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摘要 :多金属矿产资源属于短缺、急缺资源,伴随多 金属矿产资源需求量持续增大,传统勘查技术在多金属矿 产勘查中暴露出勘查深度不足、勘查信息缺失和勘查效率 低下的现实问题,已经难以深度满足多金属矿产挖采的基 本技术要求。鉴于此,为确保多金属矿产挖采的精准性和 高效性,需要引入和利用先进的绿色勘查技术。文章在明 确绿色勘查技术的勘查目标、使用价值基础上,为绿色勘 查技术在多金属矿产勘查中的使用提供实施条件支持。分 析绿色勘查技术在多金属矿地质勘查中的使用要点,旨在 提高多金属矿挖采质量、效率和产量。
关键词 :多金属矿,地质勘查,绿色勘查技术,应用,分析
对多金属矿产勘查,不仅可以探明矿区周边水文地质 和环境地质条件,同时能够更加精准地为后续实施多金属 矿产挖采提供详实、全面的多维度数据支撑。由此,可以 明确多金属矿产地质勘查的精度,能够在较大程度上决定 多金属矿资源的合理开发与否,在提升挖采效率、降低作 业风险和提供建设保障等方面起到至关重要作用。多金属 矿地质勘查中绿色勘查技术的引入和利用,需要侧重性关 注多金属矿区周边生态环境的稳定性和破坏性,保证勘查 结果的高精度, 因此,文章结合绿色勘查技术的主旨理念, 对绿色勘查技术在多金属矿产勘查中的使用进行分析。
1 绿色勘查技术简释
1.1 绿色勘查技术的主旨理念
绿色勘查技术是地质勘查领域践行“绿水青山就是金 山银山”可持续发展理念的重要实践行为,主要以新时代 绿色发展为实践目标,通过科学创新的技术理念和技术手 段,在地质勘查全过程中,最大化生成“绿色”“生态”的 勘查内容和路径,降低地质勘查过程对生态环境所造成的 扰动,完成生态环境保护与关键资源供给的双提升,实现 生态模式下的绿色勘查和资源挖采。
1.2 绿色勘查技术的勘查目标
为总结和推广绿色勘查技术在地质勘查过程中的勘 查经验和技术参数,加速建设新时代的绿色勘查规范与标 准,绿色勘查通过生态优先理念引领勘查工作加快实施, 实现绿色勘查技术的全过程优化。以生态化为基本要求,坚持科学统筹,以绿色化为主要模式,完成勘查技术开发 利用的管控布局,在数字化转型的基础上,助力矿业经济 发展。
1.3 绿色勘查技术的使用价值
通过使用绿色勘查技术,可以在利用小角度钻探技术 替代井探技术的过程中大幅度降低对矿区地表的沉陷、变 形等损失性伤害,规避不必要资源的浪费。同时,采用适 用程度高的设备、工艺、技术和材料,达成地质勘查、生 态环境保护与社会经济多重维度协同发展的多赢成效,对 绿色勘查技术的产业发展, 形成积极、扎实的导向性作用, 在生态环境保护和矿产资源勘查之间形成良性互动。
2 绿色勘查技术在多金属矿地质勘查中的使用条件
2.1 确定科学的绿色勘查技术手段
通过确定先进、科学的绿色勘查技术手段,降低对矿 区周边生态环境产生的影响。利用 GPS(Global Positioning System)全球定位系统,可以通过实时、全天候和全球性的 导航服务,超高精度处理勘查数据,将易造成勘查失误的 信息予以屏蔽,通过基站接收机和高速传输设备和网络接 收设备,实现对勘查数据的采集和获取。针对多金属矿床 地质勘查, 在有效连结全球定位系统后, 即可完成初始化, 结合实景三维空间激光定位技术,立体展现多金属矿的相 关数据, 完成对矿区地质结构的坐标选取。具有高分辨率、 较大探测深度和环保效率的航空地球物理勘查技术,是 绿色勘查技术中可以快速实现多金属矿地质勘查的有效 突破口,完成精细化勘查的最佳技术途径之一。与传统的 TEM、CSAMT法对比, 地面电性源瞬变电磁法地球物理勘 查技术属于标准的信号强、效率高、分辨快、探测深的绿 色勘查技术,对矿区地表植物、土层和生态环境产生的破 坏、污染和扰动几乎为零。无人机航磁技术是绿色勘查技 术领域的“秘密武器”,能够在一定程度上,利用直升机悬 停后的航空重力测量、直升机式航空时间域电磁法、人工 震源或被动源反射地震勘探,完成多金属矿地质勘查过程 中的低空高精度航空磁测系统高速部署、快速测量,助力 绿色勘查技术跃升至全新台阶。井中、间物探和测井技术, 能够提高多金属矿地质勘查探井成功率、加快勘查速度、 减少探井次数,降低对生态环境的破坏性扰动,是值得现场推广的示范性技术手段。
2.2 强化合理的绿色勘查处理措施
强化合理的绿色勘查处理措施,需要在制定勘查规划 过程中,巧妙利用多金属矿床周边环境优势,遵循地质规 律落实绿色勘查技术的主旨理念。再需要采取破坏性勘 查技术时,应当主动在勘查规划中采取封闭式管理措施 和无害化处理手段,降低生态环境的扰动级别,在完成勘 查后,需要积极参与生态环境修复。在使用绿色勘查技术 对多金属矿进行勘查的过程中,需要在《绿色勘查指南》 基础上,根据多金属矿区周边生态环境条件,制定绿色勘 查技术方案,在满足多金属矿勘查要求的同时,促使该规 范成为强制性标准,通过绿色勘查评价体系和奖励惩罚 机制,推动勘查规划实施。为确保勘查结果的准确性,需 要在勘查规划中,融合上述科学的绿色勘查技术手段,以 此获得实时的勘查数据支撑。在对多金属矿进行勘查时, 需要根据不同的地貌条件选择勘查技术、设备、工艺和材 料。为此,应当及时开展对矿区周边的生态环境调查研 究,在深度掌握基本特征后,将科学的绿色勘查技术手段 运用在地质勘查过程中,同时,需要对生态环境优势进行 充分利用,多角度考量多金属矿面临的生态环境变化,保 护矿区现代化建设。一般情况下,多金属矿地质资源依据 既定规律予以分布,在完成地质勘查前,需要利用科学的 绿色勘查技术手段,确认矿区资源分布条件,遵循地质规 律实施勘查,循序渐进积累勘查经验,为寻求勘查技术使 用突破口创造机会。
2.3 推广成熟的绿色勘查技术模式
为保证多金属矿地质勘查工作的顺利进行,需要在绿 色勘查技术实施的同时,积极推广成熟的绿色勘查技术模 式,根据多金属矿地质勘查相关标准和要求,建立绿色勘 查技术使用机制,提升勘查效率。一方面,积极利用航磁 矢量测量姿态坐标变换技术、微重力测量技术、远距离瞬 间电磁探测技术、放射性测量装置、高精度智能磁力仪、 重力加速度仪、高密度多功能电法仪瞬变电磁仪、无缆自 定位地震仪等地质勘探及地球物理仪器装备等 ;人工源 频率域电磁测深法广域电磁法、地震频率谐振勘探技术等 先进实用的仪器方法,创新绿色勘查技术,提升多金属矿 地质勘查能力。另一方面,建立和完善先进绿色勘查技术 成果的推广机制,提升多金属矿产勘查效果。完善先进绿 色勘查技术成果的应用与推广,通常需要由多重复杂因素 共同决定,需要在进行多金属矿产勘查过程中进行现场检 验,获得第一手技术指标后,才能体现出真实的技术使用 结果,综合反馈绿色勘查技术模式在技术、设备、工艺和 材料等方面的使用效能。应当在多金属矿产勘查中,采取先进高效的探测性设备和技术,确保勘查质量,提高绿色 勘查技术覆盖面积,提高勘查速度,摸清矿区资源底数规 模大小,便于后续圈定多金属矿产靶点矿区,部署下一步 具有针对性的物探流程。在调查矿区优选靶点时,可以采 取轻型无人机航磁调查系统,实现大比例尺高精度低空航 磁精细测量,同时运用航空电磁法,快速普查良导电多金 属矿,全方位提升绿色勘查效率。可以在地面采用地质雷 达、浅层地震和电磁波、声波透视、多功能电测法等技术、 被动源反射地震勘探技术, 保证勘查效果的质量。
3 绿色勘查技术在多金属矿地质勘查中的使用要点
3.1 减少井探技术
利用小角度钻探技术替代井探技术的过程中,能够大 幅度减小井探工作总量,达到对多金属矿产勘查的绿色 勘查技术要求。在实际勘查时,需要结合多金属矿所在地 理位置的地貌条件、地层结构和矿体走向等实际因素,确 定具体小角度钻探技术的应用,便于快速发现多金属矿岩 体、矿体。利用地球化学浅钻测量技术,使用反循环迥转 钻进的正循环方法,不仅可以减少地表植被破坏程度,同 时可以最大限度实现绿色勘查目标,勘查效率较高。在特 殊情况下,可以根据多金属矿产勘查条件,提高绿色勘查 技术的使用效率,有效拟合地质岩心钻探的跟管钻进、嵌 岩桩孔液动锤钻进工艺等技术,推进钻进进尺,护壁效果 良好。
3.2 地震勘查技术
勘查多金属矿资源最为有效的绿色勘查技术就是地震 勘查技术。这是一种在地质勘查过程中,利用矿区地下岩 石弹性完成绿色勘查的一种勘测方法,通过人工地震波波 长传播规律,探明目标区域地下的地质结构。在不同区域 中,地震勘查技术能够利用岩石的实际密度、弹性等关键 评价指标,对人工地震波产生一定程度上的反射、折射, 继而获得截然不同的勘查结果。通过对人工地震波波长的 形态观察与分析,可以探明人工地震对目标区域地下多金 属矿产分布的大体情况。地震勘查技术利用AI、卷积神经 网络模型,进行数据预处理、构造解释和多金属矿储层识 别,不仅能够提升多金属矿产勘查的精度,同时可以为后 续资源探明工作提供算法依据,确保多金属矿产勘查过程 的安全性。
3.3 定向钻进技术
在多金属矿深部地质勘查与受控定向钻进技术实施 中,需要面对较为复杂的勘查环境,技术实施难度较大, 在勘查钻进孔位处理过程中,地质结构存在换层,严重可 导致孔内事故的发生。为确保施工达到多金属矿床深部勘查要求,完成绿色勘查目标,降低孔内事故发生概率,需 要尽最大限度确保钻进质量,要求科学合理利用定向钻进 技术丰富绿色勘查技术使用方式,以高精度钻孔弯曲程度 满足勘查技术规范标准。定向钻进技术是绿色勘查过程中 的“法宝”,面对多金属矿床恶劣的地理条件和复杂的地层 条件,能够通过螺杆马达定向成孔技术、受控定向孔动力 连续造斜器及配套工具和工艺、有线随钻测量技术,完成 在多金属矿产勘查施工过程中的作业应用和 3D定向,有 效实现机台数量减少与搬迁,进一步降低不必要地起下钻 概率, 产生显著的勘查、钻探效果, 避免事故突然发生。
4 绿色勘查技术在多金属矿地质勘查中的使用方法
4.1 确定勘查对象
确定多金属矿产勘查对象过程中,需要综合考虑到绿 色矿山建设体系实践方向。需要最大限度降低勘查技术对 多金属矿矿体周边生态环境造成的扰动性伤害,应当在实 施绿色勘查技术过程中,对同时产生的瓦斯气体,采取适 宜的瓦斯治理技术对瓦斯进行处置。利用先进的绿色勘查 技术,结合地质矿产勘查实际情况确定勘查对象后,不仅 可以完成多金属矿产勘查,同时,能够在使用绿色勘查技 术时,在尽量控制生态环境破坏的前提下完成勘查任务, 对瓦斯予以高效利用。在勘查多金属矿过程中,瓦斯原生 态赋存状态产生变化,造成瓦斯赋存区域与多金属矿床同 时成为勘查对象,需要在确定勘查对象时将两者合并,统 一使用绿色勘查技术,针对岩层钻孔周围的瓦斯渗流压力 和三维数据进行分析,完成钻孔走向的均匀布置,并且利 用绿色勘查技术,在多金属矿充填体与顶板相互作用的裂 隙面双侧完成地质勘查,避免裂隙向拉伸应力较大侧转向 后对勘查造成制约,以此防止在矿产勘查过程中大量瓦斯 对生态环境造成恶劣影响,也为技术人员的生命安全提供 重要保护。
4.2 采集勘查资料
在明确瓦斯赋存区域与多金属矿同时作为地质勘查对 象后,应当对绿色勘查技术、设备、工艺和材料进行现场 整理, 充分了解和采集勘查资料、数据、信息, 对多金属矿 区曲折的发现资料和勘查历史、勘查深度大小与勘查方法 予以多层次分析。通过物联网可视化数字孪生平台,三维 还原和展现关键资料、数据和信息内容,对重要应用数据 进行详实标注,避免在采集勘查时浪费宝贵时间。结合使用绿色勘查技术的多金属矿产野外施工阶段,主要依据选 择项目部驻地、布设探槽工程、设计钻孔位置、污染废物 处理和施工场地复绿等流程进行,在勘查时,涉及到针对 矿区整体水文、地貌、地形特征和岩层分布情况等指标进 行勘查,运用离散的单点数据来说明矿区的整体地形变化 特征,结合 GPS全球定位系统、航空地球物理勘查技术、 地面电性源瞬变电磁法地球物理勘查技术、无人机航磁 技术、井中与井间物探和测井技术等现代化勘查技术及设 备,为多金属矿挖采节约经济成本。
4.3 实施野外施工
在实施野外施工过程中,通过对多金属矿产所在地理 位置的地质条件予以分层勘查,实地检查钻孔孔位、孔口 标记,谨慎核对钻孔编录并查看多矿产样品保存情况,将 上述记录输入数据库中备查。在进行野外施工时,需要结 合绿色勘查技术,优化外部管理环境和钻探形式,针对地 质条件的冗杂性和特殊性,利用钻探设备向地下钻成直径 较小深度较大的柱状圆孔进行勘查,钻孔位置提前进行线 路规划,对钻孔后得到的勘查数据予以录入编制。钻孔终 孔后, 对钻孔实施全孔封孔处理, 为确保钻孔的封孔质量, 需要积极恢复矿区地下水环境,减轻野外钻孔施工对矿区 地下水环境造成的扰动。对野外施工过程中所获得的数据 进行测试,按照矿产勘查的全系列要求,对测试的数据予 以设定,同时将测试结果进行标准化处理,完成野外勘查 数据的汇总与整理。在详尽查阅多金属矿钻探、物探测井 及岩矿测试原始和综合资料的基础上,完成矿产勘查的 SPT静力触探试验和质量管理,确保野外施工能够符合相 应的规范、规程要求。
5 结语
多金属矿产是推动社会经济发展、科学技术进步及工 业农业运转的关键和根本,新市场背景下,我国为满足爆 发式多金属矿产需求而持续增大勘查精度,绿色勘查技术 将人与自然和谐发展作为基本技术方向,对多金属矿地质 勘查中的绿色勘查技术使用来说,绿色勘查技术能够在完 成多金属矿勘查的同时,以绿色化和生态化的推进行业发 展,积极合理地提高地质勘查效率,实现矿产资源挖采的 可持续发展, 确保矿产资源和环境都得到妥善保护。
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