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地质矿产勘查中的绿色勘查技术研究论文

发布时间:2023-03-06 11:29:53 文章来源:SCI论文网 我要评论














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  摘要 :在社会经济飞速发展的背景下我国对矿产资源的需 求越来越大。地质矿产勘查过程中不同程度出现环境污染问题。 新时期需要对地质勘查技术进行创新, 并结合绿色勘查理念, 在 保证勘查事业发展的同时保护好生态环境,实现社会可持续发 展。基于此,本文从我国地质矿产勘查原则入手,讨论地质矿产 勘查工作及绿色开采技术创新的必要性,阐述地质矿产勘查与 找矿技术的实际应用, 最后提出绿色开采技术的创新方案, 希望 对相关研究带来帮助。

  关键词 :地质矿产勘查,绿色勘查技术,应用

  我国有着丰富的矿产资源,并且矿产类型多、分布广,尽管 如此,从可持续发展的角度讲我国依旧面临着较为严峻的资源 能源危机。当前地质矿产勘查过程中需要树立绿色思想, 转变传 统的矿产勘查模式, 以下进行相关分析。

  1 地质矿产勘查原则

  矿产勘探工作开展过程中存在一定危险性,主要体现在矿 产勘探期间受自然因素、人为因素影响可能出现渗漏、坍塌等情 况,所以在地质矿产勘查前期做好规划分析影响因素, 最大程度 消除安全隐患。此外, 在矿产勘探期间要求作业人员分析周边环 境结合开采区域实际情况保护周边环境, 减少环境污染。当前地 质矿产勘探主要包括两大方面, 其一是矿产普查, 也就是在区域 内根据既定要求找矿, 通常矿床普查和地质制图共同进行, 也可 以基于已知矿点通过检查方式专业性找矿。此外, 需要分析矿产 资源产生原因和分布规律, 由于矿床形成, 尤其是大型矿床的地 质演化较为特殊,因此找到矿床位置较为困难。从另一角度讲, 矿床形成和地质异常存在关联,并且矿床实际分布具有规律性, 所以找矿可以理解为对成矿全部地质异常以及矿床分布的综合 性研究 ;其二, 矿床勘探, 主要是指找矿之后对具有研究价值的 地表和地下情况深入分析, 还能够评价矿床规模形态, 进而确定 开采技术,通常来讲矿床需要综合评价工业远景评价勘探工作 的成果, 主要体现在矿床是否具备开采价值, 通过进一步勘探分 析矿石质量和类型, 进而为后续开采设计工作提供资料。主要原 则如下。

  1.1 进行科学分配

  为了确保地质矿产勘查工作的顺利进行,需要分析矿产勘 查工作内容, 进行相关准备工作, 其中包括掌握勘探地区地质情 况分析地下水环境覆盖范围, 再如需要明确勘查范围, 然后配备 相关设备设施。当前矿产地质勘查面积较大, 并且勘查对象种类繁多,需要掌握矿产性能,明确重点,这样才能节约投入成本, 提升勘查效率。

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  1.2 重视技术创新

  在科学技术不断发展的背景下多种先进技术用于我国地质 矿产勘探工程当中,所以勘探单位需要结合实际情况优化和引 进勘查技术, 以往的矿山勘探技术应用中存在不同程度弊端, 并 且会对周边环境带来一定影响,所以新时期必须要重视技术引 进,这样才能创造更大综合效益。

  1.3 科学制定勘查方案

  在地质矿产勘查工作进行期间涉及内容较多,加之勘查规 模大, 为了提升勘探质量与效率必须科学制定工作方案, 也就是 结合周边自然环境, 并且分析矿山开采区域地质构造特征, 由此 逐渐完善勘查计划, 实现人员设备的合理调配。

  1.4 做到循序渐进

  由于地质勘查工作过程复杂、耗时较长,容易受多方面因素 影响, 使得短期难以完全掌握地质环境, 因此地质勘查人员需要 在实际工作中做到循序渐进, 对各环节进行深入检查。对于地质 矿产工作来讲, 不仅需要在实践中吸取经验, 还需要加强知识补 充, 由此推动地质勘查工作的顺利进行。

  1.5 坚持统筹全局思想

  地质矿产勘查工作具有特殊性,每个勘查环节都是重点,要 求勘查人员在前期制定更加科学的勘查计划并严格落实,由此 确保勘查结果的精确性。此外, 在实际勘查前期需要全面了解矿 产分布的地质状况, 然后结合相关信息选择勘测技术。

  2 地质矿产勘查工作及绿色开采技术创新的必要性

  社会经济的飞速发展也为我国矿产行业发展提供了大环境, 新时期行业自身的发展需要重视技术创新,由此提升矿山开采 效率,保护生态环境。结合矿产开采情况,应用绿色开采技术不 仅响应了国家绿色环保理念,同时也有利于行业的可持续发展。 我国作为资源大国, 尽管矿产资源储备量大, 然而存在着地域分 布不均匀的情况,加之经济的发展对矿产资源需求量也在增加, 使得矿产资源开采规模逐渐加大,该形势下我国矿山开采技术 发展相对滞后,存在着开采效率偏低、资源浪费严重、生态环境 破坏等问题, 所以要求矿山单位引进更新相关技术和设施, 这样 才能减少环境污染。

  3 地质矿产勘查与找矿技术的实际应用

  新时期地质勘查工作开展中需要落实生态文明建设要求,在重视技术创新的同时也需要做好相关宣传工作,引导矿山企 业积极应用先进绿色的勘查装备和方法,并把相关技术和工艺 融入各个环节。在满足正常勘探作业的要求下做好勘探区域的 环境保护工作,其中包括微生物、水环境以及野生动植物的保 护,为此在勘探过程中需要对废气、废液、废渣、噪声、粉尘以 及放射物做好管控。在绿色环保思想下加强宣传和教育是创新 绿色开采技术的重要途径,由此引导矿山企业全体管理者和作 业人员,树立节水节电思想,保障作业环境整洁性,通过定期培 训检查考核等措施与奖惩机制相结合,由此引发全体人员重视。 做好以上工作后需要结合实际情况对地质矿产勘查与找矿技术 应用, 具体如下。

  3.1 磁法勘探技术

  在地质勘探过程中勘探质量和户外环境关系密切,其中就 会受到地磁场的影响。一般情况下岩石矿产都带有磁化现象, 如 果不能加强矿石磁场探测会影响后续的勘查工作,所以新时期 矿山单位需要应用此法勘探技术, 也就是技术人员分析磁化、异 化现象,然后对比矿石相关数据,进而找出矿山具体分布与地 质构造情况, 让勘查结果更为准确。近年来磁法勘查技术逐渐完 善,不过在应用过程中依旧会受到地磁场的影响, 而具体应用中 需要确保地磁场和矿石之间差异较大才能发挥该技术优势,比 如对铁矿资源勘查的过程中应用该技术需要技术人员分析矿石 磁性强弱, 进而判定矿石具体分布。

  3.2 现代化勘查技术

  随着科技的不断发展诸多先进的矿山勘查技术得到研发, 被广泛用于地质勘探工作当中,技术人员需要对现代化技术综 合应用, 由此提升勘查效率, 其中全球定位系统结合矿产开采技 术,使得勘查结果更为准确。在使用该技术前需要技术人员初始 化设计该系统, 然后分析三维空间内地质矿产分布, 确保远点距 离在合理勘测范围之内。光谱分析技术也是现代化勘查技术的 代表,其与 GPS 技术结合,能够精准定位并快速分析矿产信息。 此外, 系统中基站接收机与高精度处理器, 也有助于勘查工作的 顺利进行。

  3.3 X射线荧光技术

  在矿山勘查期间X射线荧光技术应用逐渐增多,该方法主 要是分析土壤与岩石情况,判定其中含有的元素以及矿石储藏 位置。应用要点如下 :其一,分析元素和元素组合的种类。在 利用X射线荧光分析技术前要全面了解矿区地质情况,然后结 合地质学理论知识进一步分析元素种类 ;其二,检查仪器工作 性能。地质勘查前期需要确保所用的X 射线荧光仪工作正常, 并根据仪器说明书进行参数设置 ;其三,布置工作区测绘网。X 射线荧光法具有测绘快速、穿透力强、作用范围小等特征, 需要 根据物化探方法加密 1 倍测网,并且测网密度的设置和找矿不 同阶段、不同地区、不同地质条件都存在关联, 需要根据放射物 探方法的相关要求进行加密处理 ;其四,测点X射线荧光测量工作。为了确保测量数据具有可靠性需要选择具有代表性的特 点,在实际工作中可以在测绘地点上方平稳放置探测器,并且 清理岩石表面,确保其具有平整性,利用随仪器配置的碎样加 工工具, 要把采集的测点样品粉碎, 然后放入样品杯当中, 利用 探测器的探测窗口进行测量,由此提升其可信度和精度。随着 科技的发展射线荧光技术应用范围也在扩大,尤其是金属矿产 开采期间可以显著降低对周边环境的破坏,所以技术人员需要 对该技术加强研究。

  3.4 电法勘探技术

  在矿山勘查过程中应用电法勘探技术主要是借助电子化现 象,帮助技术人员判断岩石状态,相较于化学勘查技术,电法勘 查技术在应用过程中可以更有效地保护生态环境,该情况下由 于不同矿体和岩石导电性的差异,技术人员需要结合矿产实际 情况加以应用。电法是一种分析和判断不同矿体分布状态和性 质特征的技术, 激发极化法是其中一种探测技术, 其原理在于岩 石和矿石之间激发极化效应差异,应用电法仪器探测金属矿产 操作期间电极向地面输入或者切断电源的瞬间能够检测附加电 场,检测的数据也时刻变化。金属矿产勘查期间受到地形起伏以 及岩石周边电性分布差异影响,使得激发极化法在探明地下围 岩时容易出现误差。电法勘探用于金属矿勘查中需要注意以下 问题 :其一, 选择电法勘探模式。不同金属矿区以及勘查环境的 差异都会影响方法的选择, 要求深入了解金属框的物理特征, 通 过地质环境以及资料的考证初步确定勘查方案,并且要分析技 术时效性, 与其它勘测技术配合应用 ;其二, 仪器的选择和信号 处理方法。不同的电法勘测技术在设备选择方面差异较大, 整体 来看关键在于合理选择信号增强器和滤波器,这是由于勘探期 间矿体周边存在电磁并产生干扰, 需要利用滤波器加以消除。在 实际应用中还需要继续对电法勘探技术加以研究,由此提升其利用价值。

  3.5 土地与建筑物保护开采

  3.5.1 填充开采

  地表出现沉陷通常和开采厚度存在关系,其中开采厚度加 大会导致地表沉陷概率增加,采用全部冒落法管理顶板时地表 沉陷开采高度可提升 60% ~ 80%,如果采取水砂填充法处理顶 板地表沉陷开采高度仅为原有的 10% ~ 20%,应用充填采煤 法可以对地表沉陷效果加以控制,这一过程中需要分析采空区 的充填情况,比如利用密实水砂填充要求地表沉陷系数控制在 0.02.如果应用干式填充地表沉陷系数不得超过 0.6.

  3.5.2 条带开采

  该方法在当前既有建筑物下方资源开采过程中可以有效控 制地表沉陷,该技术原理主要在于在开采部分划分成不同正规 条带状, 每一条开采之后留出部分区域, 对煤柱覆盖层进行充分 利用, 由此避免覆岩层发生沉陷。早在上世纪 60 年代, 我国已经 引入填充条带法, 后续该技术得到了不断完善。从国外研究情况来看, 波兰在采煤过程中主要应用水砂填充条带法, 而其它国家 主要应用冒落条带法控制地表沉陷,但是这些技术存在永久损 失率偏高的问题, 由此影响了该技术的大规模应用。

  3.5.3 分层开采

  对于厚度较大的倾斜煤层需要采取倾斜分层开采方法,降 低开采过程中一次沉陷对地表既有建筑物带来的影响。在应用 分层开采技术过程中需要严格控制分层厚度,确保开采期间造 成的地表沉陷在合理范围内。

  3.5.4 限厚开采

  结合无地表水产生以及满足既有建筑物保护的需求,需要 确定煤层开采厚度, 然后科学采掘, 最终达到对地表建筑物控制 的目标。

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  3.5.5 三步法开采

  这一技术主要是结合小条带开采注浆充填采空区和剩余条 带开采, 通过合理布置条带式工作面完成跳跃式开采, 在开采区 注浆可以让破裂的岩体承载力提升,之后通过上覆岩层控制岩 层位移。

  4 绿色开采技术的创新

  4.1 共采技术的应用

  以往矿山开采过程中会存在一定程度环境破坏问题,而不 合理勘查也会出现瓦斯泄漏情况, 严重威胁作业人员安全, 所以 在开采作业之后要求技术人员全面监测矿产资源,分析是否存 在瓦斯泄漏情况, 然后加以应用, 借助共采技术可以达到这一目 标,要求开采前期科学制定开采计划,把握开采期间的重难点, 之后勘查人员结合煤矿走向确定瓦斯具体分布,然后通过钻孔 的方式持续开采瓦斯能源。

  4.2 保水技术的应用

  矿产勘探和绿色开采技术应用过程中,技术人员需要保护 好水资源, 也就是分析水资源的分布情况, 通过收集信息为后续 顺利开展提供支持,要求技术人员准确判断隔水层以及含水层 位置。保水技术是一种避免突发事故发生的有效措施,需要在 开采过程中合理分析深水层以及浅水层分布情况,避免出现下 渗问题。比如在荒漠地区, 由于范围广泛需要对多个面层加以分 析,应用保水技术可以在保水区和渗漏区筑坝引流, 要求做好前 期测算, 并根据实际结果加以安排。

  4.3 化学勘探技术

  化学勘探技术是矿产勘查中应用频率较高的技术之一,适 用于深埋于地下的矿产,借助化学探测技术可分析矿产埋藏总 量,初步了解地质结构,还有利于划分埋藏区域,让整体开采效 率得到保障, 其中通过对地质勘测结果进行测评、收集相关信息 数据,之后分析并筛选,由此提升勘查结果的精确性。在实际勘 测过程中技术人员需要借助信息化手段搜集矿体物质附着的沙 土,然后利用矿体数据信号搜集存在的可溶性盐氧化物作为地 球化学数据信息。不过化学勘测技术在应用过程中依然会受到相关因素影响, 要求勘查人员灵活应用。

  5 新形势下地质矿产勘查改进措施

  5.1 科学制定地质矿产勘查计划

  由于地质矿产勘查工作较为复杂,在实际勘查前期必须科 学制定勘查计划,将矿产卫星结合地质勘查实际情况发挥出其 社会效益。在实际应用过程中需要做到统筹规划、合理布局,明 确勘查范围,避免勘查期间存在的风险问题。此外,勘查前期需 要通过勘查地带全面评估掌握矿石含量,并且要通过现代化勘 查技术分析实际发展状态, 科学选择应用计划, 要求技术人员对 勘查区域人员活动情况综合评价,由此进一步判定对周边环境 造成的影响。

  5.2 利用环境资源优势

  地壳运动较为复杂而地质环境也随着地壳环境出现变化而 产生各种矿产资源, 所以在矿产勘查工作进行期间, 需要结合地 质环境与地壳运动规律加以选择。在地理情况调查过程中需要 明确勘查目标, 由此判定该区域的资源分布情况。

  5.3 科学应用现代化勘查手段

  新时期现代化科学技术得到了广泛应用,在地质勘查工作 过程中需要对现代化技术加以应用,比如全球定位系统有助于 提升找矿的精确性, 之后需要矿山单位通过三维空间定位, 之后 验算和分析,由此确定比例系数,之后通过系统高精度处理设 备,将信息发送到基站, 由此完成地质勘查工作。

  5.4 提升地质勘查精确性

  在地质勘查工作进行期间需要结合矿区地形以及矿产分布 情况加以测量, 为此需要采取大坐标系统, 然后将基准点作为辅 助工具, 通过二者的结合提升勘查精确性, 不过该方法对技术要 求较高, 通常适用于偏远小矿区, 然而也会受到地理位置因素影 响,这就需要继续加强技术创新, 研发出适合该地形地貌的测绘 技术和勘查方法。

  5.5 重视掌控信息的搜集

  搜集丰富的找矿信息是技术人员进行矿产开采前期需要做 好的准备工作, 所以要求技术人员密切关注矿产变动情况, 进行 信息更新。矿山企业也需要做好统筹安排, 由此在特殊区域开采 作业时进行地质环境评估, 完善地质勘查体系。

  6 结语

  综上所述,地质矿产勘查工作和社会经济发展密切相关,为 了提升开采效率、减少环境污染需要矿产企业结合实际情况选 择磁法勘探技术、现代化勘查技术、X射线荧光技术、电法勘查 技术,新时期还需要继续加强保水技术、共采技术、化学勘探技 术的应用,并且要求加强勘查管理,避免污染周边环境,进而推 动行业的健康发展。

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