数字式全景钻孔摄像技术在深部矿床地质勘查中的应用

2019-06-03梅志华

世界有色金属 2019年6期

梅志华

（山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台 264000）

随着矿山开采向“深地”空间发展，大型复杂岩土结构的精细化数据分析对矿山开采起到至关重要作用。传统的单一矿床地质勘查工艺已经很难满足解决岩土工程中现存的有关问题；在实际的矿床地质勘查过程中根据施工需要选择高效的N+模式勘查方法是行之有效的，一种快速、准确、先进的综合勘查技术往往可以经济而有效地解决实际矿山地质问题。

1 数字式全景钻孔摄像技术工作原理

在钻孔完成后，全景摄像探头进入水清、砂净、无泥浆护壁钻孔中，通过外控系统使摄像光源照明孔壁上的摄像区域；孔壁图像经锥面反射镜变换后形成全景图像，全景图像与罗盘方位图像一并进入摄像机；摄像机将摄取的图像经专用电缆线传输至位于地面的视频分配器中，一路进入录像机，记录探测的全过程；另一路进入计算机内的捕获卡中进行数字化。位于绞车上的测量轮实施测量探头所处的位置深度，并通过接口板将深度位置传输至于计算机内的专用端口中；由深度值控制捕获卡的捕获方式，在连续捕获方式下，全景像被快速地还原成平面展开图，并实时显现出来，用于现场监测；在静止捕获方式下，全景图像被快速的存储起来，用于现场快速分析和室内的统计分析；下降探头直至整个探测结束。

2 数字式全景钻孔摄像技术优势

传统的矿床地质勘查受岩土特性、构造、水文等条件的影响，勘查精度很难得到保证，尤其在对岩土层结构评价方面存在如下缺陷：岩芯采取率低、岩芯原位信息不准、缺失等。

数字式全景钻孔摄像技术的应用在弥补传统勘查工艺不足的同时，又能全方位、多角度提供对矿层结构特性的解释，并为矿山开采施工设计提供直观的数据、图像支持。在地质钻孔探测过程中，可以完成以下任务：

①确定地质钻孔内岩性、矿石强度及矿层厚度的变化；②准确测定钻孔内的断层、裂隙和地层界面形态；③精细划分钻孔内地层层序及接触关系；④隐伏构造层面和裂隙破碎带位置宽度及空间展布方向定位测量；⑤滑坡及塌陷等矿山地质灾害调查、钻孔的应用测试；⑥探测钻孔通过的岩溶及地下洞穴的位置、形态特征。

数字式全景钻孔摄像技术与常规钻孔勘查方法对比结果（表1）可以看出，以数字式全景钻孔摄像技术为核心的钻孔勘查技术较常规方法具有明显优势。

表1 数字式全景钻孔摄像技术与传统钻孔勘查方法对比一览表

3 成果应用分析

本次成果应用依托矿山开采项目，在传统岩土勘查工艺中通过引入数字式全景钻孔摄像技术对索塔锚固区进行全方位探测，以了解钻孔岩体节理裂隙、构造迹象、主要矿层结构面以及断裂破碎带等，并对其进行分析和统计。

3.1 传统地质勘查工艺

传统地质勘查工艺主要依据钻井施工，配合岩芯管取芯及原位测试工作来查明一定深部矿层的地质类别、结构及特性等。在国内，不同行业对其勘查的要求也各有不同，在一定程度上很难做到统一。通过对比岩土、水运、公路、采矿等规范及相关技术标准，结合各个行业勘查过程中存在的问题不难看出，影响矿床地质勘查的主要因素有：设备机具的选择、矿层结构的复杂性、人员技术水平的高低等。由于诸多影响因素的存在，传统的矿山地质勘查结果对于评价岩土特性势必不能做到全面、准确，尤其在岩体完整性、节理裂隙发育、构造特征、岩体成份及结构、力学性质等方面。