配套的現象。在鉆研口徑上也存在單一化,級差變數較少,在遇到較為復雜的地質結構時,如掉塊、縮徑、破碎等,鉆探效率較低,且易發鉆孔事故。受限于單一的鉆探口徑,也無法保持施工的連續性,造成整體鉆探質量不高。
2.人才較缺乏
鉆探技術工人較為短缺,這也是制約鉆探技術進步的另一因素。鉆探工作的條件較為艱苦,因此鉆探人員的穩定程度不高,再加上職稱評定及崗位晉升較困難,都成為我國找礦鉆探工作穩定發展的影響要素。
(二)促進地質勘查及深部地質鉆探找礦技術發展的途徑
1.引進新工藝,新方法,豐富鉆探施工手段
一方面,在充分利用發揮現有鉆探設備的基礎上,著力引進新工藝及新方法,如受控定向鉆探技術及設備,改善復雜地層鉆孔難及鉆孔頂角問題,提高鉆孔效率;另一方面要強化與科研院所的交流,開展相關的技術探討,不斷改善鉆探技藝。
2.引進人才,強化人員培訓
首先,要激勵鉆探人員積極性,采取適當的獎勵措施,如提高待遇,對攻克技術難題的鉆探人員進行重獎等。其次,要著重培養一線鉆探人員,樹立技術骨干,為促進技術人員更好的發揮自身技能,可以進行鉆探技師考核評定工作。第三,強化鉆探工人之間的技術交流及培訓工作,對表現優異的員工進行提拔,免除基層鉆探工人的后顧之憂。
結語:
現階段地質鉆探及找礦工作逐步向更深化方向發展,并形成了相應的鉆探及找礦新型技術。地質從業人員,要不失時機地學習新技術,提高鉆探及找礦水平,地質勘查單位要在加快新設備的基礎上,著力強化人員素質,從而促進地質勘查及深部地質鉆探找礦技術的深化發展。
參考文獻:
[1]王雅晶.地質勘查及深部地質鉆探找礦技術分析[J].黑龍江科技信息,2014,(7):123.
[2]鄒儉華.地質勘查及深部地質鉆探找礦技術分析[J].黑龍江科技信息,2013,(32):131.
[3]蘇厚祿.地質勘查與深部地質鉆探找礦技術[J].科技傳播,2014,(9):125+124.