河北省煤田地质局第二地质队
摘要:随着社会经济的快速发展下,对矿山资源需求量不断增长,许多矿区经过长时间的开采,已经接近资源枯竭状态,需要采用深部地质钻探找矿技术,挖掘利用更深处的矿产。目前深部地质钻探找矿技术的应用越来越广泛,应根据地质勘查活动的具体目标和要求,采用有效的技术方法,提高地质勘查效率。
关键词:地质勘查;深部地质;钻探;找矿技术
1地质勘查内容
1.1勘查伴生矿及尾矿
在地质勘查过程中,对矿产资源的开发不仅是挖掘目标矿物资源,还要实现对矿山资源的合理利用,通过制定合理的伴生矿、尾矿开采方案,提高矿产资源利用率。因此,在地质勘查中,对伴生矿和尾矿进行勘查也是一个重点内容,需要通过确定伴生矿、尾矿的地质信息,为开采技术方案的制定提供科学依据。由于伴生矿、尾矿与主矿区域的地质情况可能存在差异,在地质勘查过程中需要合理选择勘查技术手段,以提高矿产资源开发效率为目的,通过合理制定勘查策略,确保勘查结果的可靠性。
1.2勘查矿山替代资源
由于社会经济活动对于矿产资源需求量增加较快,再加上传统粗放式生产理念的影响,许多矿区都存在过度开采问题,导致矿产资源面临枯竭。为了提高矿产资源开发效率和矿产利用率,需要从钻探技术角度着手,通过改进传统技术方案,代替原有开采方式,实现对矿产资源的合理开发利用。在此过程中,需要对矿产资源类型进行详细分析,充分掌握整个矿山的地质条件,通过综合各方面影响要素的考虑,制定新的开采方案。此外,在勘查矿山替代资源的过程中,还要考虑经济性因素,在施工条件允许的情况下,根据地质勘查结果,选择最合适的开采方案,从而提高矿产开采的综合效益。
1.3勘查矿产存储量
地质勘查工作是保证矿山开采活动顺利进行的重要措施,通过全面开展地质勘查,可以明确各种矿产物质的储存量、使用年限等信息,从而为矿产资源的开发利用规划提供依据。在地质勘查过程中,还能够较为全面的了解工程地质信息,为施工方案设计提供参考,提高矿山生产的安全性。在详细了解矿山开采区及周边矿产储存情况后,可以在可持续发展理念指导下,制定科学的开采方案,改变以往粗放式的矿山生产模式。因此,对矿产存储量进行勘查,也是地质勘查的主要内容。需要在明确地质勘查任务要求的基础上,合理选择钻探找矿技术,实现预期的地质勘查目标。
2深部地质钻探找矿技术
2.1反循环连续取样钻探技术
反循环连续取样钻探技术是以压缩空气为循环载体,借助双臂钻杆的作用用来碰撞全面碎岩以及连续的岩屑,将其作为地质样品用来实施钻探施工。随着钻头的不断深入,岩屑被高速旋转的钻头连续冲击陆续飘回地表,按照落下的顺序收集起来作为实验研究样品。根据国内外大量实验证明,这一取样钻探技术既能够满足开采矿资源的深度、矿源厚度、具体方位,还能高于传统的立轴式取柱状岩心施工速度,在工程造价上大大的节约了施工成本。结合国外成功的反循环连续取样钻探技术案例,我国受其影响开展了该项技术的研讨会,由于这一技术是用地表岩屑取代柱状岩心,又是使用特殊材质的双臂钻杆。因此,在一定程度上,加大了推行应用难度。现阶段,值得重视的是,我国地质行业已经广泛认可了反循环连续取样钻探技术的概念,并在一些区域中进行试用,取得了有目共睹的钻探效果,有效提高了钻探工作效率、节省了经济成本。
2.2液动潜孔锤技术
液动潜孔锤钻探技术是在回转钻探基础上开发的,主要用冲洗液驱动潜孔锤,而当液动潜孔锤受到冲击时,能将能量传送给钻头,钻头即可击破岩石,其中主要的工具是施工现场的泥浆泵。
该技术作为回转钻探技术的改进技术,在冲击力及回转力的驱使下大大提升了设备的钻进效率,并且最大限度地降低了钻孔成本。此外,该技术还能充分利用坚硬岩石抗剪强度低的特点,有效解决钻孔质量差和复杂地形的钻探问题。当前,液动潜孔锤钻探技术还在我国水电建材、石油化工、金属矿山等领域中运用广泛,并且此技术在世界上已处于领先地位。对于液动潜孔锤钻探技术的应用,因为该技术的应用都处于高频作业情况下,所以对于岩质坚硬和脆性较大的地质结构较为适用,但在施工作业过程中设备的紧固问题就应该被引起重视,且对于液压泥浆的质量也需尽量选择润滑性好、含沙量低的原料,以更好的保护液动锤,减少磨损,提高效率。总之,为了更好的推动液动潜孔锤钻探技术的使用,应在延长潜孔锤使用寿命及提升潜孔锤的工作效率方面加强研究和优化。
2.3X荧光技术
X荧光技术的工作原理为依据射线提供对应的数据结果,具有灵活性与轻便性优势,同时在元素品位与成分的获取上也具有独特的作用。目前,在地质找矿工作中,X荧光技术的应用越来越普遍,其作用也越来越显著。通常情况下,矿物自身具有反射光线,在矿物受到一定波长作用时,往往会有射线发出,且所放射出的射线具有X元素的特征,能够被X荧光机有效识别。对于X荧光技术在深度地质找矿工作上的优势,具体如下:①可以将地质的隐伏构造清晰的标注出来;②可以将矿体的具体方位指示出来;③可以将矿体边界勾勒出来,显示出矿体厚度。
2.4定向钻探技术
定向钻探技术是采用定向控制方法,对目标岩石进行钻探。在确定钻探方向的情况下,能够避免在实际钻探过程中,钻探工具发生偏移,从而准确获取目标岩石的信息。因此,在地质勘查的深部找矿工作中,首先要合理确定钻探前进方向,从而找到目标矿产资源。但在工程实际施工操作中,可能受到操作技术水平、设备状态等因素的影响,导致定向钻探技术出现偏差。如果错过重点矿产存储区域,可能会影响对矿区资源分布情况的判断。在实际施工中,必须严格控制钻探方向,确保钻进角度的精确度。从实际应用情况来看,该技术主要适用于小直径矿区的深部钻探找矿,从而对钻进方向进行精准确定。
2.5金刚石绳索取芯技术
金刚石绳索取芯技术是在采矿过程中,利用金刚石进行钻探,由于金刚石具有较高硬度的特点,在钻探过程中能够钻到更深的深度。以此这种技术已经大范围应用到深部钻探找矿技术中。绳索取芯是利用特殊材质的绳索,起到控制金刚石的作用。将金刚石与绳索取芯有机结合使用,能够使钻探找矿技术达到理想水平。目前钻探材料与钻探技术都相对滞后。主要表现形式为:金刚石不受控制、绳索材料不够坚硬,已发生断裂等。
2.6岩心反复取样技术
岩心反复取样钻探技术是利用空气中的循环介质,采用双臂钻杆对地下岩石层进行来回撞击,达到粉碎岩石的目的。在钻进过程中,粉碎岩石可以溢出到地面,为岩石取样分析提供方便。通过采用岩心反复取样技术,能够预测地下矿产资源分布情况,并对地层中的矿产资源储存量进行初步判断,为矿山开采工作提供依据。在岩心反复取样技术的应用下,还可以确定目标矿区的矿产资源类型,掌握矿产资源分布范围,同时了解矿区内的矿体厚度等信息,从而降低深部找矿技术难度,实现对深部矿产资源的有效利用。
3结语
综上所述,在地质勘查工作中,需要详细了解矿区地质条件及矿产资源分布情况,为矿产开发提供依据。通过合理运用深部地质钻探找矿技术,可以进一步提升矿区地质勘查能力,以较高的效率找到深部埋藏的矿产资源,从而为后续开采方案的制定提供科学依据。在此情况下,能够缓解当前的资源压力问题。
参考文献
[1]试析地质勘探在地质找矿中的应用[J].姚磊博.世界有色金属.2020(04)
[2]新形势下当前地质矿产勘查及找矿技术的分析[J].代启勇.世界有色金属.2020(05)