地质探矿工程中地质勘探技术运用研究

陈 程

（安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽 黄山 245000）

矿产资源是许多工业生产和生活中的必要资源，我国的地下矿产资源丰富，但开采程度还比较低，尤其是地质探矿工程的地质勘探技术运用水平不高，导致探矿质量较低，影响到矿产资源的开采，因此，还需重视地质勘探技术的合理运用。

1 地质探矿工程与地质勘探技术内涵

随着当前经济与科学技术的迅速、稳定发展，地质探矿工程项目也变得越来越多，该类项目主要是针对具有矿物质资源的矿区进行矿物质勘探，判断其矿物质的规模、数量以及分布情况等等。目前，地质探矿工程中广泛运用地质勘探技术，其中钻探工程技术成为核心技术。结合先进的勘探手段，可以对地质结构进行深入探索，明确地质深度与隐藏矿产资源，进而实现采矿作业，不仅推动着矿业的健康发展，地质勘探的过程中还能够有效预防地质灾害，辅助地质灾害治理工程，具有着较高价值[1]。

2 地质探矿工程中所运用的几类地质勘探技术

2.1 传统地质勘探技术运用分析

地质探矿工程已经有了许多年的历史，在很长一段时期内，其都是采用传统地质勘探技术来完成任务，该类型技术主要包含三种，分别为瞬变电磁探测技术、直流电探测技术以及地质雷达探测技术，其技术的特点如表1所示。

表1 传统地质勘探的几种常见技术

地质探矿工程中运用的传统地质勘探技术具有着一定作用，能够切实获得一定的地质结构信息，但随着时代发展，地质探矿工程的要求逐渐增多，传统地质勘探技术也逐渐显现出局限性，其对于矿区地质详细情况无法实现全面掌握，探矿水平有限，因此后续在许多工程中，被新型测绘技术以及勘探技术所取代。

2.2 地质钻探工程技术运用分析

科技的进步使得地质钻探工程技术的应用范围越来越广，钻探孔的深度也逐渐增加，甚至已经发展到数千米，为地质探矿工程带来了很大效益，目前所使用的钻探工程技术类型也越来越多，具体是包含了以下几种。

2.2.1 绳索取芯钻探法

绳索取芯钻探法是应用在地质探矿工程的一种有效且常见的钻探技术，该项技术的使用可以获得较好勘探成效，更为详细地了解地质情况，进一步提升地质探矿工程实施的质量。绳索取芯钻探法可以在矿区范围内充分运用，有效提升实际勘探的效率，其钻进的原理结构中主要是包括螺旋杆构件、液动锤构件以及绳索工具，这种原理也使得其钻头的使用寿命尽可能被延长，同时也能降低钻探事故发生的可能性，绳索取芯钻探具有一定机械化，因而也可降低人工劳动强度，同时材料的消耗也能够减少。图1为绳索取芯钻探法的钻具示意图。可以运用绳索取芯钻探技术能够有效达成地质探矿工程的任务目标，可能对整体勘察管控进行优化，目前国内的该技术处于较高钻探水平，实施过程中也能预防岩心堵塞，发挥出极大的价值[2]。

图1 绳索取芯钻探法的钻具示意图

2.2.2 反循环钻探法

地质探矿工程中运用的反循环钻探技术，其主要原理基础为空气反循环，在运用方面的优势在于使用成本较低、工作效率较高。该技术运行使用时还包含着水力反循环的原理，使其对人工劳动强度的要求降低。由于空气反循环原理为技术，因而该项技术经常被运用到干旱缺水的矿区，其地质勘探效果较好、效率颇高，便于进行钻探施工，而水力反循环的原理作用则是对钻探取芯质量加以保障，其钻进时间利用率也会进一步提高[3]。图2为反循环钻探技术的钻进图。

图2 反循环钻探技术钻进图

2.2.3 液动潜孔锤钻探法

地质勘探中常运用的钻探技术还包括液动潜孔锤钻探法，该项技术的特点是以回转钻探技术为基础加以技术优化，在运用时会使用相匹配的泥浆泵设备，该设备中会输送进冲洗液，运行时的核心部件为液动潜孔锤结构，钻进时会持续对破碎岩石产生较大冲击力，结构的安装一般为钻杆—液动潜孔锤—钻头，钻进时的冲击负荷较大，可以提升钻探效果并节省时间，目前，该项钻探技术在地质探矿工程中的运用效果十分理想，尤其是一些复杂地层结构的钻探中，其钻孔质量都比较高，有效完成勘探任务。

2.2.4 组合钻探法

组合钻探法也是一项效率较高的钻探技术，其最为明显的特点是能够实现取样空气连续性反循环，再加上水力的反循环作用，可以在钻探中进行连续取芯，同时对钻探过程进行持续管控。组合钻探法是具有综合性特征的技术，也是一体化技术，用于辅助地质勘探工作。在使用该项技术时，还需运用到的工具包括专业钻机、辅助器以及一套双臂钻杆，钻探时也需考虑到工程地质勘探实际要求，并结合地层具体情况，综合性管控勘探工程。使用该项技术也能够让钻探成本明显降低，其综合了绳索取芯钻探、水力反循环钻探以及空气反循环钻探等多项技术有点，获得良好的地质勘探效果。

2.2.5 定向对接井钻探法

钻探工程中运用定向对接井钻探技术，主要是将螺杆钻孔水平钻探和定向钻探方法充分结合，实现在地下数百米位置上精准对接井下，定向对接井钻探技术目前在地热井和水井施工的应用较多，其能够实现对较长距离范围内实现定向水平勘探，进一步延长井的寿命。而地质探矿工程的勘探任务中，也可有效运用定向对接井钻探法，其能够做到定向高精度对接，有利于探测地质较为复杂的矿区，促进开挖的精准施工[4]。

2.3 微动勘探勘查技术运用分析

当前的地质探矿工程中，微动勘探勘查技术也是常用地质勘探技术之一，其主要是针对岩层进行勘探，针对地质的具体情况进行微观测量，实际应用的过程中还需与磁场进行灵活配合运用。该项技术的原理是，先使用先进且有效的数据处理手段来获得岩层表面波信息，再进一步分析其地下信号的振荡情况，从而深入掌握勘探区的地质结构。实际运用微动勘探勘查技术时，不限制空间域以及时间域，因而可能会导致出现技术运用不规则情况，为此，要保证其灵活有效运用，还需对波动理论以及调谐波进行详细研究，确保其实际勘探时的变化运动能够在技术可控范围之内[5]。

2.4 遥感技术运用分析

地质探矿工程中的遥感技术是较为新型的技术之一，该项技术的出现也是科学进步的反映，目前，许多涉及到地质勘探任务的领域都会充分运用遥感技术，该项技术的特点是勘探准确性高、效率高、视域较广泛以及具有综合性。运用遥感技术后地质勘探的水平也进一步提高，降低了事故的发生概率。结合目前遥感技术运用情况分析，遥感技术都是基于传感器设备，而传感器的类型变得越来越多，像是许多新工艺与新技术的融入使得传感器图像分辨率得到显著提高，在当前的地质探矿工程中，水资源探测、煤炭探测以及煤炭钻探环境评价的任务中，都可以运用遥感技术，其应用前景十分良好。除此之外，该项技术也可以有效防治矿区内的水害问题，也为地质勘测智能化发展奠定良好基础，在勘测活动中提供有力的数据支持。

3 地质探矿工程中地质勘探技术安全运用的手段分析

由于地质探矿工程经常会面临地质环境特殊的情况，因而给地质勘探技术的应用带来一定难度，若是未依据地质环境特点来选择合适的勘探技术，就可能会导致技术运用效果不佳，地质勘探的质量也会较低，也无法保障地质开采活动的安全进行。此外，在使用地质钻探技术时，还可能会遇到槽底塌陷类事故，导致整个地质探矿工程的安全性下降，也降低了地质勘探效率，这主要是由于地质勘探技术的不科学使用以及相应保护措施不到位，为此，还需进一步明确地质勘探技术在地质探矿工程中安全运用的手段，具体包含了以下几点。

3.1 对矿区的地质环境需充分掌握

不同地质探矿工程往往具有着不同地质环境，在制定地质勘探方案时，也需结合地质实际特点来制定，简单来说，就是要充分了解其地质条件以及周围环境状况，进而针对性选择勘探技术以及方法，制定合理的勘探作业流程。矿物质所在的地区一般地质环境都是十分特殊，且不同区域的地质特点也是千差万别，因此，为了保证勘探技术的运用合理，确保矿区开采活动的安全进行，就需在满足工程需求基础上，充分掌握矿区地质环境，尽可能详细地了解情况，为地质探矿工程奠定良好基础，确保后续工程任务都能够顺利完成。例如，实际开展勘探工作及开采工作时，先是要了解区域内矿山具体种类、工程实际建设规模、矿产的大致分布信息以及当地环境和气候特征，对这些资料从多种渠道进行获取，进一步掌握地质探矿工程的有关数据。其次是要进一步了解矿区内的矿产资源类型、资源规模以及数量等，这些信息都能够为后续探矿工程任务开展提供保障。在进行勘探工程的过程中，还需对建设环境的特殊点加以了解，同时针对性分区开采，对地质条件进行全方面的分析，有利于后续工作积极执行。

3.2 科学选择地质勘探方式

地质探矿工程在开展项目之前需制定科学的地质勘探方案，关键就在于科学选择地质勘探方式，一般要结合地质探矿工程勘探任务的目的以及实际勘测特征来选取。对矿区地质情况资料收集后，需进一步进行地质结构的全面分析，然后根据专业人员的经验进行准确判断。为了保证地质勘探方式的选择更加可靠，还可运用当前较为先进的计算机技术以及其他科学技术，在选择探矿方法时也要将先进行作为原则。若是采用槽探法进行探矿作业，还需注意保证槽的墙面具有较高平整度，对其周围的石子以及碎石等应进行妥善清理，在距离切口位置0.5米范围之内，都应当确保不摆放作业工具或是清理的砾石。除此之外，槽的底部宽度设计应当要超过0.5米，而深度参数则依情况而定，在挖槽时不能够直接挖空，还应当注意在施工区域周围设置保护措施，以免出现坍塌事故影响到施工安全推进，确保勘探作业稳定进行，提升勘探技术使用效果。

3.3 运用更加先进的钻探技术

在地质探矿工程当中，钻探技术已然成为了地质勘探的核心技术，为了提升探矿水平，促进后续开采施工顺利进行，还需进一步调整并优化钻探技术，主要是运用更为先进的钻探手段，提升整个项目的可靠性。基于前述各钻探技术的特点以及矿区的地质特征信息，结合信息分析技术、BIM技术等进行勘探问题分析，选择出探测效果最佳、可节省物力和人力资源以及数据准确性更高的钻探技术。除此之外，也可借助于政府力量来把控地质探矿工程，明确其探矿作业时的相关行业规范与法律法规，进一步调整探矿作业制度体系，加强对项目工程的监督和管控，还要基于可持续发展的原则，在选择运用钻探技术时，注意技术运用对周围环境的影响，必要时可采取环境保护措施，有效指导项目的绿色实施。

3.4 强化工程安全体系的建设

地质探矿工程不管运用哪种地质勘探技术，其施工安全都是必要条件，因此，为了保证技术可靠运用，还需进一步强化工程安全体系的建设，降低工程中安全事故出现的可能。例如，相关单位应当结合自身施工水平以及实际项目情况来制定探矿作业安全管理体系，还要从持续发展的角度出发，深刻分析可能存在的安全问题，对相关安全管理制度加以优化调整。对整个作业过程中加强管控，作业人员应当严格按照相关规章制度来开展各项操作，且各个级层的管理人员都需要将安全管理放在首位，推动职责落实，保证每一名员工都落实安全责任，也从思想上提高员工对安全作业和技术规范运用的重视程度。此外，还要开展一系列教育活动来培养全体工程参与人员的安全意识，了解安全生产的重要意义，积极推动多种地质勘探技术应用的安全培训教育，还可采用奖惩制度手段，提高人员对安全作业的积极性，也需对可能出现的安全问题制定紧急处理方案，尽可能保证地质探矿工程顺利完成。

4 结论

综上所述，在地质探矿工程实施的过程中，地质勘探技术为核心技术，其能够准确勘测到地下矿物质的分布、规模等，当前常用的地质勘探技术除传统技术外，还包括地质钻探工程技术、微动勘探勘查技术以及遥感技术，为了保证技术的可靠运用，还需对矿区的地质环境需充分掌握、科学选择地质勘探方式、运用更加先进的钻探技术、强化工程安全体系的建设。