深部地质（共10篇）
深部地质 篇1
现如今, 浅部可以被我们所利用的矿产资源已经所剩无几, 所以我们需要积极的开发深部地质钻探找矿技术, 只有这样才能保证我们日常生产生活的需要。目前我们的深部地质钻探技术还不成熟, 一些技术人员还没有深部钻探的经验, 所以这篇文章重点介绍了深部钻探找矿技术, 希望可以供矿业人员参考。
1地质勘查的内容种类
1.1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, 勘查外围及矿区深部, 从而确定最佳的出矿点。
1.2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。
2深部地质找矿及钻探技术要点
2.1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。
2.2深部地质钻探找矿技术
2.2.1 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。
2.2.2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。
2.2.3钻探技术
2.2.3.1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。
2.2.3.2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, 适时予以润滑, 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。
2.2.3.3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。
3地质勘查及深部地质钻探找矿技术现状及改善途径
3.1地质勘查及深部地质钻探找矿技术实施现状
3.1.1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。
3.1.2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。
3.2促进地质勘查及深部地质钻探找矿技术发展的途径
3.2.1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。
3.2.2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。
4结论
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。
摘要：随着我国矿产资源的需求量不断增大, 矿产资源被大量开采, 传统的矿山基地面已经无法提供大量的资源, 因为我们长期的开采地表资源, 地表矿藏资源已经逐渐枯竭, 所以我们迫切的需要向地质深部勘探, 本文分析了深部地质找矿技术以及钻探的技术要点, 促进了深部地质钻探的发展。
关键词：地质勘查,深部地质,钻探找矿技术,途径
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.
深部地质 篇2
复杂地质条件下深部钻孔勘探疑难问题处理
论述了复杂地质条件下出现的勘探疑难问题,提出了具体的解决措施.实践表明,不仅提高了庙沟铁矿深部钻孔地质勘探质量,而且在对深部钻孔地质勘探中出现的卡钻、水泥注孔时待孔时间的.准确控制和深部隐性断层错断矿体等问题的处理积累了宝贵的经验.
作 者：雷民 许雁超 LEI Min XU Yan-chao 作者单位：河北钢铁集团矿业有限公司庙沟铁矿,河北,秦皇岛,066501刊 名：矿业工程英文刊名：MINING ENGINEERING年，卷(期)：7(4)分类号：P62关键词：复杂条件 地质勘探 疑难问题 措施
深部地质 篇3
摘要：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。
关键词：地质勘查；发展；深部找矿；技术；研究
矿产资源是一种不可再生资源，在大量开采后，就需要重新的寻找可开发的新资源。而随着我国对矿产资源的需求越来越高，加强地质勘查和地质钻探找矿工作也势在必行。地质勘查和地质钻探找矿技术是一项专业的技术工作，这也要求从业人员要有较高的专业素质，才能够更好的提高地质勘查和找矿能力。
一、矿产勘查技术的发展
进行矿产勘查工作，首先要调查和了解地下地质的结构和岩浆的活动，对矿床最可能赋存的部位进行确定，并明确探矿工程的施工地点，从而查明矿床内矿产资源的存量。
1.1矿产勘查技术的发展现状
当前国内矿产勘查技术的发展，已经达到了比较高的水平，不仅能够使用比较齐全的勘查方法，而且还能够探索和开发新方法。
在近几年，我国在矿产勘查上对国外的先进探矿仪器设备进行了大批地进口，例如金属矿高频地震仪、高精尖分析测试仪和大功率的电法仪器等先进设备。除此之外，我国在探矿仪器的研究设计上也实现了较高的发展水平，在快速发展的基础上，不但满足了国内矿产勘查的技术需求，而且还能够实现出口。通过对国内外高端探矿仪器设备和探矿方法的使用，在矿产勘查方面已经取得了较好的效果。
1.2勘探技术的发展目标
深部地质钻探找矿工作的进行，在勘探方法以及各种勘探技术上都提出了新的要求，因此，除了对地面探测精度的大力提高之外，还要不断发展井中观测，实现较高的井-地结合的矿产观测水平。此外，还要提高综合反演能力，突破各勘查方法之间的条件约束，使得反演的结查与实际的地质情况更加吻合。
二、深部地质钻探找矿技术
2.1高精度受控定向（取心）钻探技术及岩心定向技术
受控定向钻探技术是一种可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术，该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。该技术已成功应用于我国的盐卤矿、芒硝矿等水溶性矿产的开采领域。特别是国内承接并完成的土耳其Beypazari天然碱矿工程项目，其控制精度在0.5m以内，标志着我国的高精度受控定向钻探施工进入国际先进水平行列。唯一遗憾的是该技术在定向造斜段无法连续取心。
2.2液动冲击回转钻进技术
勘探技术研究所于上世纪60年代开始此项技术的研究，经过几十年的开发、改进，已经形成不同用途、多种规格的系列液动冲击器。特别是YZX127型液动潜孔锤在2006年完工的中国大陆科钻一井施工中创下了总进尺4038.88m、平均小时效率1.13m、平均回次长度6.31m的好成绩。普通的钻探条件下，泥浆在钻探过程中的固相含量很高，而且泥浆固控系统还是岩粉在传统的泥浆池加循环槽中自然沉淀，这样很容易导致液动潜孔锤内的零件频繁卡死，使得工作寿命降低很多，从而使得频繁提钻。在平时的运用中是比较少的，只是优点是大家有目共睹的。
三、地质勘查与深部地质钻探找矿的措施
3.1积极引进新技术，新方法，新工艺，完善施工手段
钻探工程技术是一个动态复杂系统，主要由地层、钻具（钻头、钻柱及井下器具）、流体（泥浆钻井液等）及地面装备（动力和设备）四个子系统组成，除所钻遇的地层外，其余三个子系统都需要新技术支撑。例如，在钻进过程中如何使钻头沿预置轨迹并保持井眼稳定性（防止井斜、减少或避免漏、涌、塌、垮、卡等孔内复杂情况和事故）如何优选钻头和钻井参数以提高钻进速度，如何实现钻进智能化与自动化以提高纯钻时间及钻孔质量和效率等等，都是岩心钻探工程中的关键技术。
关键技术的作用发挥好与坏就取决于撑握应用新技术，新方法，新工艺的水平。目前在我们技术工艺水平较落后的情况下，要坚持走出去，引进来的方针，加强与地质院校、科研机构的联系和合作，虚心学习，虚心求教，虚心拜师，围绕钻探工程与施工，组织开展技术研究，开展专题研讨。在充分发挥现有设备、器具、绳索取心钻进技术最大效应的同时，通过新技术、新方法、新工艺的引进，能较好的把握和解决深孔复杂地层钻进的护壁和冲洗液问题，深孔钻进的方法和顶角（防斜纠斜技术）问题，深孔钻进的取心和钻进效率问题。
3.2重视人才，加强技术培训
首先，要充分发挥探矿技术人员的作用，关心年轻一代探矿技术人员的成长，把探矿技术人员的政治待遇、经济待遇、生活待遇与其他技术人员同等对待，特别是找矿实现重大突破，获得成果奖项时，探矿技术人员也应该榜上有名。对技术人员潜心研究、勇于攻关，解决钻探生产施工中遇到的各种技術难题有贡献的应给予重奖。其次是对长期坚持在钻探生产一线工作的生产骨干注重培养，建议局恢复钻探技师的评定工作。对实践经验丰富，工作特别优秀的机长应给予关怀、照顾，这是一批钻探施工中的宝贵财富，应给予关注和重视。对于符合条件的晋升到技师，待遇也要相应提高，更能发挥他们在钻探一线的主力军作用。其三要注重探矿技术人员、生产骨干及一线钻探工人的技术培训、技术交流、技术练兵。有关院校继续招收年轻钻探技术工人。对长期在钻探生产一线的熟练农民钻探工，工作表现好，技术过硬的给予享受正式职工的同等待遇，解决其后顾之忧。
3.3强化钻探技术管理工作
抓好施工组织设计，施工技术总结及技术资料的整理归档，执行地质岩心钻探规程，推行岩心钻探机台施工现场标准化建设，强化机台的现场管理，做到文明生产，安全施工，提高效率，及时解决生产中的薄弱环节，防止和减少钻探工程施工三大事故的发生，确保工程质量，确保经济效益，确保钻探生产顺利进行。
四、结语
地质勘查和深部地质找矿技术的发展是一项利国利民的重要技术，在未来很长一段时间内，我国社会经济的发展对于矿产资源依然还会有相当程度的依赖，所以，要不断的发展和探索地质勘查和深部地质找矿技术，同时进行相应的改进和完善，以提高地质勘查工作的效率和质量。另外，地质勘查和深部地质找矿技术目前还存在着一些问题，对于长期的发展也将会有一定的影响，地质工作者要对其进行细致的分析，并且加以解决和改进，这样才能更好的做好地质工作，从而为我国的社会经济发展提供更多的支持。
参考文献：
[1]陈喜峰.关于深部找矿问题的思考[J].中国矿业，2011（06）
[2]李得刚，朱杰君，等.地质勘查及找矿技术要点分析[J].华东科技，2012，6（11）：415-416.
地质勘查与深部地质钻探找矿技术 篇4
1 地质找矿的关键意义
在地质矿产的勘查当中, 地质找矿方法是至关重要的, 它是其关键的主要组成部分, 只有有效地运用地质找矿方法, 地质矿产的勘查才可以获得非常好的的发展, 进而发现更多矿产资源, 更好的实施开发矿产资源的工作。地质矿产勘查就是各类工业发展的基础, 而地质矿产勘查工作的基础就是运用地质找矿方法, 进而有效运用地质找矿方法促进每一个行业发展, 只有综合科学化的对地质找矿方法实施运用才可以让满足现代社会的迅速发展, 达到预期的经济目标。
2 地质勘查工作的主要内容
地质勘查工作主要包括对矿山生产的勘查以及对危机矿山接替资源的勘查等多方面内容。
2.1 对矿山生产的勘查
第一, 要把前期准备工作做好, 清楚确定矿山服务的年限与有关的规划等, 从而完成有效的开发与应用。第二, 要掌握矿山生产勘查的区域, 经过一连串的方法来勘查矿产资源的数目, 使用有效的勘查技术, 来把勘查的效率提高, 同时, 对勘查工作实施具体的工作记录, 把信息的整理与备案做好。
2.2 对危机矿山接替资源的勘查
因为地下矿产并不是可再生资源, 所以在开发运用时一定要考虑到矿山开发的年限问题, 以让矿山服务年限尽可能的延长, 完成矿山的可持续发展。所以, 在某些拥有关键矿产资源矿山区域, 一定要实施一定的危机矿山接替资源勘查。特别是对于铜矿、锌矿、铅矿等矿山而言, 更是主要的危机矿山接替资源勘查对象。
2.3 综合评价与勘查共伴生矿与尾矿
为了增强矿山的开发, 要综合的运用重点技术, 评价与研究低品位和新种类的矿产的开发技术, 综合的开发与运用紧缺的矿山资源共伴生矿和尾矿。拟定有关的规范与政策来标准矿产资源的运用, 对尾矿资源进行调查, 综合运用矿山的尾矿资源, 让资源的综合运用效率持续的获得提高。
2.4 关闭阶段的地质勘查工作
在关闭矿山与复垦阶段的地质工作中, 要首先拟定详细的法律实施严格的规定, 矿山企业实施工作时也务必要依照法律规定来严格实施。要对闭坑前后矿山的地质环境实施认真的调查, 以把矿山区域的环境保护好。在完成矿山的开采活动以前, 要把闭坑的地质工作做好, 而且提交闭坑的地质报告。
3 深部地质钻探找矿技术
3.1 高精度受控定向 (取心) 钻探技术和岩心定向技术
能够让钻孔轨迹依照制定方向前进的特别钻探技术就是受控定向钻探技术, 这项钻探技术还能够在一个主孔内完成钻进几个分支孔的羽状钻孔。这技术在中国的盐卤矿、芒硝矿等开采水溶性矿产的范中已成功运用了。土耳其Beypazari天然碱矿项目工程是我国承接并完成的, 其在0.5m以内的控制精度, 标志着进入国际先进水平行列的中国高精度受控定向钻探施工。唯一不足的是这技术不能在定向造斜段持续取心。
3.2 液动冲击回转钻进技术
勘探技术于上世纪60年代开始进行这项技术的研究, 通过50几年的开发、完善, 已经产生不一样用途、几种规格类型的液动冲击器。特别是2006年完工的YZX127型液动潜孔锤在我国大陆科钻一井施工中创下了4038.88m的总进尺、平均小时1.13m的效率、平均回次6.31m长度的好成绩。一般的钻探条件下, 在钻探经过中泥浆的固相含量非常高, 并且泥浆固控体系还是岩粉在陈旧的泥浆池加循环槽中自然沉淀, 这样非常容易造成液动潜孔锤内的零件频繁卡死, 降低很多工作寿命, 从而常常提钻。在平时的应用中是相对少的, 其优势是大家有目共睹的。
3.3 深部钻探技术重点
在钻柱上和钻杆的应用深部钻探技术上, 要上下交替, 以均匀钻杆荷载力, 关注经常使用探伤检验, 适时给予润滑, 使摩擦力和阻力有效的减少;高于1500m的深度区域时, 取心钻杆能使用高强度的绳索, 相应加强钻杆的壁厚和直径;宣传应用深部钻探绳索取心钻杆。钻进技术上使用的形式是绳索取心金刚石钻探, 遇到相对疏松的岩石, 严重破碎的地层时, 为避免发生掉块和坍塌情况, 高性能的无固相冲洗液和高光谱钻头技术在这情况下适用。使用绳索取心技术进行深部钻研时, 冲洗液要配合应用, 冲洗液本质上要固相低、切力低和粘度低, 如果固相含量太多, 要应用离心机给予清除, 避免钻杆结垢。
3.4 控制深部钻探质量
孔斜与采取率是深部钻探相对关键的2个技术要点。对孔斜的斜差要加以控制, 钻进50m时, 要实施测定钻孔的方位角与定角。另外, 扩孔器能在钻头上安装, 维持钻孔口径, 在深孔钻探时, 稳定器能再安装在扩孔器上, 保证满眼钻进, 有效防止孔斜。能使用螺杆马达孔底驱动粗径钻具来有效降斜。完整岩层要大于80%的采取率, 破碎岩层也要高于65%的采取率, 能够综合使用沉淀卡、干钻卡、卡料卡和卡簧卡等形式, 针对岩性不一样, 使岩心采取率有效的提高。
4 提高地质矿产勘探与找矿技术的几点措施
4.1 对地质深部找矿提高认识
随着社会经济的快速发展, 人们对矿产资源的需求量也愈来愈大, 地表的矿产资源在通过几年开发后, 已经愈来愈少, 只有进一步发展地质深部找矿, 持续发展矿产开发才可以得到保证。要增强地质深部找矿的攻深找盲、摸底探边工作, 对地质深部找矿的了解切实的提高, 推动发展地质深部找矿工作。此外, 我们要分为两部分的深部找矿工作, 就是老矿区深边部与找矿远景区深边部。这2部分有所不一样的深部探矿详细工作, 但两者一样关键, 所以都要引起重视。
4.2 依照矿产分布规律, 促进成矿区带找矿作业
研究矿产分布规律是地质矿产勘探找矿作业的基础和依据, 找矿工作人员要重视加大矿产分布规律的研究和运用, 以为矿区的勘探供应理论指导。遵循矿产分布规律来实施找矿作业需要对地质构造加大研究, 特别要重视关注地质矿床断裂结构和控制范围内大角度断裂相交状况研究, 为找矿作业供应根据。
结束语
地质勘查与深部地质找矿技术的发展是一项利国利民的关键技术, 在将来很长一段时间内, 中国社会经济的发展对于矿产资源仍然还会有相当程度的依赖, 新技术是地质从业人员要不失时机地学习, 提升钻探及找矿水平, 地质勘查单位要在新设备加快的基础上, 重点加强人员素质, 从而推动地质勘查和深部地质钻探找矿技术的深化发展。
摘要：主要分析了有关地质勘查与深部地质钻探找矿技术的问题, 在阐述了地质找矿的意义以及内容的基础上, 对具体的找矿技术进行了详细的分析, 最后对找矿措施进行了总结, 目的在于为地质勘查工作提供参考, 从而使找矿效果能够达到最好。
关键词：地质勘查,深部找矿技术,要点
参考文献
[1]陈韦伶, 秦宇阳.地质找矿工作中的重点难点问题探讨[J].大科技, 2013, 9 (2) :78-79.
[2]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.
深部地质 篇5
口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响.在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究.依据本区顶板岩石的.单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主.而8煤在东南及西北部也以周期来压为主.另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施.
作 者：周士荣 邵军战 张耐 孟怀安 Zhou Shirong Shao Junzhan Zhang Nai Meng Huaian 作者单位：周士荣,邵军战,张耐,Zhou Shirong,Shao Junzhan,Zhang Nai(安徽省煤田地质局勘查研究院,安徽,合肥,230088)
孟怀安,Meng Huaian(安徽省煤田地质局水文队,安徽,宿州,234000)
深部地质 篇6
1 我国深部地质钻探技术的现状
所谓深部地质钻探, 就是指基于对地质形式的深部开采而对地质环境进行的分析和勘查工作。一般来说, 这种技术主要服务于我国矿产资源的开采过程中。因为矿产资源的分布较为深, 所以在未了解当下的地质环境时, 不宜大规模的开采, 这样不仅会造成经济的浪费, 还不利于保护资源。目前来看, 我国深度地质钻探的深度主要集中于三百米到五百米之间。但是西方国家的平均钻探深度已经达到了八百米甚至更多, 这种情况下说明我国的深度钻探技术还需要进一步发展。另外, 我国的深部钻探的机械化推广和普及程度还没有达到较为理想的水平, 这样导致的结果就是设备的落后, 无法达到现有的深部地质钻探的要求, 因此, 深部地质钻探的效果也不能达到采矿业的要求。同时, 从我国钻探队伍的素质来看, 还存在专业技术不够和人员水平较为低下的问题, 这种情况也是非常不利于我国钻探技术的发展的。
2 我国深部钻探找矿技术的基本形式
2.1 金刚石绳索取心技术
所谓金刚石绳索取芯技术, 就是指在采矿的过程中, 采用金刚石进行钻探, 因为金刚石的强度较高, 所以可以达到较为理想的深度, 因此这种方式也被广泛应用在国际找矿技术中。而绳索取芯指的则是采用特殊材料制成的绳索, 对金刚石的锁头进行控制的一种技术, 这两种技术的结合使用, 就可以达到比较理想的找矿效果。但是就目前我国对这种技术的应用来看, 还存在较大的问题, 尤其是同发达国家相比, 我国的材料和技术上还都比较落后。主要表现为绳索比较容易断裂, 金刚石的位置控制不够灵活等问题。
2.2 反循环连续取样 (心) 钻探技术
反循环连续取样 (心) 钻探技术采用压缩空气作为循环介质, 利用双壁钻杆以冲击回转全面碎岩和连续岩屑作为地质样品的方式钻探施工, 随着钻进的不断进行, 岩屑被高速气流连续地经双壁钻杆的中心携带至地表, 并按照顺序将岩屑收集起来作为地质化验分析的地质样品。国内外大量的钻探施工经验证明, 采用该法获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体埋藏深度、矿体厚度、品位等物化参数的基本要求, 而且其钻探施工速度要比传统的取柱状岩心施工速度提高5~10倍, 施工成本也将大大降低。根据2006年有关统计资料, 反循环连续取样 (心) 钻探技术在澳大利亚完成钻探工作量的比例超过80%。我国在20世纪80年代中期曾开展了该项技术的研究并进行推广应用, 但由于地质上是以岩屑代替传统的柱状岩心, 且需使用特殊的双壁钻杆, 所以推广应用受到较大阻力。值得关注的是目前国际地质钻探承包商和矿业投资者已经提出了取心取样相结合的地质勘探新概念, 并在一些国家开始应用, 取得了比任何单一方法效率及地质效果都要好的结果, 大幅度提高了钻进效率、降低了成本。著名的国际钻探设备制造商瑞典AtlasCopco公司已经开始推广这项综合取心 (样) 钻探技术。
2.3 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术
受控定向钻探技术是一种可以使钻孔轨迹按照预定方向前进的特殊钻探技术, 该项钻探技术还可以实现在一个主孔内钻进多个分支孔的羽状钻孔。在普通钻孔难以到达的勘探部位和坑道内以及陡斜矿体的勘探中, 利用高精度受控定向 (取心) 钻探技术可以明显减少钻探工作量和施工费用。由于地质岩心直径较小, 地质钻探取心对这项技术关注热度不够。受控定向钻探技术是深孔施工单位必备的手段, 是施工的保证, 是处理孔内事故的方法。
3 深部钻探找矿技术发展
3.1 岩心钻探设备
(1) 加快第三代新型钻机研制和开发, 积极引进石油钻井界先进技术和理念, 设计出适应于岩心钻探的深孔钻机。以液压为动力, 优先开发地质岩心顶部驱动钻机, 使之成为系列化及与之相配套泥浆泵等。 (2) 加快坑道钻探设备的能力、功能的提升。在危机矿山接替资源的勘探中, 对某些成矿模式的地层, 在现有的数百米深的地下坑道或开采区内, 利用坑道钻探设备来进行深部岩心钻探工作, 可以充分揭露深部地层, 节约钻探费用和时间, 提高勘探效率。 (3) 加快先进岩心钻探设备的推广。岩心钻探设备推广应用的最终结果是实现产业化, 而产业化又是降低生产成本和销售价格的有效手段, 这又反过来推动着岩心钻探设备的推广应用。因此, 岩心钻探设备的推广应用过程就是设备的产业化过程。
3.2 岩心钻探器具及工艺方法
(1) 加强信息情报收集, 积极开展行业问信息交流, 推动学科交叉合作。回顾钻探技术发展的几十年, 情报部门提供了金刚石钻进技术、定向钻进技术、冲击回转钻进技术等一系列科技信息, 对国内钻探工程界有很大的启发, 为在国内科技攻关立项、研发、创新、模仿或引进技术起到了重要作用。 (2) 加快新型基础钻具的研制和新工艺技术的完善。新型高寿命金刚石钻头、高强度深孔绳索取心钻杆、新型深孔双壁钻杆的研制是保证金刚石绳索取心钻进技术、反循环连续取样 (心) 钻进技术安全、经济、高效的服务于深部地质找矿工作的基础钻具, 对于提高这些技术应用的可靠性、经济性有着重要作用。目前这些基础钻具有的已经由勘探所立项研究, 有的正在申报立项。 (3) 加强岩心钻探器具及工艺方法的系统化研究, 增强钻探器具的功能、提高工艺方法的适应性, 利用现有技术集成、整合出新。多功能、一体化是国外钻具发展的一个方向, 我国岩心钻探器具也应利用现有技术和工艺实现功能整合。
结束语
深部地质 篇7
一、地质勘查与深部地质钻探找矿技术的现状
深部地质钻探技术实质是在地质形式的基础上进行深部开采前做的地质环境的分析和勘查工作。通俗而言, 这一技术主要在开采矿产资源时使用。由于矿产资源分布在地表深处, 必须经过科学的勘查后才能大规模进行开采。这样既能节省胡滥开采的经济成本, 又能提高矿产资源开采率, 从而保护自然环境。
现阶段, 我国地质深部钻探深度在300m~500m之间。但国外地质深部钻探深度已经接近一千米左右, 钻探技术较为成熟。由此可以看出, 对我国地质勘查与深部地质钻探找矿技术进行优化有其必要性。另一方面, 我国深部地质钻探技术装备较为落后, 导致深部钻探的机械化推广与普及程度尚未达到理想水平, 难以满足现有的深部地质钻探的标准, 从而开采矿质资源的成果也不能满足采矿业的发展需求。此外, 结合我国钻探人员的综合能力而言, 其专业能力、钻探技术以及职业素养都不能满足我国钻探技术的发展要求。
二、我国现行的地质勘查与深部地质钻探找矿技术的基本方法
(一) 金刚石绳索取芯技术
金刚石绳索去新技术的含义是在采矿过程中, 利用金刚石进行钻探, 由于金刚石具有较高硬度的特点, 在钻探过程中能够钻到更深的深度。以此这种技术已经大范围应用到深部钻探找矿技术中。绳索取芯是利用特殊材质的绳索, 起到控制金刚石的作用。将金刚石与绳索取芯有机结合使用, 能够使钻探找矿技术达到理想水平。但是结合我国现行的技术应用而言, 还存在一些问题亟待解决。与国外相比, 我国的钻探材料与钻探技术都相对滞后。主要表现形式为:金刚石不受控制、绳索材料不够坚硬, 已发生断裂等。
(二) 反循环连续取样钻探技术
反循环连续取样钻探技术的含义是以压缩空气为循环载体, 借助双臂钻杆的作用用来碰撞全面碎岩以及连续的岩屑, 将其作为地质样品用来实施钻探施工。随着钻头的不断深入, 岩屑被高速旋转的钻头连续冲击陆续飘回地表, 按照落下的顺序收集起来作为实验研究样品。根据国内外大量实验证明, 这一取样钻探技术既能够满足开采矿资源的深度、矿源厚度、具体方位, 还能高于传统的立轴式取柱状岩心施工速度, 在工程造价上大大的节约了施工成本。结合国外成功的反循环连续取样钻探技术案例, 我国受其影响开展了该项技术的研讨会, 由于这一技术是用地表岩屑取代柱状岩心, 又是使用特殊材质的双臂钻杆。因此, 在一定程度上, 加大了推行应用难度。现阶段, 值得重视的是, 我国地质行业已经广泛认可了反循环连续取样钻探技术的概念, 并在一些区域中进行试用, 取得了有目共睹的钻探效果, 有效提高了钻探工作效率、节省了经济成本。
(三) 高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术
高精度受控定向钻探技术的含义是使钻孔的工作轨道按照理想的设计方向行驶。这一特殊的钻探技术不仅能够达到一个主孔内能够钻进多个分孔, 这一分孔是羽状钻孔。在地质勘探过程中, 针对勘探部位和隧道内以及难度较大的斜坡陡壁时, 这些是普通钻孔难以实现的, 这时可以用到高精度受控定向钻探技术, 这一技术能够精确的钻探出合适的孔位, 还能减少钻探工作量、降低施工成本。但是由于地质中的岩心直径不大, 在地质钻探取芯中, 高精度受控定向钻探技术不被重视。这一技术应该成为地质行业深空施工中的重要施工方法, 是保障施工质量的有效途径, 能够有效防止孔内事故的发生。
三、地质勘查与深部地质钻探找矿的实施措施
(一) 岩心钻探设备
1尽快研制开发出新型的钻机设备, 主动引进先进的石油钻井技术与技术理念, 从而设计出普适性较高的岩心钻探深孔钻机。岩心钻探设备是以液压为运行动力, 是一项优先开发地质岩心顶部的驱动钻机, 从而使其形成系列化并与之配套的泥浆泵。
2提升坑道钻探设备的能力、功能。在进行危机矿山地质勘探中, 针对一些已经形成矿产资源的地表, 在勘探场地矿产资源的深处的地下坑道或者开采区域内, 借助坑道钻探设备能够实现深部岩心钻探工作, 以此最大限度的开采地质深处的矿产资源, 不仅节约的钻探施工成本, 也促进勘探效率的提高。
3积极推行先进的岩心钻探设备。地质行业要想实现岩心钻探设备产业化, 积极推广岩心钻探设备是最佳途径。深部钻探技术产业化不仅能够降低生产成本以及销售价格, 还能有效推动岩心钻探设备的发展。因此, 实现设备产业化就是就是大范围应用岩心钻探设备。
(二) 岩心钻探器具及工艺方法
1强化国际钻探设备信息情报收集工作, 积极开展地质行业信息交流大会, 有效推动学科之间互通有无的合作。纵观地质勘探与深部钻探找矿技术的发展历程, 近十几年来, 我国情报部门不仅提供了金刚石绳索取芯技术、反循环连续取样钻探技术、高精度受控定向钻探技术及岩心定向技术以及冲击回转技术等一些科学技术的信息, 还对国内钻探技术研究工作起到重要的启发作用, 为国内的科技技术研制、开发、创新、制作或引入先进的技术等方面都奠定了基础。
2促进新型基础钻具的研制与施工工艺技术的改进。研制新型高寿命的金刚石钻头、高强度深孔绳索取芯钻杆是为了确保金刚石绳索取芯钻探技术的长远发展, 能够提高其技术的工作效率;研制新型深孔双壁钻杆有利于延长反循环连续取芯钻探技术的工作时间, 从而提高地质勘探企业的经济效益。研制新型钻探找矿模具都是为了保证各项钻探技术的安全性、可靠性、经济性以及高效性, 这在地质行业长足发展中起到重要作用。目前, 这些新型的钻探模具已经经专门的勘探机构进行专项研究, 技术较为成熟的已经申报立项。
3优化岩心钻探模具与工艺方法的系统化研究, 从而提高钻探模具的功能性以及工艺方法的普适性。借助现有的科学技术, 对生产技术进行有机整合、推陈出新, 生产出具有多功能、钻探一体化的钻探模具。这一生产目标也是现阶段国际化钻具发展的主要趋势, 我国岩心钻探模具也应借助先进的生产技术和施工工艺达到工艺方法系统化的目标。
(三) 钻探人员与管理工作
1重视钻探人才, 加强技术训练。首先, 要深度挖掘钻探人员的工作潜力, 充分发挥钻探人员的作用, 对年轻一代的钻探人员给予心理上的关怀。将钻探技术人员的经济待遇、生活待遇与其他技术人员的待遇实行“一碗水端平”政策。针对找矿过重有重大贡献的人员给予经济上的奖励或者颁发奖项。其次, 抓好长期在生产一线的老员工的技术培养工作, 建议地质企业实行钻探技师的考核制度。针对有着丰富钻探工作经验、工作成绩优秀的员工给予关心、补助, 这也是构建一支高专业、高素质的钻探队伍的有效措施。对于达到钻探技师考核标准的, 授予钻探技师的证书, 并给予相应的经济待遇、生活待遇, 最大限度的发挥他们的主力军作用。最后, 要加强对探矿技术人员、生产主力军以及一线钻探人员的专业培训工作, 定期开展培训课程, 经过技术培训、技术交流、技术实践等流程, 有效巩固施工人员的专业技术。另一方面, 有关地质勘探机构在招收钻探人员时, 应给予年轻的钻探技术人员更多的耐心, 提供一个就业平台。此外, 针对一直从事在一线生产施工的农民钻探人员, 他们有着丰富的施工经验, 如果他们工作表现优异, 工作态度端正, 也应给予相应的经济待遇以及生活待遇, 提高他们的生活水平, 使他们切身感受到企业对他们的关心与照顾, 从而全身心的为企业服务。
2强化钻探技术管理工作。在钻探施工过程中, 应该抓好施工纪律, 总结施工技术、整理技术资料, 严格落实地质岩心钻探章程, 构建规范化、标准化以及文明化钻探施工建设, 加强钻机施工现场管理工作。保障施工人员的生命安全, 提高工作效率, 发现问题时能够及时解决生产难题, 防止钻探环节中工程事故的发生, 实现钻探工程质与量的双赢局面。
结语
综上所述, 结合我国现行的采矿技术实际情况而言, 在地质勘查与深部地质钻探找矿技术两方面还需进一步加强, 需要借助科学技术的创新进行技术上的完善。在国家经济体制不断发展的今天, 矿工业生产已经发展为我国国民经济支柱产业之一。为了推动地质勘查与深部地质钻探找矿技术的发展, 从而促进地质行业的长足发展, 跟上社会经济现代化建设步伐。在地质勘查过程中, 既要结合勘查设备与实际勘察场地的地质地貌, 也要有先进的勘查技术做支撑。通过对地质场地的实际勘查, 从而奠定采矿事业的基础。优化地质勘查与深部地质钻探找矿技术, 不仅能够使地质行业得到进一步发展, 还能改进并完善现行勘查技术的不足, 通过优化勘查技术, 提高地质行业的经济效益。
参考文献
[1]梁志英.浅析地质勘查与深部地质钻探找矿技术工作[J].黑龙江科技信息, 2014 (36) :122.
金属矿床深部找矿中的地质研究 篇8
关键词：深部找矿,地质作用,成矿特点
我国是快速发展的发展中国家, 经济的快速发展也意味着能源的大量消耗。面对大宗矿产资源短缺的情况, 当务之急是加强矿床深部矿产的勘测, 找到接替资源。这样做不仅能够使资源短缺的情况得到缓解, 同时也满足可持续发展的要求, 符合我们发展的方向。
1 金属矿床深部找矿工作的现状
由于找矿工作受到地质情况、勘测条件、仪器设备以及勘测经验等多方面的影响, 在勘测矿产的过程中, 常常出现很多问题。常见的情况有两种, 一种是有非常明显的地质特征和成矿条件, 经过物探和化探也出现了异常反应, 但是实际深入探测的结果却是只有很少的工业矿体甚至在推测深度没有矿体出现。第二种情况是对已经开采的矿山进行矿体深部的进一步找矿, 如何判断已采矿山深部是否还有矿产以及探测遇到矿体断层后如何进行进一步的探测。这两种情况其实质上便是深部找矿的课题, 过去落后的矿产勘测条件情况下, 一般在遇到这种问题之后, 就会直接采用转移的办法, 暂时放弃进一步勘测。但是, 随着经济的发展矿产资源已经日益贫乏, 我们已经不再拥有很多可以转移的地方, 所以深度找矿是我们的必由选择。
我们应该看到金属矿床深部找矿问题是实践性的工作, 具有很强的探索性, 单纯的理论不能保证勘测工作的完成, 只有在实践中, 边工作边探索, 不断调整对矿产特征的感知才能保证找矿的成果。由于每个矿区深部找矿的具体情况各不相同, 在深度找矿工作中很难总结出一些规律性的工作方法, 找矿问题不具有战略性而是变成一种战术课题, 没有具体的理论知识可循。
我们一般所说的深度找矿, 是指在地表以下1 000m~2000m的范围内进行的找矿工作, 在成矿方面看, 可以看做是相同的成矿作用下形成, 所以在成矿条件以及作用还有控矿因素等方面不存在本质上的差别。深度成矿理论非常重视三维空间信息的探讨和成矿作用在垂直方向上的变化。深度找矿是一种在三个维度空间中的找矿信息的综合研究。深度找矿工作主要包含三个方面, 第一是对地质的基础条件进行研究, 第二是物探以及化探技术的使用, 其中物探是关键的技术, 第三是实现找矿工作的钻掘探工作。
2 深度找矿中的地质研究
地质研究是一个非常复杂的问题, 包含着地质作用以及矿井构造等多个方面。地质作用是地质研究中的重要课题, 是进行深部找矿工作的基础准备, 所以我们一地质作用为重点对地质研究进行论证。地质作用包括地质的建造和构造两部分, 深度找矿工作更是突出空间维度的研究。地质作用中包含着一个重要的方面就是成矿作用, 成矿作用是深度找矿中地质研究的基础。
在矿产勘测的工作中, 我们一般采用建立成矿模型、模拟找矿方式以及进行类比预测的方式开展工作, 也有的人习惯采用大比例尺预测的方法, 通过预测来进行矿床的判别以及成矿模型的建立。在深度找矿工作中, 有清楚的思路和勘测计划非常重要, 这就要求我们必须对成矿地质作用的特征非常了解。与成矿最紧密的地质作用主要有以下几种。
沉积作用是比较常见的成矿作用, 它的特征非常明显。沉积作用下的矿体在垂直方向上存在层序的变化, 一种原因是由于沉积的环境变化, 可能会出现矿层在走向上产生垂直偏移的情况, 还有一种情况是在相邻的两个盆地中出现含矿矿床垂向向上移动的情况。由于沉积成矿在很大程度上受到沉积过程中物理以及化学条件的控制, 所以成矿在空间上容易形成宽度窄, 走向长的分布带, 在深度找矿的过程中容易出现判断矿体平面位置不准确的现象。
火山作用也是成矿的重要作用之一, 对于火山成矿作用的研究应该着眼于火山喷发垂直方向上的变化, 一般来说陆相火山垂直方向变化比较快, 在开放的环境下, 火山成矿作用不利于成矿物质的巨量聚集, 所以在工作中应该注重对相对封闭地区的勘测, 其中中浅部地区是重点。火山岩成矿的重要类型之一便是次火山相成矿作用, 因此在深度找矿工作中要注意检查火山喷发中心地带是否存在次火山, 如果存在应该进行重点勘测。如果把陆相火山和海相火山进行比较会发现他们在成矿作用中的表现存在不同, 除了对火山口坡面进行研究外, 还应该对海相火山的喷流中心地带进行研究, 应该作为深部找矿工作的重点。
对于岩浆侵入作用成矿的研究, 首先应该对侵入的物质成分、岩石结构的垂直方向变化以及在成矿过程中的作用进行全面、综合性的研究。通过对矿体以及深部岩体之间准确成因关系的研究可以更加有效地判断矿产的矿头以及矿尾位置, 为深部找矿指引方向。为了推断出矿产在隐伏掩体中的埋藏深度, 我们要对入侵岩体的热流体影响范围进行推断, 并研究热流体活动中心的深浅度以及在地表形成的标志。对入侵岩体进行三维空间的形态研究, 其中特别要注意岩石结构的垂直方向变化, 岩体的物质成分, 岩浆侵入的位置以及走向等, 进行全面的考量, 在各种因素的综合指导下, 深部找矿的工作会得到有力的指导。
根据变质作用大小的不同, 我们一般说有中等变质岩区和高级变质岩区之分。在变质作用影响比较小的中等变质岩区, 我们的重点应该是原岩建造与原始的成矿物质之间的联系, 推断出原始的含矿层最可能存在的空间位置, 进而判断出地质变形的转折点在哪里以及其所处的深度范围。在高级变质岩区我们应该把重点放在对变形构造的研究, 推断向型或者是背型构造会对成矿作用的位置造成什么样的影响, 从而判断矿体可能在的位置。同时, 变质热作用中心会在矿产形成过程中产生破坏或者富集的作用, 对于两者之间关系的研究也是深部找矿的方向之一。
综合作用, 也就是沉积、火山、岩浆侵入以及变质作用叠加进行的一种复合型成矿作用, 对于综合作用的研究应该对地质构造进行时间和空间两个方面的研究。要更好的进行深部找矿工作要注重成矿的地质构造同原始的成岩之间的综合性关系, 对各类地质作用之间的综合成矿关系进行分析, 还要对原始构造、成矿等不同地质情况进行全面分析。综合作用的涉及面广, 找矿过程中要求我们进行更全面的研究工作。
通过对不同地质作用的分析和研究, 我们可以了解到不同地质作用之下形成的矿体在类型以及分布等方面的一些特点, 了解地质形成的不同对于我们的深度找矿工作具有重要的指导意义。
3 结论
深度找矿中的地质研究还处在一个发展的阶段, 由于地质环境的千差万别, 在深度找矿工作中很难找到统一的理论方法, 只有在必要理论知识的基础上不断进行实践和探索, 才能积累出更多的工作经验, 应用到深部找矿的实践中去。
参考文献
[1]韩吟文, 马振动.地球化学[M].北京:地质出版社, 2008:119-138.
[2]陈光远, 孙岱生, 殷辉安.成因矿物学与找矿矿物学[M].重庆:重庆出版社, 1987:451.
金属矿床深部找矿中的地质探讨 篇9
金属矿床深部找矿的工作当中, 地质研究、物探和化探等技术是金属矿深部找矿一个非常的重要环节, 其中地质研究是金属矿床深部找矿工作一个非常重要的条件, 是可以确保找矿工作的顺利进行非常重要的因素, 本文就对金属矿床深部找矿工作当中的地质研究进行详细地探讨。
2 深部找矿
对于深部矿井来说就, 就是埋深大于500m的深部矿藏, 这个矿主要是由岩浆活动及其一些热液活动而产生的[1]。所以, 通常都是分布在火山岩和岩浆岩等岩石当中的。因为没有一定的独立物体性, 分布也就非常分散, 所以说, 使用一系列的物探方法直接地去寻找还真就有一定的难度。自从20世纪开始, 世界上每个国家都开始使用航空物探的方法来对金属矿床进行详细地查找以及普查[3]。Y11航空物探综合站是由我们国家自主研制成功的, 从1983年开始, 我国开始在胶东的招掖地区使用该技术来进行一下的工作:电、磁综合测量以及金属矿床的普查等等。虽然金属具有高密度以及高导电率的特性, 但是其在矿石中的含量非常的低, 并且分布的非常不均匀, 这样就直接地影响了物探方法的应用方式, 也就是间接地寻找金属矿床, 而不是直接地去寻找[2]。
而物探方法则主要包括以下几个方面: (1) 井间的物探。这个方法勘探的深度能达到了2km。 (2) 地震法。这个方法的分辨率非常高, 而且还非常精确。现在, 这个方法应用不广泛, 这与这个地区激发的条件有着非常大的关系。然而, 还有一定的进展, 主要是工作人员对设备及数据方面做出了一定的改进。 (3) 电磁法。这个方法作为一种勘探金属矿非常重要的方法, 主要包含了:时间域电磁法以及高密度电法等等, 这个对低阻体非常敏感。 (4) 磁法。这个方法非常便宜, 而且找矿的速度非常快, 在探测含有磁性物质的矿产资源方面有着非常明显的优势[4]。
3 金属矿床深部找矿中存在的问题
3.1 没有足够的地质科技创新, 不合理的专业人才结构
现在, 事业的发展, 主要是靠人才。全面地加强地质工作的条件下, 我们都面临着一些地质工作的新要求和新的任务, 重要的问题就是缺少一些技术以及人才的培养。基本上表现以下几点:地质人员的整体素质以及专业水平都要进行提高;缺少一些地质调查队人员;没有足够的地质人才, 地质人事部门, 专业以及地域分布的不均匀。金属矿床以及金属矿床的深部技术创新开始不断地下降, 而一些新的方法以及新的技术地质调查, 更新设备变得非常缓慢。在磁力线的地质科技人才, 尤其是非常专业的技术人员缺少很多, 地专业培训的渠道变得越来越窄, 没有合理地使用专地质业, 金属矿床深部队伍以及技术人员不稳定[3]。
3.2 没有建立市场为主导的地质找矿机制
在我们国家, 基本上都是由国有的金属矿床深部单位对地质调查进行负责的, 地质调查局的投资者遭受了很多的不平等, 而很多都是对政府的投资过于强势, 这样就造成了社会上其他的投资者资金投入没有得到很好的保护, 投资者这样规避风险的心态就会导致了社会投资的失去了平衡, 大大地增加了投资的金额, 这样就降低了投资的风险[4]。
3.3 基础金属矿床深部工作投入非常少
这几年来, 我国的基础金属矿床深部工作没有足够的资金, 都是依赖于我们国家的中央财政资金的投入, 一般都显得捉襟见肘, 因为地质找矿工作投入较少, 使得金属矿床深部工作取得地质资料较少, 造成之后的找矿工作严重依赖许多年前形成的地质工作资料, 而新的基础地质工作资料不足严重影响力找矿工作的进展。相反, 大量的富余的地方财政资金%基金和社会资金, 积极地在后期的找矿工作投入大量资金, 但是由于缺乏了前期基础地质工作的基础地质资料的保障, 后期的大量资金的投入无疑将趋于盲目。
4 金属矿床深部找矿中的地质研究
4.1“地、物、化三场相互进行约束”的技术方法
传统的一些方法在异常的情况下都可以占据着不可小视的作用, 而对于隐伏的异常体边界以及深度圈定准确率还应该进一步地进行提高。每一种深穿地球的化学勘查技术都是在隐伏元素异常的应用当中效果比较一般, 而在勘查埋藏深度的这个方面还需要有待提高。结合现在非常先进的地震预测技术能够准确地找到地质结构当中的每一种结构面, 而域光分析技术重要的原理就是很多物质在收到光线激发以后, 能够在非常短的时间里发出光波非常长的荧光, 这些就被我们叫做是X的特征射线, 而我们利用很多种物质在X射线上的差异性进行详细地勘查找矿, 这就是所说的荧光技术。
4.2 找矿技术和现代化技术体系相互结合
从岩石的物理性质差异上进行详细地分析, 并且对地表到深度进行详细地了解, 使用一系列的现代化机械设备, 并且构建出现代化的找矿体系, 这样就可以很好地提高了找矿的精密度以及准确度。还必须建立一个现代化的信息系统, 这样就可以更好地加强信息的收集、处理以及分析的能力, 这样就可以为每一项的决策提供一些基础[5]。
4.3 突出金属矿床深部工作的重点
金属矿床深部工作的特点是全面性、客观性及其系统性, 在金属矿床的深部工作当中, 不但应该结合金属矿床的深部工作的实际以及重点开展对金属矿床深部工作的管理, 还应该对市场、环境以及地质有全面的把握, 这样才能真正地实现金属矿床深部工作的效益最大化, 进而可以更好地实现金属矿床深部工作更为深入以及广泛的应用。
4.4 要尊重金属矿床深部工作的客观规律
金属矿床深部工作的最基本要求就是应该结合一定的规律以及科学, 进行金属矿床深部工作要结合勘察工作需要、客观地质条件、资源分布规律等, 还应该参考金属矿床深部区域经济状况、国土资源状况、人口分布进行全面地规划以及实施, 这样就可以真正地维护了发展的大局, 进而全面地实现了金属矿床深部工作的整体利益。
4.5 金属矿床深部工作的协调原则
金属矿床深部工作有多种方式, 利用不同的手段和出发点可以有不同的分类。从参与主体上进行划分, 金属矿床的深部工作还可以分为国际金属矿床深部工作以及国内金属矿床深部工作。从勘查主体角色上划分, 金属矿床深部工作又可以分为地方金属矿床深部工作以及中央金属矿床深部工作;而从价值上划分, 金属矿床深部工作主要分为商业性金属矿床深部工作以及公益性金属矿床深部工作。金属矿床深部工作的种类非常, 这样就给管理及其实际的运作带来非常多不便, 一定要采用一系列的协调原则, 对不同价值、不同的角色、不同的主体金属矿床深部工作进行细致地管理, 这样就可以更好地发挥金属矿床深部工作的真正价值和作用。
5 深部找矿关键性因素
5.1 地质人才
人才的培养对于我国地质行业的发展是非常重要的。现在高校中随着学科建设越来越成熟, 每一年都会有很多的优秀大学生投入到了我们国家的地质勘测工作当中。然而, 现在学生的培养过程当中, 既需要对学生的理论知识进行很多的教育, 还应该对学生进行一些实践教育。
5.2 矿化信息
经过长期不懈的努力, 人们对成矿现象的研究, 众多的成果理论、观点已渐趋成熟, 并可构成理论体系。在成矿理论体系中, 有三大主课题, 也就是成矿控制、成矿作用以及成矿物质来源。而在这三大主课题当中, “成矿控制”的简明意义就是说有利成矿的地质条件, 这里可以包括岩体、岩性、岩相和建造、地层、矿田与矿床构造、大地构造以及区域地球化学等等。而“成矿控制”似乎和成矿深度有一定的关系。
深部探测技术当中的超深钻技术可以实现成矿深度的直接证实, 孔深为12065m的科拉SG-3钻孔的成果之一就是在地下6000~12000m的深处发现了破碎带、裂隙带和绿片岩相的退化变质带, 而含有银镍黄铁矿、斑铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、磁黄铁矿以及黄铁矿的石英一绿泥石一绿帘石脉与上述各带有一定的关系, 这些矿物基本上都是在240~280℃下形成的, 通过以上可以说明, 在如此深的地壳深处仍然可以出现有利流体循环以及成矿的地带, 如图1所示。
6 结束语
综上所述, 金属矿床深度找矿工作中, 地质研究起着非常大的作用, 但在现今其技术还处于发展时期, 这项技术的应用水平越来越高, 随着找矿技术的进步, 地质研究会会越来越深入, 其所发挥的作用也会越来越大。在实际中的复杂因素导致理论只是代表了其中的一小, 想要做到实际的效果出来, 还需要不断在实际中总结经验和对其进行研究。
参考文献
[1]付睿.金属矿床深部找矿中的地质问题探讨[J].大科技, 2016 (1) :198~207.
[2]邱方玉, 戴明.金属矿床深部找矿中的地质探究[J].大科技, 2016 (2) :138~142.
[3]梁永安, 曹义甲.基于金属矿床深部找矿中的地质研究[J].地球, 2016 (1) :85~87.
[4]钟烜, 黄舒嵩.不同地质条件下金属矿产深部找矿研究[J].科学与财富, 2016, 8 (1) :52~53.
深部地质 篇10
祁南煤矿深部井筒检查孔位于宿州市祁县镇境内。《井筒检查孔施工技术要求》主要目的是探测主、副、风井井筒附近地质、水文地质及工程地质情况, 为井筒设计、施工提供技术依据。按设计要求, 共完成钻孔3个, 钻探工程量3 905.31 m, 其中主检孔1 151.36 m, 副检孔1 377.24 m, 风检孔1 376.71 m。终孔层位:主检孔为32煤下, 副检孔、风检孔为K2下。
2 地质成果
2.1 地层
祁南煤矿深部检查孔揭露地层自上而下有:第四系、第三系、上石盒子组、下石盒子组和山西组 (部分) 。 (1) 第四系 (Q) :第四系厚度分别为:主检孔99.45 m, 副检孔99.45 m, 风检孔99.80 m, 平均厚99.57 m。其中砂岩平均厚32.5 m, 占33%, 粘土平均厚67.2 m, 占67%。岩性由土黄色为主的细砂、粉砂、粘土质砂及灰绿色砂质粘土、粘土组成。第四系属河、湖相沉积, 与下伏上第三系假整合接触。 (2) 第三系 (N) :第三系厚度主检孔为237.45 m, 副检孔240.66m, 风检孔为239.25m, 平均239.12m。其中砂岩平均厚71 m, 占29.7%, 粘土平均厚168 m, 占70.3%。岩性为灰绿色及棕黄色夹棕红色粘土、砂质粘土夹薄层粘土质砂及粉、细砂, 砾石, 粘土可塑性强;含较多钙质结核。第三系属河流相及河湖相沉积, 与下伏二叠系地层不整合接触。 (3) 二叠系 (P) :本次施工揭露二叠系厚度平均1 006.3 m。其中上石盒子组厚786.3 m, 下石盒子组厚179～205 m, 山西组厚21～35 m。岩性主要由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。上石盒子组 (P2ss) :主检孔揭露厚度788 m, 副检孔厚度779 m, 风检孔厚度为792 m, 平均786.3 m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成, 其中泥岩均厚459 m, 占58%, 粉砂岩厚115.3 m, 占14.7%, 砂岩厚212 m, 占27%。含1、2、3三个煤组, 其中12、23、32煤层可采。下石盒子组 (P2x) :主检孔仅揭露该组局部, 副检孔揭露全厚度205 m, 风检孔揭露全厚179 m。岩性主要由砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成。其中泥岩厚81～99 m, 占45%～49%, 粉砂岩厚33～34 m, 占18%, 砂岩厚61～70 m, 占47%。含4、6、7、8、9五个煤组, 其中2孔揭露61、7煤层可采, 8、9煤 (组) 沉积缺失。按煤组分为两段。中、下部富煤段:6煤层 (组) 至9煤下铝质泥岩, 厚度93～127 m, 平均112 m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩和煤组成, 植物化石丰富, 含煤层数多, 含煤性好, 是本矿井主要含煤段, 含6、7、8、9四个煤层 (组) 。底部为铝质泥岩, 其颜色为浅灰白色, 夹有紫、黄、绿色花斑, 具鲕状结构, 鲕粒分布不均匀, 成分为菱铁质。上部含煤段:本段自6煤层 (组) 以上至K3砂岩底。厚度110～130 m, 平均114 m, 岩性主要由灰～深灰色泥岩、粉砂岩、浅灰色砂岩及煤层组成。在粉砂岩和泥岩中, 含较多鲕状和姜状菱铁质结核。本段含煤性较差, 仅含4煤层 (组) , 不可采。在4煤层 (组) 附近见较多植物化石。山西组 (P2s) :本次只有2孔揭露到该组上段 (10煤层之上) 21～35 m。岩性以泥岩为主, 夹粉砂岩和砂岩。泥岩厚10～26 m, 占48%～74%, 粉砂岩厚3 m, 占12%, 砂岩厚6～8 m, 占28%。砂岩主要为浅灰～灰白色细粒砂岩, 具交错层理。
2.2 风氧化带
本区风氧化带岩石多呈土黄色、灰褐色, 岩石松软多为碎块状, 裂隙发育强度降低, 各检查孔风氧化带深度情况如表1所示。
2.3 构造
3个检查孔揭露2个小断层。在主检孔和风检孔各揭露1个明显破碎带, 底板深439.47 m, 宽2.60 m;风检孔破碎带底板深741.90 m, 宽6.20 m。推断为2个落差3～5 m的断层, 可能是井筒附近Fs3断层 (倾角50°～70°、落差0～10 m) 延伸所致。
3 水文地质特征
3.1 新生界松散层含、隔水层 (组、段) 划分
检查孔穿过新生界松散层深度:主检孔深度为336.85 m, 副检孔深度为340.25 m, 风检孔深度为338.55 m。井筒穿过地层新生界松散层可划分出4个含水层 (组) 和3个隔水层 (组) 。自上而下分述如下: (1) 第一含水层 (组) :底板埋深40.17～41.20 m, 平均41.12 m。含水砂层总厚13.55～19.20 m。岩性主要由土黄色粉砂、粘土质砂、细砂夹少量粘土或砂质粘土组成。据主检孔抽水试验和流量测井资料, 水位标高21.39 m, 涌水量q=0.310 L/s.m, K=1.401 m/d, 中等富水性, 水质为HCO3-Ca、Mg型水。该层砂层结构松散, 含水性较丰富, 开采条件简单, 该含水层 (组) 上部属潜水。 (2) 第一隔水层 (组) :底板埋深76.23～77.73 m, 平均76.92 m, 隔水层厚度35.03～35.58 m, 平均35.33 m。岩性由棕黄色、浅黄色、灰绿色粘土、砂质粘土富含钙质或铁锰质结核。该层 (组) 分布稳定, 能起到一定的隔水作用, 局部地带由于其隔水层较薄, 有弱透水性。 (3) 第二含水层 (组) :底板埋深99.45～99.97 m, 平均99.70 m。砂层厚14.82～20.90 m, 平均17.41 m。岩性以褐黄色细砂、粘土质砂、粉砂为主, 夹少量粘土或砂质粘土。据主检孔抽水试验和流量测井资料:水位标高7.81 m, q=0.192 L/s.m, 中等富水性, K=1.759 m/d, 水质为HCO3-Ca、Mg型水。 (4) 第二隔水层 (组) :底板埋深120.32～128.95 m, 平均125.15 m, 隔水层厚16.43～27.91 m, 平均23.18 m。岩性由土黄色、棕黄色、浅棕红色、灰绿色粘土、粘土夹砾石组成为主, 夹少量细砂或粘土质砂。粘土类一般可塑性好, 膨胀性强, 结构致密;粘土夹砾石成分不稳定隔水性能较差, 局部地带可能粘土夹砾石层隔水性能差, 有弱透水性。 (5) 第三含水层 (组) :底板埋深178.98～182.37 m, 平均181.26 m。砂层厚37.20～39.81 m, 平均38.89 m。岩性以土黄色、棕红色、灰黄色细砂、粉砂、粘土质砂为主, 夹少量粘土或砂质粘土, 砂层中主要矿物成分为石英, 次为长石及云母片, 结构松散。据主检孔抽水试验和流量测井资料:水位标高9.23 m, q=0.139 L/s.m, K=1.139 4 m/d, 水质以HCO3-Ca、Mg型水为主, 中等富水性, 构成本区松散层深层重要的承压含水层。 (6) 第三隔水层 (组) :底板埋深290.19～295.88 m, 平均292.37 m, 隔水层厚度108.62～113.51 m, 平均111.11 m。主要由棕黄色、棕红色、灰绿色粘土及钙质粘土组成, 其间夹薄层砂及粘土质砂。粘土、砂质粘土可塑性好, 膨胀性强, 该层 (组) 分布稳定, 厚度较大, 粘土类质纯, 致密, 可塑性好, 膨胀性强, 隔水性良好, 是区域及矿井内重要隔水层 (组) 。由于它的存在, 使其以上各含水层地下水及地表水、大气降水与其下的煤系水失去水力联系。 (7) 第四含水层:底板埋深336.85～340.26 m, 平均338.82 m, 含水层厚17.98～34.06 m, 平均24.60 m。主要由棕黄色砂、砂砾、砾石层和棕黄色、棕红色、灰绿色粘土及钙质粘土组成。据主检孔对“四含”注水试验成果资料, 水位标高3.15 m, q=0.110 L/s.m, K=0.645 m/d, 属中等富水性。水质以HCO3-Ca、Mg型水为主。
3.2 二叠系含水层
1、32煤～4煤间砂岩裂隙含水层 (段) :厚度为60～100 m, 其中K3砂岩厚0～30 m。K3为灰白色中细粒砂岩, 裂隙发育不均。根据风检孔抽水试验及流量测井成果, 水位标高2.12 m, q=0.211 L/s.m, 属中等富水性, K=0.541 m/d。2、6煤～9煤间砂岩裂隙含水层 (段) :厚度30～40 m, 岩性为中细砂岩为主, 夹泥岩、粉砂岩, 裂隙一般不发育分布较稳定。根据风检孔抽水试验及流量测井成果:水位标高2.12 m, q=0.011 L/s.m, 属弱富水性, K=0.023 m/d。
3.3 井筒涌水量预算
采用稳定流承压-无压完整井裘布依水量计算公式, 利用风井检查孔基岩段混合抽水试验方法所取得的水文地质参数进行井筒涌水时预算。主井全井筒涌水量为基岩混合含水层涌水量Q=106.69 m3/h。副井全井筒涌水量为基岩混合含水层涌水量Q=171.55 m3/h。风井全井筒涌水量为基岩混合含水层涌水量Q=164.71 m3/h。
4 工程地质
4.1 基岩工程地质特征
根据对检查孔岩石、物理力学性质试验成果统计分析, 细砂岩的单轴抗压强度一般为50.5～196.1 MPa, 平均111.3 MPa, 属硬岩类;粉砂岩单轴抗压强度一般为20.1～98.4 MPa, 平均61.3 MPa, 属中硬岩类;泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩单轴抗压强度一般为7.6～93.8MPa, 铝质泥岩, 平均35.2MPa, 属软岩类。
4.2 井筒工程地质类型
第四系为未固结岩层, 第三系为未固结或弱固结岩层, 统称为新生界松散层, 松散层厚度较大, 一般强度较低。其中粘土层所占比例较大, 厚度约占70%以上, 粘土可塑性强, 膨胀量大对井筒冻结施工十分不利;由于各井筒穿过的基岩段泥岩 (软岩类) 占一半以上且地压大, 故祁南矿深部主、副、风井井筒工程地质条件确定为复杂型。
5 其它地质成果
5.1 地温
本次施工, 在副检孔常规测井后增加了简易测温, 结果为:最深测点1 370 m, 温度44.78℃, 属二级热害区, 计算地温梯度为2.14℃/100 m, 属地温正常变化范围。
5.2 煤层发育情况
本次3个检查孔揭露可采煤层有:12、23、32、61和7煤层, 82煤沉缺, 如表2所示。
5.3 瓦斯
(1) 瓦斯成分:本次3个检查孔分别对揭露的12、23、32、61和7煤层采集瓦斯样进行分析测试, 各煤层瓦斯主要成分为CH4气体, 其次为N2和CO2气体, 在井筒施工和巷道开拓过程中应加强监测, 一旦发生异常要立即采取有效治理措施。
(2) 瓦斯压力:主检孔3煤层瓦斯压力10.46 MPa, 压力梯度9.71 kPa/m;副检孔6煤层瓦斯压力2.88 MPa, 压力梯度2.34 kPa/m;风检孔7煤层瓦斯压力5.74 MPa, 压力梯度4.52 k Pa/m。
(3) 瓦斯突出性测试成果:根据测试结果, 主检孔11、12、23、32煤的瓦斯放散速度△P分别为3.286、3.023、1.774、2.234;副检孔1、23、32、61、7煤的瓦斯放散速度△P分别为1.511、2.825、1.314、1.643、2.432;风检孔1、23、32煤的瓦斯放散速度△P分别为1.70、1.60、1.50。
(4) 煤尘爆炸性测试结果:主检、副检孔各煤层的煤尘火焰长度50 mm, 最大400 mm, 岩粉量25%, 最大80%, 均有煤尘爆炸危险性。
(5) 煤的自燃倾向测试结果:主检孔和副检孔各煤层自燃等级为Ⅱ级, 属于自燃煤层。
6 主要结论
(1) 地质。经钻探揭露, 主、副、风井筒穿过的地层有第四系、上第三系、二叠系上、下石盒子组、山西组。第四系、上第三系砂层松散, 粘土层较厚, 粘土层可塑性强。二叠系地层以泥岩、粉砂岩为主, 砂岩次之。总体上岩体工程质量较差, 岩性软弱。据钻探取芯、地球物理测井、层位对比等资料综合分析, 结合检查孔附近其它钻孔成果资料, 本次施工的各检查孔层位基本正常。仅在主检孔及风检孔各揭露1个破碎带。
(2) 水文地质。本矿工业广场, 井筒穿过多层含水层, 并有突水威胁, 防治水工程量大, 难度较高, 根据风检孔对基岩段抽水试验所获得水文地质参数、《煤矿防治水规定》, 该矿井井筒水文地质条件为复杂类型。