地质勘查及深部地质钻探找矿技术

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【摘 要】长期的矿产开采过程中，传统矿山基地面临着资源枯竭的危机，而随着勘探程度的加深，地表矿藏发现的概率也逐渐变小。在这种背景下，如何开展深部地质矿产开发，成为矿业行业的新课题。本文在介绍深部地质钻探找矿技术的基础上，对现阶段地质勘查及深部地质钻探技术的现状加以分析，总结改善途径。

【关键词】地质勘查；深部地质；钻探找矿技术；途径

现阶段，随着采矿行业的深入发展，能够直接发掘的地表矿产资源逐渐稀少，地质勘查及深部地质找矿愈加显出重要性。本文结合相关工作实际，对深部地质钻探找矿技术加以分析，希望可以给矿业从业人员提供一定的参考价值。

一、地质勘查的内容种类

（一）勘查矿山接替资源

矿山面临危机或者矿山制约到区域经济发展时，就需要进行接替资源的勘查，以应对有可能出现的矿山危机。在矿山地质勘查实施中，要优先考虑地质条件较好、市场资源需求量大的矿山类型，对矿山及矿区加以深入研究，勘查及矿区深部，从而确定最佳的出矿点。

（二）勘查矿山生产环节

矿山生产环节的地质勘查，一方面对矿山的储量及服务年限进行勘查，以便于生产企业做好相应的矿山开采规划，在科学合理的基础上，合理利用及开发矿产资源；另一方面是指对矿山生产区周边范围的矿产勘查，以便不断扩大矿储量。

（三）勘查矿产的伴生矿及尾矿

要做好矿山开发，需要采用相关技术，对低品位矿产及新类型矿产加以研究评价，开发利用与矿山资源共生的各类矿产，即伴生矿及尾矿资源[1]。

二、深部地质找矿及钻探技术要点

（一）找矿技术的要点

在找矿技术的使用上，较为传统的做法是由表及里，从地表逐步深入，从效果上看，这种方式效果一般，因此要转变传统找矿思路，综合采用找矿技术，提高设备的精准度，充分认识地质的表面及深部构造，总结地质成矿的一般规律，在基于岩石属性差异的基础上，提高测量的精确性，从而获知更为准确的矿藏信息。

（二）深部地质钻探找矿技术

1.X荧光技术

X荧光技术通过射线提供相应的分析结果，具备了机动灵活、轻巧便捷的特点，同时在元素品味及成分的获取上，也有着得天独厚的优势。现阶段，X荧光技术与地质行业的联系越来越紧密，在找矿环节作用显著。其找矿原理是，矿物自身都具备一定的反射光线，当矿物遭受到特定波长的刺激后，能够发射出射线，而这类射线具备了X元素特征，从而能够被X荧光机有效识别[2]。X荧光技术一是能够标示出地质的隐伏构造，二是可以探测到矿体具体赋存方位，三是能够划分矿体边界，确定矿体厚度大小。

2.甚低频电磁法

伴随各种找矿实践，找矿面积不断扩大，地表浅露的矿产基本被开采殆尽，因此，需要进行深部地质找矿，这就无疑增加了开采难度。甚低频电磁法是基于深部找矿而研制的新型找矿方法，它具备了勘查快捷、高效便利、灵活多样的特点，也称为了矿产开采的一种科学有效找矿手段。甚低频电磁法以超长波电台发射出的电磁波作为场源，分析地表、地下及空中探测场在参数上的浮动变化，从而完成找矿工作。甚低频电磁法的工作原理是，首先将侧得的各类数据用Fraser滤波加以处理，根据地质控矿规律及矿体赋存规律，有效圈定掩盖地质体的展布方位及产状。其次预测矿体的赋存部位，最后形成找矿额度依据。

3.钻探技术

3.1受控定向及岩心定向钻探技术

前面两种主要涉及到深部地质找矿技术，在深部地质的钻探技术上，主要采用受控定向钻探技术。受控定向钻探技术，可以使钻孔在轨迹运行上遵循既定方向，也可以实现主孔与分支孔的交叉钻进[3]。受控定向钻孔技术在我国矿区勘查及盐卤矿等水溶类型矿产开采中得到了普遍应用，该技术的钻孔精度可以控制在0.5m内，因此，坑道钻探也较常采用此项技术。

借助信息技术，如采取微机配合，可以使钻孔设计及相关数据处理上更加直观快捷，实现边钻、边测、边调，提高了钻探质量。随着找矿深度的不断增加，前期的找矿技术最终都要落实到基本的钻孔工作中，因而，大力推广受控定向钻探技术，有着极为重要的意义。

3.2深部钻探技术要点

深部钻探技术在钻柱上及钻杆的使用上，要上下交替，以平均钻杆荷载力，注意时常采取探伤检查，适时予以，有效减少摩擦力及阻力；深度范围高于1500m时，可采用高强度的绳索取心钻杆，在钻杆的壁厚及直径上相应增强；推广使用深部钻探绳索取心钻杆。

钻进方法上采用绳索取心金刚石钻探方式，遇到岩石较为疏松，地层破碎严重时，为以防出现掉块及坍塌现象，可以采用高性能的无固相冲洗液及高光谱钻头技术。

深部钻研采用绳索取心技术时，要配合使用冲洗液，冲洗液性质上要低固相、低切力及低粘度，如固相含量过多，要使用离心机予以清除，预防钻杆结垢。

3.3深部钻探质量控制

深部钻探较为重要的两个技术要点是孔斜和采取率。要对孔斜的斜差加以控制，钻进50m时，要对钻孔的方位角和定角进行测定。此外，可在钻头安装扩孔器，保持钻孔口径，在深孔钻探时，可在扩孔器上再安装稳定器，保障满眼钻进，有效预防孔斜。可采用螺杆马达孔底驱动粗径钻具来有效降斜。

完整岩层采取率要大于80%，破碎岩层采取率也要高于65%，可以综合采用沉淀卡、干钻卡、卡料卡及卡簧卡等方式，针对岩性不同，有效提高岩心采取率。

三、地质勘查及深部地质钻探找矿技术现状及改善途径

（一）地质勘查及深部地质钻探找矿技术实施现状

1.装备较落后

现阶段我国钻孔工艺过于单一，矿产企业采用较多的仍是金刚绳索的取心工艺，在机具装配上出现不相配套的现象。在钻研口径上也存在单一化，级差变数较少，在遇到较为复杂的地质结构时，如掉块、缩径、破碎等，钻探效率较低，且易发钻孔事故。受限于单一的钻探口径，也无法保持施工的连续性，造成整体钻探质量不高。

2.人才较缺乏

钻探技术工人较为短缺，这也是制约钻探技术进步的另一因素。钻探工作的条件较为艰苦，因此钻探人员的稳定程度不高，再加上职称评定及岗位晋升较困难，都成为我国找矿钻探工作稳定发展的影响要素。

（二）促进地质勘查及深部地质钻探找矿技术发展的途径

1.引进新工艺，新方法，丰富钻探施工手段

一方面，在充分利用发挥现有钻探设备的基础上，着力引进新工艺及新方法，如受控定向钻探技术及设备，改善复杂地层钻孔难及钻孔顶角问题，提高钻孔效率；另一方面要强化与科研院所的交流，开展相关的技术探讨，不断改善钻探技艺。

2.引进人才，强化人员培训

首先，要激励钻探人员积极性，采取适当的奖励措施，如提高待遇，对攻克技术难题的钻探人员进行重奖等。其次，要着重培养一线钻探人员，树立技术骨干，为促进技术人员更好的发挥自身技能，可以进行钻探技师考核评定工作。第三，强化钻探工人之间的技术交流及培训工作，对表现优异的员工进行提拔，免除基层钻探工人的后顾之忧。

结语：

现阶段地质钻探及找矿工作逐步向更深化方向发展，并形成了相应的钻探及找矿新型技术。地质从业人员，要不失时机地学习新技术，提高钻探及找矿水平，地质勘查单位要在加快新设备的基础上，着力强化人员素质，从而促进地质勘查及深部地质钻探找矿技术的深化发展。

参考文献：

[1]王雅晶.地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析[J].黑龙江科技信息，2014，（7）：123.

[2]邹俭华.地质勘查及深部地质钻探找矿技术分析[J].黑龙江科技信息，2013，（32）：131.

[3]苏厚禄.地质勘查与深部地质钻探找矿技术[J].科技传播，2014，（9）：125+124.