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地质矿产勘查和深部地质钻探找矿技术研究论文

发布时间:2022-11-14 15:59:57 文章来源:SCI论文网 我要评论















SCI论文(www.lunwensci.com):

  摘要:矿产资源是在复杂环境中经过较长的时间形成的,因此矿产资源的开发技术使用的难度比较大。地质勘查工作的开展可以帮助技术人员了解矿产资源的存储情况,根据勘查结果选择合理的勘查技术,从而保障地质勘查工作可以顺利进行。随着人们对矿产勘查技术不断深入的研究,矿山行业的发展速度越来越快,地质勘查中对找矿技术提出了更高的要求。技术人员应该进一步加大对钻探找矿技术的研究与创新,为开采工作的顺利进行提供技术支持。

  关键词:地质矿产勘查;深部地质钻探;找矿技术

  1 我国深部地质钻探的现状

  当前我国大部分矿产资源存储与深层地质层中,应该根据具体情况采用深层地质钻探技术。通过对当前的数据分析,发现我国矿产资源勘探程度仅仅占三分之一,地质勘探潜力依然比较大。当前我国大部分地质勘探的平均深度为300m~500m,而发达国家的地质勘查深度能够达到800m。通过对地质勘查数据分析发现大部分稀有金属和贵金属主要分布于几公里的深处,必须借助先进的探测技术,确定出稀有金属和贵金属的具体位置。随着技术人员的不懈努力我国地质勘探的深度在原来的基础上有所增长,但是钻井技术使用过程中仍然表现出一定的缺陷。岩心钻探是开展地质勘探工作的重要工作内容,通过岩心钻探可以了解地下矿产资源的分布情况。在提取地下岩心时技术人员综合运用了地质理论以及地球物理以及地球化学勘探技术等,发挥主要作用的是岩心钻探技术。岩心钻探技术使用时技术人员可以根据勘探的数据结果确定矿藏的具体埋藏深度,对矿藏的品位进行分析,计算出矿藏的储量。目前,深层地质钻探工作的过程中出现的问题依然很多,其地质钻探支撑设备相对落后,不能满足现代深层勘探工作开展的需求。同时,在地质钻探工作开展中矿业企业的投入资金比较少,施工时机械化程度相对较低,严重降低了地质勘探的工作效率。再加上部分钻井公司没有健全的组织体系,缺少专业的技术人才,进一步增加了钻井勘探工作的难度。

  2 地质勘查的具体内容

  2.1对危机矿山接替资源的勘查

  地质勘查工作开展的过程中技术人员会将各项勘查所得的数据进行整理与统计,供矿产预测和开发使用。同时,地质勘查工作的数据是矿山企业制定开发方案的重要依据,能够有效延长开采时间,保证区域矿山行业的持续发展不受影响。有些矿山区域中,根据其开采的具体情况会设置危机矿山接替资源,主要涉及到的矿产资源包括铜矿、锌矿等,技术人员应该制定保护计划,强化危机矿山接替资源勘查。

  2.2合理地设置地质勘查环节的具体内容

  矿产资源开采工作开展前技术人员需要对矿区的地质情况进行全面系统的了解,根据调研结果确定地质勘查技术,从而规范的进行金属开发。过去,我国矿产勘查工作开展时,矿业企业更多的是关注矿产资源的开采量,没有做好矿山周边环境的保护工作,从而导致矿山周边生态环境遭受严重的破坏,基于此,矿业企业必须加强对绿色环保开采技术的开发力度,强化生态环境保护。基于传统地质勘查工作,矿业企业应该进一步勘查新型金属资源,并且结合实地勘查数据信息选择合理的新型金属资源开采技术,不断提高地质勘查工作的效率。构建金属资源的相关参数和指标,了解金属资源的存储量以及具体位置,进而制定金属资源开采计划。需要注意的是金属资源开采的过程中必须严格按照具体操作流程进行,明确开采的具体内容。

  2.3关闭阶段的地质勘查工作

  矿产资源开采工作结束以后,应该及时关闭阶段的地质勘查工作,为矿山区域生态恢复提供保障。关闭阶段的地质勘查工作内容主要是对矿山开采作业造成的资源浪费情况进行分析,并且分析生态环境被污染的程度,从而制定科学可行的生态恢复方案,促进生态环境持续稳定的发展。

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  3 深部地质钻探找矿技术

  3.1空气反循环连续取样钻探技术

  深度地质钻探找矿技术中空气反循环连续取样钻探技术是常用的技术之一,该技术使用时,通过空气压缩技术,按照具体的标准对空气进行压缩,当空气压缩过程中产生的压强比较大时,可以将压强转化为循环介质的动力。潜孔锤的主要动力也是来源于空气压缩过程中产生的压强,经过一系列转化矿产资源现场的岩石可以被击碎,并以不同的形式呈现出来。地质钻探找矿工作开展时,技术人员可以对击碎后的岩石碎片进行分析,从而确定出岩石的成分,方便技术人员进一步了解深层地质类型和特点。

  3.2X射线荧光技术

  随着我国科学技术的不断发展和进步,在深层地质钻探找矿工作中人们还会使用X射线荧光技术,该技术应用原理相对简单,并且该技术使用时对技术人员的专业技术能力要求相对较低,因此,该技术的应用范围在逐渐扩大。X射线荧光技术使用时技术人员可以分析矿产信息,并且通过对目标矿物的全范围照射,激发原子能量,从而形成有效的荧光。根据荧光的具体情况技术人员可以分析出矿产的种类等,并且根据光照条件的不同确定出矿场的具体分布位置以及矿产分布特征。地下矿山的分布呈现出不规则的状态,如果使用传统的找矿技术技术人员很难详细的了解矿物元素的类型。而X射线荧光技术使用时,技术人员可以全面确定出矿物元素的类型,为矿产资源的开采提供了可靠的数据支持。通常情况下矿物收到不同X射线照射时由于不同元素的X射线接收频率存在差异,矿物发出的荧光也会不同。X射线荧光技术使用的过程中不需要复杂的设备,并且使用时对环境的要求比较低,使用该技术的便捷程度高,因此,在地质矿产勘查找矿工作中该技术的使用频率比较高,大大提高了勘查工作的效率和质量。

  3.3金刚石绳索取心技术

  金刚石绳索取心技术在煤矿开发中应用的比较多,该技术的使用大大提高了开采工作的质量,有效降低了煤矿开采的人工成本。金刚石的使用寿命比较长,将其应用于地质勘查作业中,可以提高勘查工作效率。金刚石的可塑性比较高,在实际开展地质勘探工作时,技术人员可以根据地质勘查情况合理选择金刚石钻头,使这个钻探勘查工作可以顺利开展。金刚石绳索取心技术使用时能够有效提高地勘局地质勘查工作的质量。地质勘查工作的难度比较大,如果仅仅使用传统的勘查技术不能得到准确的勘查结果。而金刚石绳索取心技术使用时可以实现地质的深层勘探,技术人员借助特殊材料实现取芯的目标,从而有效提高工作的效率。相比于其他技术金刚石绳索取心技术使用的装置比较简单,并且装置的操作流程简单,技术人员可以随时的对装置进行操控,这也是该技术被广泛应用于煤矿开采中的重要原因。金刚石绳索取心技术使用时勘查所得的数据精度不是很高。因此,技术人员应该做好矿山区域的调研,从而合理选择地质勘探技术。

  3.4定向钻探技术

  不同于浅层钻探,深部地址钻探工作的难度比较大,并且找矿的难度大效率低。基于此,深部地质钻探找矿工作中技术人员必须采用先进的钻探技术,结合具体的地质情况,合理提高找矿效率,为后期开采工作的进行提供保障。深部地质钻探找矿技术中定向钻探技术也是常用的技术,所谓的定向主要是指岩心定向和受控定向。钻探工作开展前,技术人员需要根据矿区的实际情况明确钻探机的运行路线。并且规范操作钻探机,并且实事求是的记录钻探机的运行线路。深部找矿的过程中一旦勘查地方出现胁迫,就会是钻孔的难度进一步增加,这种情况下技术人员必须对找矿路线进行调整,确保找矿目标可以实现。

  3.5液动潜孔锤技术

  液动潜孔锤技术在矿石资源找矿和开发中的应用比较多,液动潜孔锤技术能够应用于特殊深部矿产资源的开发中,能够在一定程度上提高找矿的效率。液动潜孔锤技术是基于常规回转钻探技术而产生的,技术人员在常规回转钻探技术使用的基础上对其进行优化和创新,从而应用于深度矿产资源的找矿工作中。液动潜孔锤技术使用时依据冲洗液的流动使设备运转,并且冲洗液可以驱动潜孔锤运行,从而提高钻探工作的效率。潜孔锤的运动主要是冲洗液具有一定的推动作用,在使用的过程中其动力可以通过潜孔锤传递到设备钻头上,从而实现对岩石破碎的目标。设备运行的过程中外部泥浆泵可以根据实际情况提供基础原料,需要注意的是只有泥浆泵提供充足的基础原料才能保证设备正常运行时的能量得到满足。通过实践可知液动潜孔锤技术主要应用于脆性大的岩石勘探中,可以大大提高勘探的效率。

  3.6使用GPS检测系统收集信息

  随着我国信息技术的不断发展和进步我国全球定位系统的完善程度越来越高。GPS技术使用的过程中可以准确的将地球上每个地点和时间的情况通过无线电导航反应出来,从而为技术人员提供精确的三维数据坐标。现阶段,矿石勘探和地质勘探中人们开始使用GPS技术。该技术使用前技术人员需要根据矿山区域的具体情况建立感应系统,通常情况下感应系统包含导航系统、地面控制站和GPS接收器以及地面通信网络。同时,在矿区的合适位置设置监视系统。系统建立完成后技术人员可以开始运用该技术进行地质勘探工作,技术人员可以收集岩石矿物的物理结构和化学组成等相关数据信息。由于警惕场效应出现光谱特性,并且矿物的辐射能力是独特的,技术人员可以将获得的光谱数据信息与光谱资源进行对比,从而分析出地质矿物的组成成本。像波绘制时技术人员可以根据信息收集曲线的吸收特性进行选择。

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  3.7地面瞬变电磁法勘查技术

  地面瞬变电磁法勘查技术主要是通过向地下发射脉冲电磁场实现对地下金属矿产的分析,这种脉冲电磁场是基于不接电地线实现的。如果地下存有金属矿产,金属矿产导体之间就会产生感应现象,从而形成涡流。涡流在不发生脉冲的间隔期间会出现相对应的交流变化磁场,人们将这种磁场命名为二次磁场。二次磁场会呈现出瞬变的特点,技术人员可以有接收装置将二次磁场进行接收,从而全面了解二次磁场的变化情况,进而了解地下金属矿产资源的分布等情况。

  3.8逆循环连续采样技术

  逆循环连续采样技术使用时其循环介质主要是压缩空气,通过双臂钻杆的旋转对破碎的岩石进行连续的切削,从而形成钻井作业的地质样品。连续钻孔的过程中切削时通过双臂钻杆旋转时产生的高速气流实现的,技术人员在地质实验室中对地质样品进行分析,从而获取地质情况数据信息。逆循环连续采样技术使用的过程中技术人员不能确定出矿体埋藏的具体深度,并且不能全面掌握矿产资源的品位等信息。针对地质形状的岩心,在对其进行勘探时技术人员需要合理选择双壁钻杆,并且提高沉积阻力,以提高钻探工作的质量。值得注意的是,地质钻探公司和矿业投资者提出了将地质勘探与岩心取样相结合的新概念,该新概念已在某些国家应用。与任何方法的结果相比,钻井性能大大提高,成本大大降低。

  4 促进矿产地质勘查与深部钻探找矿技术发展的措施

  4.1提高对地质勘查与深部钻探找矿技术的认识

  我国经济快速发展的过程中对矿产资源的消耗量逐步增多,矿产资源开采力度会增加,这也是导致我国矿产资源储备量逐渐减少的重要原因。为了满足我国社会经济快速发展的需求,矿企业应该提高对找矿工作开展的重视力度。矿企业应该提高对地质勘查与深部钻探找矿技术的认识,不断勘探新矿产资源,并且制定合理的开采计划,促进矿产行业持续稳定的发展。强化地质勘查钻探技术的优化和创新,加大对矿山周边环境的调研力度,了解地质情况后才可以开展进一步的工作。深部找矿工作开展时可以根据具体情况将其分为老矿山深边部和远景区深边部,并对二者的矿产资源存储情况进行对比分析。

  4.2研究矿产分布规律

  要想提高找矿工作的效率,技术人员应该加大研究矿产分布规律,结合研究结果制定合理的找矿计划。勘查钻探找矿技术人员应该善于总结,根据自己工作经验分析矿产分布规律,掌握矿产资源分布的特征,为后续找矿工作的开展提供依据。需要注意的是,如果依据矿产分布规律开展找矿工作,工作开展前,技术人员需要进一步了解矿山周边地质环境,尤其是确定地质矿床的完整程度,如果存在断裂或者大角度断裂的情况,应该重新制定找矿技术,最大限度保障找矿人员的安全。

  4.3加大地质研究力度

  地质矿产勘查和深部地质钻探找矿工作质量提升的前提条件是技术人员应该加大地质研究力度,全面了解矿山周围地质环境,制定合理找矿进度计划。找矿工作开展前技术人员应对矿山周围的地壳运动和整体的地质环境进行分析,并且做好数据记录,为勘查找矿工作的开展提供有价值的数据信息,最大限度减少危险事件发生的概率。此外,了解地质环境还需要分析地质结构和成矿之间的联系。

  4.4增加对地质钻探找矿技术研究的投入

  就当前我国矿产资源不足的现状,深部地质矿产资源的开采发挥着重要的作用。深部地质矿产资源的开采是基于浅层矿产资源全部使用后进行的,技术人员应该制定合理的深部地质勘查钻探加护,加大对深部地质矿产资源开采的投入力度。矿业企业应该加大深部地质勘查钻探找矿的资金投入力度,不断优化和更新找矿设备,并且引进先进的找矿技术,从而有效提高找矿工作的效率。同时,提高钻探找矿设备的使用性能,为钻探找矿工作的顺利开展提供保障。

  4.5引进相关先进工艺

  现阶段,我国矿产资源开采使用的技术先进程度还不够,相比于国际钻井技术,我国钻井技术比较落后,基于此,我国必须加大力度引进相关的先进工艺,以提高深部地质勘查钻探找矿工作的效率和质量。为加快国内深部地质钻探找矿技术水平的提升速度,相关工作人员要积极从国外引进高新工艺。例如,矿石管理部门可以组织当地地质钻探找矿工作人员定期参与技术培训,并且要求地质钻探技术方面的权威机构或者团队,提高我国找矿工作人员的专业技术能力。通过与更高端专业人员的沟通,帮助国内相关的工作人员提升设计理念,创新出符合中国地质环境的矿石资源开采技术,将最新的工艺、工作器械尽快投入到工业生产中。此外,国内的大学以及科研机构要积极鼓励学生在学好专业知识的基础上,不断创新和发展各项相关技术,以期通过个人的努力为国家矿石事业的发展提供新鲜血液。

  4.6加强专业人才的培养

  众所周知,科学是第一生产力。对于整个矿石领域,矿产资源的合理利用一定不能缺失相关专业人才的培养。首先,有关政府部门要与学校进行积极沟通,做好专业人才的培养工作。为激励更多的年轻人投入到矿石领域,可以给予相应的政策扶持。比如,结合人才的相关需求为其提供住房、交通等方面的补贴,减少专业人才的后顾之忧,使其将全部精力投入到工作中。另外在实际工作中,由于地质勘查与煤矿开采工作的特殊性,工作人员基本上要长期居住在野外环境中,对于在工作中表现突出的个人,施工单位或相关部门应该制定合理的奖励机制。尤其是针对长期工作在矿石开采一线的同志,施工单位要提高工作人员的福利待遇。一线工作人员是整个煤矿开采质量的基础保障,所以应注重对一线工作人员的技术培养。通过合理的培训制度,不断提升一线工作人员的专业技能,减少开采过程中矿石资源浪费现象的发生。

  5 结论

  总而言之,本文中笔者根据自身多年工作经验,对资质矿产勘查和深部地质钻探找矿技术的使用现状进行了分析,总结了当前使用频率比较高的找矿技术。为了提高深部地质勘查钻探找矿工作的效率,钻探机构应该进一步研究和开发新找矿技术,并且加大对找矿工作开展的资金投入力度,及时更新和维护找矿设备,不断提高找矿结果的可靠性和准确性。充分利用社会资源,拓宽资源勘查范围,推动矿业行业持续稳定的发展,为我国社会经济的发展提供源源不断的动力。

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