基于礦山資源勘察中的探礦工程技術(shù)應(yīng)用

陳志強(qiáng)

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊(duì)，安徽 池州 247100）

常規(guī)探礦工程技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦藏進(jìn)行定位和挖掘工作，但在多形式下礦床和復(fù)雜地形的干擾下，常規(guī)探勘工程技術(shù)存在定位不準(zhǔn)、礦床分析能力較弱的問題，為此提出基于礦山資源勘察中的探礦工程技術(shù)應(yīng)用[1]。利用礦床電磁電感現(xiàn)象構(gòu)建礦山資源勘察甚低頻電磁電感裝置，分析反射信號(hào)，確定其鉆探位置，基于不同材質(zhì)的工藝處理，應(yīng)用于鉆探設(shè)備中，提高鉆探效率。依托礦山資源勘察運(yùn)算機(jī)制以及類比經(jīng)驗(yàn)法確定礦床開采，實(shí)現(xiàn)基于礦山資源勘察中的探礦工程技術(shù)應(yīng)用。

1 礦山資源勘察對(duì)探礦工程鉆探技術(shù)能力的提高

1.1 鉆探位置的確定

常規(guī)探礦工程技術(shù)利用周邊取樣，特征樣品地質(zhì)分析的方法判斷鉆臺(tái)位置。與常規(guī)探礦工程技術(shù)相比，本文提出的探礦工程技術(shù)應(yīng)用構(gòu)建礦山資源勘察甚低頻電磁電感法。分析礦藏電磁電感效應(yīng)曲線，從而確定最佳鉆探位置。其甚低頻電磁電感法原理圖如圖1所示[2]。

甚低頻電磁電感主要包括甚低頻發(fā)生器、電感電容、低頻變頻采樣器、低頻變頻濾波通道，以及輸出顯示器，通過電感電容獲得穩(wěn)定的較低頻率。

1.2 鉆探效率的提高

常規(guī)探礦工程技術(shù)選擇最應(yīng)的刀具進(jìn)行鉆探，無法針對(duì)不同巖層選用不同刀具進(jìn)行開采，效率較低。本文提出探礦工程技術(shù)應(yīng)用，利用礦山資源勘察甚低頻電磁電感技術(shù)，確定不同地質(zhì)范圍的不同巖石類別。根據(jù)不同的巖石類型，更換不同的開鉆刀具。依托專業(yè)克巖刀具進(jìn)行開采[3]。

圖1 甚低頻電磁電感法原理圖

高速鋼本身具有良好的韌性以及耐磨性，應(yīng)用于鉆探工程中，將原有高速鋼進(jìn)行表面改性，使之表面更加耐磨，心部具有良好的韌性。對(duì)火山巖石選用鉻基高速鋼合金刀片，鉻基金屬物在不銹鋼基體上形成1～3mm厚鉻基耐磨層，與基體組織形成緊密的金屬鍵連接。同理鎳基高速鋼合金刀片，以及硅基高速鋼合金刀片均采用表面改性的方式進(jìn)行表面增強(qiáng)。

2 礦山資源勘察對(duì)探礦工程坑探技術(shù)能力的提高

2.1 施工探槽以及淺井的確定

施工探槽是為觀察地質(zhì)現(xiàn)象以及取樣方便形成的槽型坑道。常規(guī)探礦工程技術(shù)采用隨機(jī)方式進(jìn)行施工探槽的挖取，取樣的地域代表性較低，通常是進(jìn)行多次取樣，對(duì)樣品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后給出結(jié)論。本文采用礦山資源勘察技術(shù)，對(duì)單位面積下的整體地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取與分析。

2.2 礦床的確定

一個(gè)礦床有沒有開采價(jià)值，是勘探開采礦石工作中最為基礎(chǔ)的一項(xiàng)工作。對(duì)于很多特殊品類的礦床來說，在特殊環(huán)境以及特殊開采條件下，對(duì)礦床開采經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響最大的就是工業(yè)指標(biāo)，也就是開采出的礦石所含有有用元素的品位指標(biāo)數(shù)。而品位指標(biāo)數(shù)的高低都會(huì)影響礦床中，礦石的產(chǎn)量，所含元素的多少，礦石的形狀自己大小。相反的品味指標(biāo)數(shù)越高。礦石的產(chǎn)量越少，開采的面積就越小，投資和成本降低。在保證資源的合理利用，開采技術(shù)的可行度，以及確保經(jīng)濟(jì)的合理規(guī)劃，一般情況下礦床的開采方法分為以下幾種。第一種就是類比經(jīng)驗(yàn)法，通過大量的礦石數(shù)據(jù)，對(duì)所要開采的礦石進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。與大量經(jīng)驗(yàn)得出的原始數(shù)據(jù)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，即一般邊界品位數(shù)大于等于尾礦品位數(shù)得1.5～2倍，即為可開采礦石。其公式為

其中a1為礦石的邊界品位數(shù)，d為噸礦回采費(fèi)用，e為噸礦石坑內(nèi)外運(yùn)輸費(fèi)用，f為噸礦石選冶費(fèi)用，p為噸礦石回收的產(chǎn)品價(jià)格，a2為選尾礦品位數(shù)。當(dāng)a1的數(shù)值大于或等于右側(cè)等式時(shí)，該礦石即為可開采礦石，不僅保證了資源的合理利用，開采技術(shù)的可行度，又保障了經(jīng)濟(jì)利益。

3 實(shí)例分析

為了保證本文提出的基于礦山資源勘察中的探礦工程技術(shù)應(yīng)用的有效性，進(jìn)行仿真模擬試驗(yàn)分析。試驗(yàn)過程中，以不同的礦山資源類型作為試驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行礦山資源定位準(zhǔn)確能力模擬試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)對(duì)象不同的礦藏深度、不同礦藏類型進(jìn)行仿真模擬。

3.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

為了保證仿真試驗(yàn)過程的準(zhǔn)確性，對(duì)測(cè)試的試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，本文模擬試驗(yàn)采用不同的礦山資源類型作為試驗(yàn)對(duì)象，利用兩種不同的探礦工程技術(shù)，進(jìn)行礦山資源定位準(zhǔn)確能力模擬試驗(yàn)，并對(duì)模擬試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。由于不同方法中得到的分析結(jié)果與分析方式是不同的，因此，試驗(yàn)過程中需要保證試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)的一致。本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置結(jié)果如表1所示。

表1 試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)過程中，由于采用兩種不同的探礦工程技術(shù)的分析結(jié)果無法進(jìn)行直接對(duì)比，為此采用Analysis第三方分析記錄軟件，對(duì)試驗(yàn)過程與結(jié)果進(jìn)行記錄與分析，并將結(jié)果顯示在本次試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果曲線中。在模擬試驗(yàn)結(jié)果曲線中，利用Analysis功能消除模擬試驗(yàn)室人員操作和模擬仿真計(jì)算機(jī)設(shè)備因素產(chǎn)生的不確定度，只針對(duì)不同的礦山資源類型、不同的探礦工程技術(shù)，進(jìn)行礦山資源定位準(zhǔn)確能力模擬試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比曲線如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果曲線

從試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果曲線可以看出，在三種不同的地礦復(fù)雜度情況下，本文設(shè)計(jì)探礦工程技術(shù)較常規(guī)探礦工程技術(shù)，定位偏差明顯降低，同時(shí)對(duì)礦床分析能力明顯提高。在模擬地況復(fù)雜度為0.2時(shí)，本文設(shè)計(jì)探礦工程技術(shù)定位與系統(tǒng)模擬礦床距離小于12m，隨礦藏深度變化定位偏差起伏變化不明顯。當(dāng)?shù)V場(chǎng)深度超過20km時(shí)，定位偏差第一次快速提升，定位偏差為10.5m。

通過第三方分析軟件得出，在模擬地礦復(fù)雜度為0.2時(shí)，本文提出的探礦工程技術(shù)平均定位偏差為8.45m，常規(guī)探礦工程技術(shù)平均偏差為34.42m。在模擬地礦復(fù)雜度為0.5時(shí)，本文提出的探礦工程技術(shù)平均定位偏差為12.48m，常規(guī)探礦工程技術(shù)平均偏差為54.37m。在模擬地礦復(fù)雜度為0.8時(shí)，本文提出的探礦工程技術(shù)平均定位偏差為20.17m，常規(guī)探礦工程技術(shù)平均偏差為78.94m。得出平均本文提出的探礦工程技術(shù)平均定位偏差為13.7m，常規(guī)探礦工程技術(shù)平均偏差為55.91m。從而得出提出的探礦工程技術(shù)應(yīng)用較常規(guī)探礦工程技術(shù)定位精確度提高75.49%。

4 結(jié)語

本文提出基于礦山資源勘察中的探礦工程技術(shù)應(yīng)用，基于礦山資源勘察對(duì)探礦工程鉆探技術(shù)能力的提高，以及對(duì)探礦工程坑探技術(shù)能力的提高，實(shí)現(xiàn)在探礦工程技術(shù)應(yīng)用。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本文設(shè)計(jì)的技術(shù)方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠?yàn)樘降V工程技術(shù)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[3]范曉東.低應(yīng)變反射波法在礦山樁基巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].中國礦業(yè),2018,2(1)：170-173.