物探技术在矿山地质勘查工程中的应用研究

齐冀

（潞安李村矿，山西 长治 046605）

探矿工程是指与环境地质资源勘探或地下探井有关的地质勘测工作的综合，具体包括地质钻探和地质勘探两个方面。此外所有与地质勘探工作有关的其他工程例如地质交通运输、地质资源配给、相关设备动力配给等也属于地质探矿工程范围。我国的探矿工程发展起步较晚，现阶段依旧处在发展初期，所以相关部门一直不断加大力度，研究相关设备和技术理念。因为探矿工作对于我国地质资源勘查具有重要指导作用，再加上探矿工作涉及到的工作环境和工作区域较为复杂，涉及到的产业结构较广，能够延伸到我国各个领域，所以国家对探矿工程发展一直较为重视。因为地质环境和大型器械使用的影响，探矿工程存在一定风险性，所以对相关从业人员地质工程理论基础和实践基础要求较高。而且随着我国地质资源勘查工作的不断提升，探矿工作的作用也越来越明显，当前我国地质资源勘查工作发展的重要任务就是不断加深大型探矿工作的研究力度。

图1 地质勘查工作结构图

1 地质勘查工作结构分析

地质勘查工作不单指矿产资源查找与勘测而是一项具有复杂工作结构的综合性工作，其工作内容结构如图1

1.1 深层地质找矿

现阶段我国地质资源勘查工作主要勘测区停留在地下300米到500米范围内，所以很多矿产资源不能被有效勘测或开发利用。根据资料研究统计，现阶段我国矿产资源开开发速度远低于矿产资源消耗速度，所以整体矿产资源存储量随着现代工业的不断兴起和发展已经在逐渐变少。一方面国家矿产资源储量的不断减少，另一方面是国家地质资源的不能得到有效利用。所以为了解决这一现有的内在矛盾，深部找矿工作成为地质资源勘查工作的重点内容之一。随着我国矿产资源问题越来越突出，对更深地层的探测越来越重要，所以必须加强地层500米以下矿产资源探测的研究力度，提高深部找矿效率。

1.2 地球科学探测

地质资源勘查需要地球信息的支持，所以对于地球科学信息的获取也是地质资源勘查工作的核心之一。对地球信息的获取可以直接通过对地球陆地信息进行相关探测。一般需要配备专业的地球陆地探测设备和探测技术，从而对地球各层岩圈进行直观检测和信息获取。此外，通过地球科学探测，相关地质部门可以掌握地球地壳的物理组成以及相关地质构造信息，并对其进行整体分类总结，了解地球地热构造，分析地球地下水资源状况，获取相关信息。

1.3 新能源的开发

随着已知能源量的不断缩减，现阶段各地质资源研究机构开始着力研究新能源的开发与应用。如今成功开采的新能源主要包括天然气、地下煤层气、地质热能、干热岩等。天然气主要存储在地下水气化合物中，开采环境以海洋或陆地的地下冰层，也是我国现在地质资源勘查工作着重研究的工作区域。煤层气是未来主要的新型资源，但是对于煤层气的开采我国尚处于初级阶段，许多复杂的技术难关还未被完全克服，因此对其未来的开采发展依旧需要进行大量的实践研究。此外，热能也是现阶段我国着重研究和开发的新型能源之一。热能具有数量大、分布范围广、数量多、开采时间短、整体开采投资成本较低等优势。最重要的是，热能属于可回收和循环利用的绿色能源，具备其他能源所不能比拟的开采优势。对于我国目前的地质资源勘查工作来说，对于新能源的开发和勘探关乎到我国资源整体开采水平，也是现代地质勘探所需要深入研究的核心课题。

2 大型探矿工程在地质资源勘查中的作用

大型探矿工程涉及到哪些新技术宜先介绍，以区别以前探矿工程。老实说：我国的钻探技术在国际上不差，我在90年代读书时，欧美探矿会议都邀请我校教授参加，那时我国最深孔8000米，苏联12000米，可以极大提升应用企业或部门地质勘查效率。通过探矿工程技术，可以实现对地质岩层中的各类矿石进行精确探测。在现代地质遥感装置以及红外线探测器的支持下，不断提高地质矿源的探测精度。在地质勘查过程中，为了能最大限度提高地质勘测范围，提高勘查准确定，必须建立高精度的真实地层岩体结构样本。而地质探矿工作时获取地质资源勘查所需样本的最佳途径之一，通过大型探矿工程的钻井勘探，可以实时获取最新样本，为后续地质勘查提供样品研究借鉴。所以从各方面来看，大型探矿工程对于地质资源勘查工作具有突出作用，具体有以下几个方面：

2.1 促进地质钻探技术发展

现阶段我国全国范围内依旧分布着大量尚未发现和开采的矿产资源。资料研究显示，在现代勘查技术和勘查工作的共同作用下，我国已经开采的矿产资源总量仅为全部矿产资源的三分之一，所以找矿探矿工作依旧需要继续进行并不断深化。但是因为我国矿产查询定位技术依旧处于初级探索阶段，整体综合理论水平和实际操作水平均低于国际平均水平。找矿深度较浅，所以必须加大对地质钻探技术的开发和研究，特别是岩层钻探技术的研究工作。但是以目前的实际情况来看，如果不能进行妥善解决钻探技术，很有可能会对后续的地质找矿工作相关战略的实施和综合理论研究，产生不利因素。其中主要包括以下两种：第一是与传统工程技术领域相比，钻探作业工程的开展大多数是在矿山野外的环境进行的，整体开展难度和作业难度较大，容易出现意外情况，风险系数较高。由于国内新生代技术熟练的钻探技术人员比较匮乏，所以在整体钻探技术发展创新方面难度较大。第二是部分地质勘查和钻探区的地层结构野外环境结构较为复杂，在整体作业过程中容易出现坍塌、掉块等意外事故，更加大了地质钻探的难度。矿产分布区多为构造区，地质条件复杂，大型探矿工程有哪些好的内在应用技术，可以将钻探难度降到最低，其相关环境整合和意外防治等措施可以减小意外损失，促进地质找矿进度和相关技术的发展。

2.2 提高地质取样精度

地质资源勘查的主流发展方向依旧以陆地为主，渐向海洋及深海发展，大型钻探技术在深海方向有何发展、优势，在相关探测工作的实施和理论发展过程中，所有的钻探、地形研究、地层研究、资源属性等综合性问题和技术难点均需要探矿工程的综合性应用予以解决。特别是现阶段的研究工作对地质环境探测精度要求越来越高，资源勘查地质学家对相关领域主要的研究发展方向，要求其必须通过钻探取样等各类相关钻探技术和样本技术获取目标陆地质地情况、资源蕴藏量、陆地深部情况等更关键信息，并研究相关开采的可能性和开采措施。以上一切的资源研究工作均需要建立在精确样本获取的期初上。但是在实际工作中，我国相关部门地质取样技术和取样设备设施比较落后，所以目前我国地质资源勘查工程人员在地质取样中深度和精确度方面还存在一定问题。因此在地质资源勘查工作不断深化的大背景下，利用大型探矿工程的综合技术研究，带动我国地质取样技术的发展，不断提高样品获取精度，是当前地质资源勘查工作所需考虑的重要问题。

2.3 地质灾害的防治

除了对地下资源的勘测外，大型探矿工程还可以作用于地质灾害的预防和治理工作中。当前我国一些大型探矿工程已经开始应用于西北干旱地区地下水井钻探工作中，通过对地下岁资源的精确探测和定位，可以高效率查找地下水资源，进大口径深井钻探。干旱是天然灾害，个人以为不可划归地质灾害。其实石油钻就是深孔较大口径。此外，大型探矿工程还可以对地裂纹、水土流失等多种地质灾害进行综合预防。这一切的应用基础在于探矿工程的不断完善和发展。只有通过探矿工程对探测区域整体地质结构和各类地质条件信息进行整体了解后，才能对区域灾害进行高效综合性分析，从而进行灾害的预防和治理工作。

2.4 促进探矿检测数据化进程

在现代地质资源勘查中，利用先进的网络信息化技术对地下岩石复杂结构的数字化分析可以极大提高地质资源勘查效率。之前的地质勘测技术研究中，并未做到真正利用现代数据化监控系统改变地质勘测形式。大型探矿工程的工程设备引进，可以带动地质资源勘测的数字化发展。相关工作人员可以通过现代化网络机械设备，通过地质图像直接观测需要勘查的矿山区域，提高整体工作效率。

3 结束语

综合来看，大型探矿工程在地质资源勘查研究中主要具有以下作用：一是有利于现阶段我国未知矿产区域的矿产资源勘测和开发；二是有效改进设备取样技术，提高样品获取精度；第三是可以有效预防环境和地质灾害，并可以通过探矿工程查询地下水资源，缓解区域干旱情况；第四是极大促进了我国地质资源勘查的数据化进程，提高了矿产资源勘查效率。