高密度电法在甘肃地区矿产开采工程中应用

刘鹏进

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

因在社会的不断发展与经济体系不断建成的道路上金属矿产资源[1]的需求量越来越大，所以金属矿产资源的探测及开采方法是各个国家都争相探究的。以我国甘肃地区为例，因为甘肃地区地处高原，所以平地较少，因其地形复杂所以就开发金属矿产而言是可研究性非常高的地区，近些年来相关学者分别采取不同方式进行金属矿产开发研究，这其中就包含利用高密度电法进行矿产开采。高密度电法的实质就是对金属矿产资源等的可行性研究及有效探测开采。以传统方式为基础，通过采用新型外业观测数据处理系统进行探究金属资源的存在与位置，研究国家稀缺金属矿物资源，设计新型有效开采矿物资源方式并进行金属资源的勘察与开采。

1 高密度电法在金属矿产开采准备阶段的应用

在对金属资源的需求上不同国家的需求量不同，对于世界大国来讲金属资源的利用率高所以金属元素的需求量就越大，但是由于传统方法对金属矿产资源的勘探开采方式比较落后，所以对于可能存在金属矿产资源的甘肃地区来讲，传统定位和开采方法不能达到精准探测[2]。金属矿产开采的准备阶段，要经过可行性研究并通过了专家评审以后才能进行下一阶段，所以在金属矿产开采过程中采用什么方法在前期研究中尤为重要。金属资源探测工作经常会遇到勘测速度慢、探测数据因量大而不能全面勘测、勘测标准要求分散难于查找等问题。所以要结合传统方法，摒弃传统方法的劣势取其精华结合外业观测处理系统进行方法创新，从而更好地对金属元素进行探测定位。对于高密度电法，有两种工作模式，一种是野外数据收集模式，一种是利用计算机采集数据的模式对金属矿产资源进行探测研究。在利用高密度电法进行金属探测时，传统的外业观测处理系统中的向量自回归模型系统和变权重组合评价模型系统能够分析短缺金属矿产资源的存在和开采方式。在探究新型高密度电法金属资源探测开采方式的同时与传统外业观测处理系统进行结合[3]，从而达到对金属资源地理位置进行细致分析的效果。图1所示为高密度电法的工作流程图：

图1 高密度电法工作流程图

通过图1我们可以看出，高密度电法分为数据采集部分和数据处理部分，而数据采集部分是利用高密度主机和电极转换器进行工作；数据处理部分是由计算机进行数据分析，从而进行数据转换，对电法采集数据进行预处理，并利用计算机进行二维反演，最终解释成图，从而确定金属资源位置。图2是依据高密度电法处理系统对甘肃地区某处可能存在金属资源的地块进行实验分析所得数据绘制出的金属资源探测图：

图2 金属资源探测图

通过研究金属矿产资源的存在方式设计新型外业操作系统，以甘肃地区某块可能存在金属矿产的土地为例，根据系统获得的数据进行重组计算金属矿产的存在概率，可以更加高效的确定矿产资源存在率的准确性。如表1所示是通过高密度电法对某地块进行探测研究获得的数据：

表1 地块取样资源存在概率分析表

通过表1数据可以看出，在取样地块监测数据的变化过程中可以有效地总结出高密度电法在金属矿产开发中的应用，应用高密度电法处理系统可以在短时间内就对周围一百米之内的矿产资源进行定位探测，为金属资源的发现与开采提供非常便捷的方式。

2 高密度电法在金属矿产野外开采阶段的应用

高密度电法工作流程实际就是在研究的地块中对金属矿产资源的存在进行精确定位，对地下物质进行电学研究，从而研究某地块勘探金属矿产的可行性，并制定方案进行开采。探测记录由野外数据采集模型设备接收，探测内容均记录在存储介质上。野外数据采集模型必须要有内存较大的移动硬盘，因为设备本身会发出信号对金属元素进行探测，期间会得到相应位置信息等数据的反馈，那么较大内存的硬盘就非常必要，这样就能保证接收数据的完整性，以免测量数据丢失对资源存在率和资源存在点的精准度产生不良影响。探测者在应在利用设备对某地进行金属资源探测前进行记录，首先要记录开始定位的点及其三维角度，并根据设备在探测的过程中接收到的数据丰富测量手册上的数值，最后利用所测点位的记录数值根据野外数据采集模型中的公式进行计算，从而得到金属元素存在的概率。野外数据采集模型还可以通过外业测量来实现探测地理信息，这对于金属探测过程中的安全问题来讲是非常关键的，在对资源周围环境的地理位置及环境进行精确了解后可以适当地采取相应措施应对地理环境的恶劣，从而更好地对金属矿产资源进行探测开采。

在金属矿产资源的勘查与开采中测绘手段必不可少，在测绘生产过程中，要加强对金属元素测量值的精确。对金属矿产资源进行勘察测绘是一项大工程，因为金属矿产的存在可能是偏远山区，也可能在地下很深的地方，所以在对金属资源探测的基础上要保障生命安全。通过利用高密度电法野外数据采集模型来对金属矿产资源进行探究分析，逐渐完善传统方式不具备的优点，对不同地块进行探索监测。根据甘肃地区的实际情况进行研究探讨金属矿产开采的针对性和可操作性，从而制定外业观测数据处理系统，利用GPS定位技术进行金属资源的实际定位，并采取计算机数据处理模型方法进行开采。在对金属资源的勘察过程中，利用野外数据采集模型中的数据转化系统对测量数据进行目标转化，并根据高密度电法野外数据采集模型中自带的公式进行计算，通过计算得到探测地所在位置金属矿产资源存在的准确率，从而采取相应方式对金属资源进行开采。高密度电法的工作原理是根据地下物质的电化学属性进行工作，根据装置两极的电化学信号进行计算，从而确定金属资源存在准确率，公式为：

式中，Sz表示金属资源存在准确率，A1、A2、A3分别表示地块探测项中相应存在金属资源的监控数值。根据公式及相关测得的数值进行计算得到金属资源探测准确率并与实际是否存在相对比，能够发现利用野外数据采集模型对金属元素进行探测定位的准确率相当高，提高探究金属资源存在成果检查的速度，加快对金属矿产资源信息的获得与开采。

3 结语

金属资源的开发利用是国家经济实力强弱的标志之一。优良的技术手段对金属资源进行开采能够推动国家经济的发展建设。为了配合经济高效发展的脚步，全面建成小康社会，不单单要从日常生活方面着手做起，还要经过各种高科技的研发与设计，就金属资源的稀缺而言，利用高密度电法技术设计出外业工作系统对金属矿产资源进行精确定位是势在必行的。