地质勘查及深部地质钻探找矿技术

韦浩

摘要：我国许多老矿基地经历了多年的矿产开采后，都相继进入枯竭期，近地表大型发现矿床机率越来越小。因此，进行深部地质矿产的勘探和开发，就成为解决矿产资源缺乏的重要途径。本文分析了地质勘查与深部地质钻探技术的发展现状，并探讨了深部地质钻探找矿的技术方法。

关键词：地质勘查；深部地质；钻探找矿技术

前言

随着矿产开采及勘探程度的不断深入，露头在地表或浅部的矿资源越来越少，随着我国经济高速发展的带来不断增加的对矿产资源的需求，对地质勘查和深部地质找矿技术的研究也就成了当前重要的关注点，也是影响我国经济发展的重要因素。

1.地质勘查工作的内容

1.1对危机矿山接替资源的勘察

为了使矿山服务的年限得到延长，促进矿山的可持续发展，在重要的原材料和固体能源大中型矿山地区，要进行大规模的危机矿山接替资源的勘察工作。其中铜、锌、铅等矿种是地质勘查工作的重点勘查对象，另外还要重点勘查优势的具有国际市场竞争力的矿种。针对那些影响着地区经济发展的矿山，要評价危机矿山接替资源的潜力。对于那些有优越的地质条件、很大市场需求量的危机矿山，要对勘察评价工作进行优先的安排。综合的研究矿区深部以及外围，预测矿产，使找矿的最佳目标得到确定。

1.2对矿山生产的勘查

在进行矿山生产的勘查时，矿山企业要对矿山服务的年限做好科学的规划和设计，合理的开发资源，科学的利用资源。加强对矿山在现有矿区范围内的矿产勘查工作，使资源的储量不断的得到扩大。对于矿山的探边摸底工作，要高度的重视扩大找矿的范围。另外在对矿山进行生产勘查的时候，要积极的利用先进的技术，提高勘查的效率。对于矿山企业的采矿情况，国土部门要将它们记录在档案，完善矿山储量管理信息系统。积极的调查开采矿山的环境地质和水文地质，检测矿山的地质环境。

1.3综合评价和勘查共伴生矿和尾矿

为了加强矿山的开发，要综合的利用关键的技术，评价和研究低品位以及新类型的矿产的开发技术，综合的开发和利用紧缺的矿山资源共伴生矿和尾矿。制定相关的标准和政策来规范矿产资源的利用，调查尾矿资源，综合利用矿山的尾矿资源，使资源的综合利用效率不断的得到提高。

1.4关闭阶段的地质勘查工作

对于关闭矿山和复垦阶段的地质工作，是有具体的法律规定的，矿山企业一定要严格的按照法律的规定来进行。仔细的调查闭坑前后的矿山的地质环境，保护好矿山地区的环境。在矿山的开采活动结束之前，闭坑的地质工作要做好，另外闭坑的地质报告要提交。对于废弃的矿山和闭坑的矿山，中央和地方政府要对地质环境进行的调查，评价矿山地质环境的现状，并且针对矿山地质环境的综合整治工作提出具有建设性的意见和建议。

2.深部探矿钻探技术

2.1金刚石绳索取心技术

钻探技术第一次革命就是绳索取心钻探技术，现在已经有近6O年的历史。在全球深部探矿钻探施工中是应用最广泛、综合地质效果最佳的深部探矿钻探技术。自上个世纪70年代中期我国开始广泛的应用，但在绳索取心钻探技术应用广度和深度上与国外发达国家相比存在较大差距，利用绳索取心钻探技术完成的深部探矿钻探工作量仍不足全部固体矿产岩心钻探工作量的3O% 。国产绳索取心钻探钻具存在质量差、材质不佳、容易折断和脱扣等问题，不能满足1000m深部探矿钻探的需要。而深部探矿钻探一般采用的替代方案是使用内径可以通过绳索取心钻探钻具内管的普通钻杆来完成深部探矿钻孔取心作业，这就在完成绳索取心作业的同时增大了深部探矿钻探钻孔工作量。

金刚石钻头的使用寿命是限制金刚石绳索取心钻探技术应用于深部找矿的另一个原因。自上个实际70年代开始推广金刚石钻探技术以来，我国金刚石钻头制造水平有了很大提高，但是金刚石钻头使用效果与国外仍存在较大着一定的差距。虽然在金刚石超硬复合材料方面进行了大规模的研究与分析，制造了一些聚晶、复合片产品，但这些产品性能也远远不能与国际水平相比较。这就使得国内金刚石钻头钻进效率偏低、寿命短。据相关调查发展，我国所制造的的金刚石钻头寿命在硬岩地层还不足40m。

2.2液动锤钻进技术

液动锤钻进技术在大陆科学深部探矿钻探工程中的成功应用，在推动了我国深部探矿钻探技术水平的进步、拓宽应用领域起到了至关重要的作用，液动锤钻进技术得到众多国外同行的高度评价。但是，液动锤钻进技术对深孔条件下液动锤工作性能的理论分析研究需要进一步的研究。特别是在普通探矿钻探生产条件下，由于泥浆固控系统还停留在传统的岩粉自然沉淀的水平，液动锤钻进技术在钻进过程中泥浆固相含量较高，导致液动锤内部零件频繁卡死，液动锤钻进技术工作寿命大幅度降低，液动锤钻进技术从而提钻频繁。在液动锤钻进技术推广过程中，液动锤钻进的优点虽为大家所认识和接受，液动锤钻进技术但是实际的探矿钻探应用还较少。

2.3空气泡沫钻探技术

空气泡沫钻探技术是原地矿部“七五”和“八五”期间的重点科研攻关项目，由勘探技术研究所、长春地质学院和甘肃地矿局等科研院所、高校和相关生产单位联合完成。经过不同环境条件及机具试验研究总结了一套比较成熟的空气泡沫钻探工艺和空气泡沫钻进规程。空气泡沫钻探技术由于后正值地质钻探工作量锐减，而空气泡沫钻探技术在初期投资、能耗和后期泡沫剂回收方面的费用都比普通钻进技术高，因此空气泡沫钻探技术推广应用处于停滞状态。

2.4反循环连续取样（心）钻探技术

钻探技术第二次革命是反循环连续取样（心）钻探技术。一般采用的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进行深部探矿钻探施工，随着反循环连续取样（心）钻探技术钻进的不断进行，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。

国内外大量的深部探矿钻探施工经验表明，采用反循环连续取样（心）钻探技术获取的地质样品不仅完全能达到确定矿体厚度、矿体埋藏深度、矿体的品位等物化参数的基本要求，而且反循环连续取样（心）钻探技术在钻探施工速度要比传统的深部探矿技术施工速度提高5～10倍，大大降低了深部探矿钻探的施工成本。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深部探矿钻探工作量的比例超过80%。我国在上世纪80年代中期曾开展了反循环连续取样（心）钻探技术的研究并进行推广应用，但由于我国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，所以反循环连续取样（心）钻探技术的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钻探技术相结合的地质勘探新概念，并在一些国家开始广泛的应用这种技术，取得了比任何单一方法效率及地质效果都要好的结果，大幅度提高了深部探矿钻探效率、降低了深部探矿钻探的成本。

3.总结语

在当前的发展下，地质勘查和深部地质找矿技术的发展已经成为影响我国经济发展的重要因素。因此，要通过不断的深入研究，并采取积极的措施对地质勘查的技术进行不断的改进，从而提高地质勘查工作的质量。

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]郑建国.钻探技术如何适应深部找矿的要求[J].工程与建设. 2009（06）