大數(shù)據(jù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向

丁岳

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 南京 210041）

合理開采作為一種不可再生資源，在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。高效的地質(zhì)勘查可以提高我國地質(zhì)勘查工程的效率，提高地質(zhì)勘查工程的質(zhì)量。在我國地質(zhì)勘查過程中，地質(zhì)勘查是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的工程。由于采礦過程中環(huán)節(jié)復(fù)雜，地質(zhì)分布不規(guī)則，地質(zhì)勘探前期獲得的詳細(xì)數(shù)據(jù)將會減少采礦過程中安全問題的發(fā)生，避免采礦過程中資源的浪費(fèi)。從而提高整個(gè)礦產(chǎn)資源開采的科學(xué)性和穩(wěn)定性。從礦產(chǎn)資源勘查的宏觀角度看，我國礦產(chǎn)資源儲量豐富。礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的增長，工業(yè)生產(chǎn)對礦產(chǎn)資源的需求也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。從現(xiàn)階段礦業(yè)工作的開展來看，國內(nèi)65%以上的礦區(qū)已經(jīng)開采量，部分礦區(qū)存在過度開采的趨勢?，F(xiàn)有礦區(qū)雖然資源豐富，但在實(shí)際的地質(zhì)勘查工程中，仍存在因采礦技術(shù)落后，地質(zhì)勘查工作不全面的現(xiàn)象。在這種情況下，很容易造成礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，長期發(fā)展將抑制市場經(jīng)濟(jì)條件下礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，相關(guān)部門應(yīng)更加重視地質(zhì)勘查工程，規(guī)范資源開采流程，適當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)的地質(zhì)勘查技術(shù)。結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展趨勢，我國應(yīng)用最廣泛的勘探技術(shù)主要包括以下兩種。一是各種地球物理勘探技術(shù)。根據(jù)礦區(qū)磁場的變化及相關(guān)因素，在開展地質(zhì)物探工程之前，應(yīng)充分考慮前期投資，以便對礦區(qū)進(jìn)行全面搜尋。例如：地球物理剖面、激電測深等。二是物理勘探方法或化學(xué)勘探方法，如分析地震因素、地裂縫、巖漿噴口等。這種勘探方法的優(yōu)點(diǎn)是，它不僅可以獲得大量的地質(zhì)數(shù)據(jù)，還可以獲得有關(guān)礦區(qū)的其他數(shù)據(jù)信息。然而，由于礦區(qū)礦產(chǎn)資源分布不規(guī)則，在地質(zhì)勘查工程中規(guī)范地質(zhì)勘查過程十分必要，這也是一個(gè)值得相關(guān)部門深入研究和思考的問題。

一、大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢

（一）便捷

大數(shù)據(jù)是隨時(shí)在線的、能被及時(shí)調(diào)用與計(jì)算的數(shù)據(jù)，而不是儲存在硬盤、軟盤等工具上的數(shù)據(jù)。這意味著大數(shù)據(jù)可以十分便捷的隨時(shí)調(diào)用和查詢，不會受到硬件設(shè)備的局限，大大提升了便捷性，提高了工作效率。

（二）快速

大數(shù)據(jù)的反應(yīng)及時(shí)快速。在日常應(yīng)用程序中，用戶在瀏覽器搜索欄中輸入關(guān)鍵字后，可以馬上獲得很多搜索數(shù)據(jù)，并選擇有用的信息。可以想象，瀏覽器搜索速度慢的話，就像實(shí)際上在看圖書館一樣，獲得自己想要的信息需要花很多時(shí)間，用戶就不會選擇使用瀏覽器。因此，反應(yīng)及時(shí)、迅速的大數(shù)據(jù)用于煙草行業(yè)信息化建設(shè)中，大量數(shù)據(jù)在信息技術(shù)效果上迅速匹配，大大提高了煙草行業(yè)管理效率。

（三）全面

大數(shù)據(jù)涵蓋面廣，內(nèi)容豐富全面。信息時(shí)代，數(shù)據(jù)存儲技術(shù)不斷更新，在數(shù)據(jù)收集與存儲中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，使數(shù)據(jù)搜集更加全面。與以往傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)樣本概念不同，大數(shù)據(jù)作為完整的系統(tǒng)，其搜索的是全部的數(shù)據(jù)，滿足了用戶對大量信息的需求。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響下，人們的生活質(zhì)量和社會發(fā)展得到了前所未有的提高。大數(shù)據(jù)主要是指在收集、匯總、分析和處理海量數(shù)據(jù)時(shí)，使用一般技術(shù)或工具無法提取的有效信息。同時(shí)，由于大數(shù)據(jù)整合難度的提高，給相關(guān)工作者帶來了更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括對信息采集的高標(biāo)準(zhǔn)要求，決策和簡化信息集成流程，可以有效滿足大數(shù)據(jù)社會的需求，對收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的分析和集成，具有更多的信息。其中，云計(jì)算技術(shù)在很大程度上推動了大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展。它變得更科學(xué)、合理的分析和處理數(shù)據(jù)，簡化了處理方法，提高了速度和質(zhì)量信息的分析和整合，并提高信息的多樣性和數(shù)據(jù)收集各界在更大程度上，為我們的日常生活提供便利。

二、地質(zhì)工作勘探概述

我國資源儲量相對豐富，但資源分布相對分散，這對勘探企業(yè)的勘探作業(yè)產(chǎn)生了很大的影響。在資源勘查方面，我國與國外一些發(fā)達(dá)國家有很大差距，特別是在尋找礦產(chǎn)資源的過程中，我國可達(dá)到的勘查深度不超過500米，而國外發(fā)達(dá)國家已超過800米。由此可見，中國與世界先進(jìn)水平還有很大的差距。雖然近年來國內(nèi)資源礦山企業(yè)加強(qiáng)了勘探技術(shù)的創(chuàng)新，應(yīng)用了先進(jìn)的勘探設(shè)備，但勘探工程領(lǐng)域仍落后于國外。因此，應(yīng)采用先進(jìn)的勘探方法，提高資源勘探效率?？碧饺藛T在進(jìn)行勘探時(shí)，應(yīng)運(yùn)用先進(jìn)的勘探工程技術(shù)，加強(qiáng)對勘探資料的分析，進(jìn)一步了解地殼結(jié)構(gòu)特征和地層中物質(zhì)的組成，這是整個(gè)勘探工程的關(guān)鍵工作。先進(jìn)勘探工程技術(shù)的應(yīng)用是勘探公司進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查時(shí)確?？碧匠晒谋匾疤?。通過先進(jìn)的勘探工程技術(shù)，可以提高勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性?？碧秸咴谶M(jìn)行勘探作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先明確勘探目的和任務(wù)，并按照管理人員制定的勘探任務(wù)和目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)。通常，勘探者可以通過淺井勘探方法提供大量勘探樣品，幫助勘探部門負(fù)責(zé)人對地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析。

三、地質(zhì)勘查工程中地質(zhì)勘查的安全問題

（一）地質(zhì)環(huán)境特殊

在地質(zhì)勘查過程中，地質(zhì)勘查工作會遇到不同的礦山和不同的地質(zhì)環(huán)境。因此，在地質(zhì)勘查工程中，地質(zhì)勘查工作應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，確定合理的勘查技術(shù)和方法。為了保證礦山開采的安全與穩(wěn)定，地質(zhì)勘探應(yīng)采用提前地質(zhì)分析的方法。地質(zhì)勘查涉及許多復(fù)雜的環(huán)節(jié)。在地質(zhì)勘查中，如果對當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)的規(guī)模、類型和分布不做事先了解，就容易產(chǎn)生危險(xiǎn)性。在地質(zhì)勘查過程中，要收集資料和數(shù)據(jù)，確定礦產(chǎn)資源的類型和規(guī)模。在確定過程中要減少誤差，否則容易影響后續(xù)采礦的順利進(jìn)行。同時(shí)，地質(zhì)勘探也是地質(zhì)開采的警鐘。因此，必須準(zhǔn)確把握當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境，才能提前做好安全防范工作。

（二）槽底易坍塌

在地質(zhì)勘查過程中，要根據(jù)地質(zhì)勘查的目的和勘查的地形特點(diǎn)，選擇合適的勘查方法，制定合理的勘查方案。由于地質(zhì)構(gòu)造和類型的復(fù)雜性，一些勘探技術(shù)的制定要依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)。在一些困難的地質(zhì)勘查過程中，也需要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行高效的工作。因此，為了保證地質(zhì)勘查工作的準(zhǔn)確性和安全性，勘查技術(shù)人員必須具備全面的勘查素養(yǎng)。特別是，在使用的過程中槽深度的方法，有必要確保槽是平坦光滑的墻壁上，這沒有礫石在探索，沒有雜物205m內(nèi)切口，如工具和其他雜項(xiàng)物品，在挖掘過程中不能完全挖掘。在施工過程中，不僅要保證施工人員的安全，還要注意槽底的坍塌情況。

（三）鉆探工藝影響著整個(gè)地質(zhì)勘查工程的安全

鉆井技術(shù)在地質(zhì)勘探工程中利用率高，因此需要在整個(gè)地質(zhì)勘探過程中合理應(yīng)用鉆井技術(shù)，優(yōu)化鉆井技術(shù)，確保鉆井技術(shù)在使用過程中順利發(fā)展。由于在勘探工程中會遇到很多地形構(gòu)造，需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)獲取相關(guān)的地質(zhì)信息，對巖石勘探進(jìn)行具體分析，選擇最佳的鉆探工藝，既可以保證整個(gè)地質(zhì)勘探項(xiàng)目的鉆井技術(shù)的安全性，又可以在鉆井過程中節(jié)省大量的財(cái)力和物力，同時(shí)，在完成鉆井技術(shù)的過程中，要嚴(yán)格遵守有關(guān)法律法規(guī)，對整個(gè)地質(zhì)勘查工程進(jìn)行監(jiān)督。地質(zhì)勘查是一項(xiàng)長期工程。要保證項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，就要做好鉆井技術(shù)的環(huán)保工作，嚴(yán)禁任何破壞環(huán)境的現(xiàn)象。

（四）地勘人員安全意識不足

地勘工程不僅要保證工程質(zhì)量，還要提高地勘人員的安全意識，確保工作的安全順利進(jìn)行。由于地勘工作是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的工作，工作過程中哪怕是一個(gè)小小的失誤都會造成嚴(yán)重的后果，這就要求企業(yè)在地勘管理過程中加強(qiáng)企業(yè)安全管理體系。一些企業(yè)在地質(zhì)勘查工作開始前不對員工進(jìn)行安全培訓(xùn)。地質(zhì)勘查工作人員是地質(zhì)勘查工作的主要參與者。作業(yè)過程中的安全與否直接影響到地勘工作的質(zhì)量。地勘人員只有提高自己的安全意識，掌握安全事故的應(yīng)對措施，才能減少地勘工程中危險(xiǎn)的發(fā)生。

四、大數(shù)據(jù)在地質(zhì)資源勘查中的重要作用

（一）物理化學(xué)勘探技術(shù)

在深部地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中，可以應(yīng)用地球物理勘查技術(shù)。在應(yīng)用過程中，應(yīng)特別注意磁效應(yīng)、重力和地?zé)釂栴}。同時(shí)，良好的準(zhǔn)備工作必須在實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的勘探，并詳細(xì)了解的領(lǐng)域探索，包括地質(zhì)此外，底層的基本狀態(tài)和巖體必須分析和記錄所有的信息數(shù)據(jù)。分析后，有必要決定是否應(yīng)用地球物理技術(shù)。物探找礦技術(shù)可以快速找到露頭和隱伏礦，更好地提高找礦效果。具體應(yīng)用期間還包括水沙檢測方法、土壤檢測方法等方法。

（二）遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物?，F(xiàn)代社會已充分應(yīng)用于地質(zhì)勘查領(lǐng)域。主要優(yōu)點(diǎn)是工作效率高、綜合性能好、視野廣闊等。地勘的發(fā)展能夠充分保證地勘工作的效率，確保所有數(shù)據(jù)滿足高精度的要求，有效杜絕安全事故的發(fā)生。綜合分析遙感傳感器的實(shí)際情況，可以保證勘探數(shù)據(jù)的精度滿足要求。目前，開發(fā)和應(yīng)用的遙感傳感器種類很多，通過新的技術(shù)和工藝提高了傳感器圖像的分辨率。因此，遙感技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用有著非常廣泛的發(fā)展，可以進(jìn)行水資源和煤炭資源的勘查，以及環(huán)境評價(jià)和分析。此外，該技術(shù)可以開展礦區(qū)內(nèi)水害的防治工作，保證地質(zhì)調(diào)查工作的智能化發(fā)展，對促進(jìn)地質(zhì)調(diào)查工作的科學(xué)化、合理化進(jìn)程起到積極的推動作用。

（三）地球物理調(diào)查

地球物理勘探是一種間接的礦產(chǎn)資源勘查方法，不能直接進(jìn)行礦產(chǎn)勘查。主要根據(jù)相關(guān)地區(qū)的地磁差、巖石差、密度差等實(shí)際情況進(jìn)行分析工作，然后根據(jù)相關(guān)信息、數(shù)據(jù)和理論進(jìn)行反向推測，確定有關(guān)地區(qū)礦產(chǎn)資源的覆蓋率或礦產(chǎn)資源的實(shí)際位置。在應(yīng)用物探方法時(shí)，要特別注意地球物理場反演過程中容易出現(xiàn)許多結(jié)果，因此有必要對各種可能的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，然后進(jìn)行科學(xué)預(yù)測。這也說明在應(yīng)用地球物理勘探方法時(shí)，很難對工作人員的能力進(jìn)行測試，需要具備相應(yīng)的理論知識和較強(qiáng)的邏輯思維。同時(shí)，他們也需要有更多的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，通過仔細(xì)細(xì)致的分析，做出最科學(xué)合理的預(yù)測。

五、大數(shù)據(jù)時(shí)代地質(zhì)資源勘查工程的未來發(fā)展趨勢

（一）智能快速鉆井取樣技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，人們的生活方式變得越來越智能化。在地質(zhì)資源勘探中，勘探工程中的快速采樣技術(shù)也在向智能化方向發(fā)展，使應(yīng)用技術(shù)操作更加方便、準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于熱帶叢林、山谷、永久凍土、核爆炸、干熱巖石等難以開發(fā)的地區(qū)。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，鉆井取樣設(shè)備也會有長足的發(fā)展。

（二）定向鉆井技術(shù)研究方向

在目前的地質(zhì)資源勘探中，也對勘探工程的定向鉆井技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。例如，在巖心的變頻電機(jī)、定位技術(shù)和驅(qū)動方面，涉及測量軌跡描述數(shù)據(jù)系統(tǒng)，是鋼絲繩巖心鉆井技術(shù)最重要的研究和發(fā)展方向之一。首先，在實(shí)際開采礦產(chǎn)資源時(shí)，要仔細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)氐拇_采環(huán)境，確保環(huán)境是否滿足開采條件。其次，在礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目的具體勘查中，所使用的設(shè)備和相關(guān)技術(shù)必須在不破壞原始植被等自然環(huán)境的情況下進(jìn)行，我國勘探工程的偉大事業(yè)在未來的發(fā)展中絕不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，這將對我國的能源再生和發(fā)展產(chǎn)生非常不利的影響。中國必須堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路。

（三）深孔鉆孔技術(shù)的研究方向

目前，深孔鉆探技術(shù)主要應(yīng)用于深孔勘探項(xiàng)目。結(jié)合我國地質(zhì)資源勘查中勘探工程深部找礦的相關(guān)要求和規(guī)定，對深孔鉆探技術(shù)進(jìn)行深入研究。研究內(nèi)容主要包括鉆探設(shè)備、鉆探工藝、應(yīng)急防范與響應(yīng)措施、深地勘探施工準(zhǔn)備等。一個(gè)國家或一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最主要的動力是創(chuàng)新。近年來，創(chuàng)新能力在各個(gè)領(lǐng)域越來越受到重視，國內(nèi)勘探工程技術(shù)必將朝著創(chuàng)新的方向發(fā)展。目前，國內(nèi)勘探工程技術(shù)主要依靠引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)。然而，這些先進(jìn)的技術(shù)并不符合中國的實(shí)際情況。完全吸收國外先進(jìn)技術(shù)還需要一段時(shí)間。而且，如果只應(yīng)用國外的技術(shù)，國內(nèi)地質(zhì)資源的勘探將處于被動地位，很難跟上世界的步伐。因此，有必要對國內(nèi)勘探工程技術(shù)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新，如切割研磨材料技術(shù)、巖石破碎技術(shù)等。

（四）向智能化、自動化、數(shù)字化發(fā)展

在勘探工程的許多過程中，它在未來的發(fā)展中需要變得更加智能化，可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合使用，包括在勘探工程的實(shí)際操作中，以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)操作過程。在可靠的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支持下，勘探監(jiān)測數(shù)據(jù)逐步實(shí)現(xiàn)，豐富的數(shù)據(jù)信息資源支持下的勘探工程作業(yè)計(jì)劃得以進(jìn)一步推進(jìn)。在未來勘探項(xiàng)目的不斷研發(fā)中，應(yīng)通過建設(shè)所需的監(jiān)測管理系統(tǒng)，嚴(yán)格控制勘探作業(yè)過程，推動其向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，滿足其在實(shí)踐中的監(jiān)測數(shù)據(jù)需求，全面提高相關(guān)管理人員的工作效率。

（五）改進(jìn)超深鉆進(jìn)研究

為了更好地開展超深鉆井，需要提高設(shè)備的工藝水平，開發(fā)性能更強(qiáng)的鉆井設(shè)備，并結(jié)合泥漿技術(shù)和井眼事故的研究，做好對超深鉆井技術(shù)的認(rèn)識，從而更好地實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘查。加強(qiáng)復(fù)雜硬底鉆井技術(shù)研究。加強(qiáng)地球科學(xué)鉆探技術(shù)裝備、施工技術(shù)和施工方法的研究。地球科學(xué)鉆探對專業(yè)要求非常高。相關(guān)部門人員要不斷學(xué)習(xí)，積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，尋找新的勘探工程方法，并對這種方法進(jìn)行優(yōu)化，從而保證勘探工作質(zhì)量，最大限度地促進(jìn)我國勘探行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。在地球科學(xué)中，鉆孔技術(shù)和設(shè)備的工藝和施工方法需要改進(jìn)，特別是對堅(jiān)硬的底層要有更好的鉆孔能力，以適應(yīng)更多的地質(zhì)勘探工作。

（六）向綠色環(huán)保方向發(fā)展

當(dāng)今社會最普遍關(guān)注的問題就是環(huán)境問題。雖然近年來國內(nèi)資源勘探取得了良好的成果，但這些成果背后也存在著問題。每一次資源的開采都會給周圍的自然環(huán)境帶來不可避免的、無法彌補(bǔ)的破壞，從長遠(yuǎn)來看會影響國家的發(fā)展。因此，綠色環(huán)保的勘探項(xiàng)目將成為未來發(fā)展的首要工作。我們首先要做的就是在每次資源勘探前與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門溝通，了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況，這樣才能保證勘探項(xiàng)目不會污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境，然后開展勘探工作。

六、結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和各領(lǐng)域發(fā)展水平的不斷提高，地質(zhì)勘查在地質(zhì)勘查工程中的發(fā)展也應(yīng)得到加強(qiáng)。特別是礦產(chǎn)資源作為不可再生資源，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對礦產(chǎn)資源的需求將越來越大，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展需要我們大家的共同努力。因此，作為地質(zhì)工程勘查的相關(guān)人員，必須認(rèn)識到地質(zhì)勘查對礦產(chǎn)資源開采的重要性。根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際情況，通過地質(zhì)勘查獲得的數(shù)據(jù)能夠更好地完成地質(zhì)勘查工程的工作，保證勘查工程項(xiàng)目的安全，提高工作效率，為我國地質(zhì)勘查工程的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。