地質(zhì)勘查與深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)研究

盧月文

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一五地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330000）

在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，對礦山資源需求量不斷增長，許多礦區(qū)經(jīng)過長時(shí)間的開采，已經(jīng)接近資源枯竭狀態(tài)，需要采用深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)，挖掘利用更深處的礦產(chǎn)。目前深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘查活動的具體目標(biāo)和要求，采用有效的技術(shù)方法，提高地質(zhì)勘查效率。

1 地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容

1.1 勘查伴生礦及尾礦

在地質(zhì)勘查過程中，對礦產(chǎn)資源的開發(fā)不僅是挖掘目標(biāo)礦物資源，還要實(shí)現(xiàn)對礦山資源的合理利用，通過制定合理的伴生礦、尾礦開采方案，提高礦產(chǎn)資源利用率。因此，在地質(zhì)勘查中，對伴生礦和尾礦進(jìn)行勘查也是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，需要通過確定伴生礦、尾礦的地質(zhì)信息，為開采技術(shù)方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。由于伴生礦、尾礦與主礦區(qū)域的地質(zhì)情況可能存在差異，在地質(zhì)勘查過程中需要合理選擇勘查技術(shù)手段，以提高礦產(chǎn)資源開發(fā)效率為目的，通過合理制定勘查策略，確保勘查結(jié)果的可靠性。

1.2 勘查礦山替代資源

由于社會經(jīng)濟(jì)活動對于礦產(chǎn)資源需求量增加較快，再加上傳統(tǒng)粗放式生產(chǎn)理念的影響，許多礦區(qū)都存在過度開采問題，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源面臨枯竭。為了提高礦產(chǎn)資源開發(fā)效率和礦產(chǎn)利用率，需要從鉆探技術(shù)角度著手，通過改進(jìn)傳統(tǒng)技術(shù)方案，代替原有開采方式，實(shí)現(xiàn)對礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用。在此過程中，需要對礦產(chǎn)資源類型進(jìn)行詳細(xì)分析，充分掌握整個(gè)礦山的地質(zhì)條件，通過綜合各方面影響要素的考慮，制定新的開采方案。此外，在勘查礦山替代資源的過程中，還要考慮經(jīng)濟(jì)性因素，在施工條件允許的情況下，根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果，選擇最合適的開采方案，從而提高礦產(chǎn)開采的綜合效益。

1.3 勘查礦產(chǎn)存儲量

地質(zhì)勘查工作是保證礦山開采活動順利進(jìn)行的重要措施，通過全面開展地質(zhì)勘查，可以明確各種礦產(chǎn)物質(zhì)的儲存量、使用年限等信息，從而為礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用規(guī)劃提供依據(jù)。在地質(zhì)勘查過程中，還能夠較為全面的了解工程地質(zhì)信息，為施工方案設(shè)計(jì)提供參考，提高礦山生產(chǎn)的安全性。在詳細(xì)了解礦山開采區(qū)及周邊礦產(chǎn)儲存情況后，可以在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，制定科學(xué)的開采方案，改變以往粗放式的礦山生產(chǎn)模式。因此，對礦產(chǎn)存儲量進(jìn)行勘查，也是地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容。需要在明確地質(zhì)勘查任務(wù)要求的基礎(chǔ)上，合理選擇鉆探找礦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的地質(zhì)勘查目標(biāo)。

2 深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)的應(yīng)用

2.1 金剛石繩索取芯找礦技術(shù)

金剛石繩索取芯找礦技術(shù)采用金剛石鉆探設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，適用于深部地層較為堅(jiān)硬的施工條件，能夠有效提升鉆探作業(yè)效率。在深部地質(zhì)鉆探過程中，由于地質(zhì)條件較為復(fù)雜，可能遇到多種不同的巖土條件，對鉆探技術(shù)設(shè)備有嚴(yán)格要求。金剛石鉆探設(shè)備自身強(qiáng)度較高，在更深層次的地質(zhì)鉆探過程中，能夠順利完成找礦任務(wù)，因此在實(shí)際工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是目前我國金剛石繩索取芯找礦技術(shù)的研究與應(yīng)用與國外領(lǐng)先水平還有一定差距，金剛石鉆頭質(zhì)量偏低，使用壽命短，可能會增加作業(yè)成本。應(yīng)加快對金剛石繩索取芯找礦技術(shù)相關(guān)設(shè)備的研究，從而提升其實(shí)際利用價(jià)值。金剛石繩索取芯鉆頭如圖1所示。

圖1 金剛石繩索取芯鉆頭

2.2 巖心反復(fù)取樣技術(shù)

巖心反復(fù)取樣鉆探技術(shù)是利用空氣中的循環(huán)介質(zhì)，采用雙臂鉆桿對地下巖石層進(jìn)行來回撞擊，達(dá)到粉碎巖石的目的。在鉆進(jìn)過程中，粉碎巖石可以溢出到地面，為巖石取樣分析提供方便。通過采用巖心反復(fù)取樣技術(shù)，能夠預(yù)測地下礦產(chǎn)資源分布情況，并對地層中的礦產(chǎn)資源儲存量進(jìn)行初步判斷，為礦山開采工作提供依據(jù)。在巖心反復(fù)取樣技術(shù)的應(yīng)用下，還可以確定目標(biāo)礦區(qū)的礦產(chǎn)資源類型，掌握礦產(chǎn)資源分布范圍，同時(shí)了解礦區(qū)內(nèi)的礦體厚度等信息，從而降低深部找礦技術(shù)難度，實(shí)現(xiàn)對深部礦產(chǎn)資源的有效利用。

2.3 定向鉆探技術(shù)

定向鉆探技術(shù)是采用定向控制方法，對目標(biāo)巖石進(jìn)行鉆探。在確定鉆探方向的情況下，能夠避免在實(shí)際鉆探過程中，鉆探工具發(fā)生偏移，從而準(zhǔn)確獲取目標(biāo)巖石的信息。因此，在地質(zhì)勘查的深部找礦工作中，首先要合理確定鉆探前進(jìn)方向，從而找到目標(biāo)礦產(chǎn)資源。但在工程實(shí)際施工操作中，可能受到操作技術(shù)水平、設(shè)備狀態(tài)等因素的影響，導(dǎo)致定向鉆探技術(shù)出現(xiàn)偏差。如果錯(cuò)過重點(diǎn)礦產(chǎn)存儲區(qū)域，可能會影響對礦區(qū)資源分布情況的判斷。在實(shí)際施工中，必須嚴(yán)格控制鉆探方向，確保鉆進(jìn)角度的精確度。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，該技術(shù)主要適用于小直徑礦區(qū)的深部鉆探找礦，從而對鉆進(jìn)方向進(jìn)行精準(zhǔn)確定。

2.4 反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)

反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)利用壓縮空氣作為鉆探的循環(huán)介質(zhì)，在進(jìn)行深部鉆探找礦時(shí)，首先運(yùn)用雙臂鉆桿設(shè)備，鉆入到土層中，對周圍碎巖進(jìn)行沖擊和粉碎。在空氣高速流動過程中，可以將鉆探過程中產(chǎn)生的碎巖碎屑帶回地面。可以按照碎巖碎屑的涌出順序?qū)ζ溥M(jìn)行收集和編號，通過對碎巖碎屑進(jìn)行分析，明確深部礦物組成成分以及所占比例。反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)的應(yīng)用與地質(zhì)取芯找礦技術(shù)具有一定的相似之處，但相比于傳統(tǒng)取芯找礦技術(shù)，反循環(huán)連續(xù)取樣技術(shù)對深部礦體成分的分析更加準(zhǔn)確，而且施工效率更高，具有較為廣泛的適用范圍。

2.5 其他鉆探找礦技術(shù)

目前地質(zhì)勘查工程中采用的深部鉆探找礦技術(shù)有很多，除了上述幾種技術(shù)方法外，深部流體技術(shù)、高精度鉆井技術(shù)、遙感技術(shù)等，也在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。其中，深部流體技術(shù)是根據(jù)地殼流體運(yùn)動規(guī)律，從行動理論出發(fā)，準(zhǔn)確判斷抗污沉積區(qū)域。在深部地質(zhì)鉆探找礦作業(yè)中，許多珍貴金屬礦物的發(fā)現(xiàn)都與流體運(yùn)動有關(guān)，大多數(shù)礦床均在地殼流體活動范圍內(nèi)，可以根據(jù)這種規(guī)律，減少不必要的鉆探工作。高精度鉆井技術(shù)是在一個(gè)軌道上進(jìn)行作業(yè)，能夠同時(shí)鉆出多個(gè)子孔，對孔位進(jìn)行精準(zhǔn)確定，有利于減少工作量，降低施工成本。還有較為先進(jìn)的遙感技術(shù)，可以在完成地質(zhì)信息繪圖工作的基礎(chǔ)上，對地下巖石層、土壤和水體分布情況進(jìn)行深入了解，從而為施工方案的制定提供依據(jù)。在遙感技術(shù)的應(yīng)用下，可以掌握礦床的礦化信息，得到礦物質(zhì)譜，并通過進(jìn)行光譜比較，確定目標(biāo)區(qū)域是否存在礦脈。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)深部地質(zhì)勘探找礦目標(biāo)，對上述技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用。

3 結(jié)語

綜上所述，在地質(zhì)勘查工作中，需要詳細(xì)了解礦區(qū)地質(zhì)條件及礦產(chǎn)資源分布情況，為礦產(chǎn)開發(fā)提供依據(jù)。通過合理運(yùn)用深部地質(zhì)鉆探找礦技術(shù)，可以進(jìn)一步提升礦區(qū)地質(zhì)勘查能力，以較高的效率找到深部埋藏的礦產(chǎn)資源，從而為后續(xù)開采方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。在此情況下，能夠緩解當(dāng)前的資源壓力問題。