地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術的運用研究

李 政

（湖南省地質(zhì)災害調(diào)查監(jiān)測所，湖南 長沙 410029）

現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟水平早已得到顯著提高，而豐富的礦產(chǎn)資源更是推動了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。其中地質(zhì)礦產(chǎn)資源作為不可再生資源，需要相關工程人員運用先進的地質(zhì)勘探技術做好礦山開采工作，同時整體提高地質(zhì)探礦工程的施工質(zhì)量。此外，工程企業(yè)還需要針對地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術應用時存在的安全問題進行深入研究，在優(yōu)化與改進地質(zhì)勘探技術的同時，保證地質(zhì)勘探工作的開展的規(guī)范性與穩(wěn)定性。

1 地質(zhì)探礦工程概述

1.1 工程分類

地質(zhì)勘探工程主要包括礦產(chǎn)勘探與鉆井工程兩種，其中礦產(chǎn)勘查項目大多指勘探隧道開挖工程，也就是利用先進的儀器設備在巖層內(nèi)開挖通道。地質(zhì)工程主要用于勘探地表礦產(chǎn)資源，而工程技術人員則需要結合資源情況及相關數(shù)據(jù)信息深入研究該地區(qū)的水文地質(zhì)結構[1]。在此過程中還需要分析地質(zhì)樣品實現(xiàn)礦產(chǎn)儲量測試目標，以此為礦場開采工作提供科學可靠的參考依據(jù)。鉆井工程指結合地質(zhì)勘察要求，在鉆井設備的輔助作用下鉆探地層，并在地質(zhì)景區(qū)內(nèi)采集樣品。當?shù)刭|(zhì)勘察工作結束后，相關技術人員還需要利用檢測儀器分析樣品，從而全面掌握該地區(qū)礦產(chǎn)﹑地熱資源的實際情況。最后，在樣品成分分析與性能測試中，還需要引導工程人員了解資源性質(zhì)及作用情況，確定礦產(chǎn)資源儲量及分布后，同時科學評估采礦價值及資源利用的可行性。

1.2 地質(zhì)勘察技術的發(fā)展

地質(zhì)工程勘探為資源開發(fā)利用創(chuàng)造了良好的先決條件，特別是我國有著豐富的礦產(chǎn)資源，其開發(fā)利用效果將會直接影響我國社會經(jīng)濟發(fā)展情況。盡管我國正處于高速發(fā)展階段，但總體勘查水平仍落后于發(fā)達國家。在我國經(jīng)濟的實力不斷提高的背景下，社會各界對資源需求也隨之不斷增長，這在一定程度上推動了勘探技術的發(fā)展進程。但需要注意的是，勘察技術的有效應用需要以豐富的理論知識儲備及探索創(chuàng)新精神為支撐。目前我國工程人員逐漸將重心放在了資源的開發(fā)利用上，而地質(zhì)勘察技術則為其奠定了良好基礎[2]。此外，我國原本就包含多種不同的地質(zhì)環(huán)境，且極容易發(fā)生地質(zhì)災害問題，無形中增加了不必要的經(jīng)濟損失與人員傷亡事故。因此針對特殊地區(qū)做好地質(zhì)災害防治管理工作具有重要現(xiàn)實意義，相關工作人員可以充分利用地質(zhì)勘察技術排查該地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災害的原因，同時采取科學可行的預防措施。在地質(zhì)工程勘探項目實施過程中，還需要充分考慮勘探對象與地質(zhì)環(huán)境之間的關聯(lián)，而相關工程人員可以借助地質(zhì)勘探技術了解礦場地質(zhì)情況，深入挖掘引起地質(zhì)問題的成因及其中潛在的安全隱患。在現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展進程中，我國礦山數(shù)量正不斷增加，環(huán)境問題也日益突出，在礦山開采過程中若不及時解決地質(zhì)問題，就會使得現(xiàn)場周邊環(huán)境遭到嚴重的負面影響。在資源開發(fā)利用中還需要以先進的勘察技術為導向，化解資源與環(huán)境之間的矛盾，以免資源開發(fā)引起嚴重的環(huán)境污染問題，切實推動現(xiàn)代社會與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展。

2 礦山地質(zhì)勘察的工作任務

礦山資源開發(fā)離不開先進的勘察技術支持，特別是資源分布向來是地質(zhì)勘察工作的重要內(nèi)容，因此在礦山地質(zhì)勘查過程中還需要制定完善的資源分布圖，從而為后續(xù)的資源開發(fā)提供具有借鑒價值的參考依據(jù)。實際上礦山地質(zhì)勘察工作任務主要集中在斷層位置和分布的調(diào)查上，也就是結合構造斷層的生長情況，判斷其對資源開發(fā)可能造成的影響。對礦層位置進行考察時，還需要客觀評價各礦層之間的連續(xù)性，在拓展安全開采范圍的同時實時掌控礦井變化[3-5]。對礦床質(zhì)量和類型進行分析時，還需要結合勘察資料有針對性地制定開采方案，同時選擇適合的選礦工藝，客觀評估礦井開發(fā)能力。對礦區(qū)內(nèi)的水文條件進行評估時，還需要科學預測涌水量﹑涌水面積，進一步判斷采掘工程的影響范圍，并以此為基礎確定水源保護﹑防治計劃。針對瓦斯涌出量﹑位置﹑分布情況制定防治計劃時，還需要充分了解礦井溫度﹑礦井開挖情況，并在礦區(qū)內(nèi)標定具體的位置，深入挖掘地質(zhì)災害可能發(fā)生的幾率，從而采取科學可行的預防措施。

3 地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術的具體運用

3.1 繩索取芯鉆探技術

在地質(zhì)勘探工程中，可以將繩索取芯鉆探技術運用的勘探工作中，以此取得理想的地質(zhì)勘察效果。有效應用繩索取芯鉆探技術可以提高地質(zhì)勘探工程的質(zhì)量，并將其運用到整體范圍內(nèi)。與此同時，繩索取芯鉆探技術還有助于保證鉆進效率，有效延長端頭的使用年限。將繩索取芯鉆探技術運用到地質(zhì)勘探工作時，可以有效降低安全事故的發(fā)生幾率，保重整個施工過程的安全性，在減輕勞動負擔的同時減少設備材料損耗。另一方面，利用繩索取芯鉆探技術還能取得理想的地質(zhì)勘察效果，使得整個地質(zhì)勘察過程得以有效優(yōu)化與完善。在我國地質(zhì)鉆探勘察工作實際開展過程中，還可以借助螺旋桿﹑繩索取芯﹑液動錘等技術提高地質(zhì)勘察工作的實效性，使得地質(zhì)鉆探水平得以有效提升。最重要的是，將繩索取芯鉆探技術應用到勘探工作，還有助于避免巖心堵塞的情況發(fā)生，從整體上提高鉆進效率。

3.2 液動潛孔錘鉆探技術

在地質(zhì)勘探工作中應用液動潛孔錘勘探技術時，通常需要利用回轉鉆探技術進行優(yōu)化與改進，并在泥漿泵的輔助作用下將沖洗液輸送到設備中，在液動潛孔錘的作用下沖擊破碎巖石。在鉆桿與鉆頭之間安裝液動潛孔錘有助于在鉆進施工中生成相對較大的沖擊負荷，從而整體提高設備鉆進效率。基于此，在地質(zhì)勘探中應用液動潛孔錘鉆探技術可以取得理想的效果，從根本上解決復雜的鉆進地層難題，并為鉆孔質(zhì)量提供良好保障。

3.3 反循環(huán)鉆探技術

反循環(huán)鉆探技術的原理在于利用空氣反循環(huán)完成鉆探勘察工作，通過這種方式不但能保證實際工作效率，還能有效控制成本支出。該技術在水力反循環(huán)原理的支持下體現(xiàn)出了較高的利用率，其本身對勞動強度的要求也相對較低。有效應用空氣反循環(huán)原理不僅有助于整體提升鉆探效率，在我國干旱缺水區(qū)域也有著較高的適用性，真正為我國地質(zhì)勘探工作的高效化開展提供了強有力的技術支撐。水力反循環(huán)原理既有助于保障反循環(huán)勘探技術的取芯質(zhì)量，又能整體提高鉆進時間的利用率，有效減輕施工人員背負的勞動負擔。

3.4 組合鉆探技術

組合鉆探技術可以實現(xiàn)連續(xù)取樣空氣反循環(huán)，在水力反循環(huán)作用下提高連續(xù)取芯與持續(xù)鉆探管控的質(zhì)量。組合鉆探技術作為一體化鉆探技術，其本身具有較強的綜合性。將該技術應用到地質(zhì)勘探工作時，通常需要用到雙壁鉆桿﹑輔助器以及鉆機，結合地層情況以及地質(zhì)勘探要求完成綜合性的地質(zhì)勘探管控工作。利用組合鉆探技術開展地質(zhì)工程勘探工作，既有助于保證鉆探效率，又能最大限度地節(jié)約成本支出。

3.5 定向?qū)泳夹g

定向?qū)泳夹g指利用螺桿鉆孔定向鉆探與水平鉆探，在井下及地下數(shù)百米處實現(xiàn)對接。目前我國定向?qū)泳夹g主要是用于水井施工﹑地熱井施工，即便是在較長的距離內(nèi)使用定向水平井勘探技術，也能有效延長井的使用壽命。與此同時，將定向?qū)泳夹g應用到地質(zhì)礦產(chǎn)勘查﹑地產(chǎn)開采工作，同樣有助于保證定向?qū)拥木龋貏e是在地質(zhì)復雜的區(qū)域內(nèi)也能保證開挖工作的質(zhì)量。在城市區(qū)域內(nèi)運用定向?qū)泳夹g時，還需要完成地表開挖工作，整體提高管道鋪設的質(zhì)量和效率。

4 地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術的安全防范對策

4.1 建立完善的安全保障體系

完善的安全體系建設有助于保障地質(zhì)工程勘探的安全性，這就需要工程單位結合自身發(fā)展情況及項目需要建立系統(tǒng)的安全管理體系，站在發(fā)展的角度看待安全施工的重要性，同時不斷優(yōu)化安全管理系統(tǒng)。在此過程中還需要對施工的全過程進行監(jiān)督與管理，嚴格按照制度要求實施勘察作業(yè)，督促各級管理員將安全管理工作落實到位，要求其在自身工作崗位中始終保持較強的安全防范意識，同時保證整個安全操作的規(guī)范性。另外，工程企業(yè)還可以組織現(xiàn)有員工參與安全培訓活動，通過樹立正面積極的企業(yè)文化形象來提高相關管理人員的安全意識，并對其開展勘察技術安全考核工作。此外，工程單位還需要建立完善的安全獎懲措施，促使勘察技術人員自覺遵守安全操作規(guī)范。在條件允許的前提下，工程單位還可以成立專門的安全管理機構，要求其嚴格執(zhí)行現(xiàn)場安全檢查管理工作，根據(jù)鉆井中存在的安全問題提前制定應急預案，從而保證勘探工程項目順利開展的有效性。

4.2 運用先進的鉆井技術

在地質(zhì)勘探項目實施過程中可以積極引入先進的鉆井技術，從而為地質(zhì)探礦工程提供技術層面的保障。這就需要工程單位在地質(zhì)勘察過程中不斷優(yōu)化鉆井技術，結合項目實際情況保證勘察技術應用的安全性。與此同時，在鉆井作業(yè)正式開展前，工程人員還需要針對項目所在地的地質(zhì)水文條件﹑地形地貌等信息做好調(diào)研工作，借助信息化技術分析巖石勘探工作中存在的問題，結合具體的勘察要求選擇適合的鉆井方式，有效控制施工成本的同時保證勘探作業(yè)的安全性，真正將政府部門在地質(zhì)勘查項目中的作用和優(yōu)勢全面體現(xiàn)出來。在地質(zhì)工程勘察作業(yè)實際開展過程中，還需要嚴格遵守相應的法律規(guī)范，結合自身實際情況完善相關規(guī)章管理制度，充分滿足地質(zhì)勘探的實際要求。對地質(zhì)勘察過程進行管理時，還需要遵循可持續(xù)發(fā)展原則，在提高鉆井施工安全的基礎上，將鉆井技術運用到勘察作業(yè)中，從而為周邊生態(tài)環(huán)境提供安全方面的保障。

4.3 建立完善的環(huán)境影響評價機制

在地質(zhì)勘探工作中通常需要對礦山實施大規(guī)模開挖﹑鉆探作業(yè)，使得原本的地質(zhì)地貌﹑地表植被受到不同程度的影響，甚至嚴重破壞周邊生態(tài)環(huán)境?；诖?，工程人員在勘探作業(yè)實際開展過程中，可以在開采工程的初期階段建立系統(tǒng)的環(huán)境影響評價機制。首先，針對勘探作業(yè)以及采礦工程中可能影響環(huán)境的因素進行科學評估，并對重點區(qū)域做出安全評價，同時科學分類勘探可能引起的環(huán)境污染問題，有針對性地制定相應的解決方案，真正將地質(zhì)勘探工作可能對周邊生態(tài)環(huán)境造成的破壞控制在最小范圍內(nèi)。結合曾經(jīng)已有的礦山地質(zhì)評價數(shù)據(jù)及方案，經(jīng)過國家環(huán)境保護部門審批后，工程技術人員還需要在地質(zhì)勘察工程的初期階段，嚴格按照國家規(guī)定的勘察要求審查地質(zhì)勘查施工技術方案，同時按照評估報告糾正地質(zhì)勘查活動中存在的錯誤。當勘探作業(yè)結束后，工程技術人員還需要將環(huán)境情況與評估結果進行對比分析，通過總結相關經(jīng)驗來為地質(zhì)勘探提供科學可靠的參考依據(jù)。

4.4 實行預警機制

在當前發(fā)展階段，我國礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查工程的數(shù)量正不斷增長，這也使得礦區(qū)工程開采的作業(yè)量也隨之不斷增加。針對于此，工程單位應根據(jù)不同時期的礦山開采技術特點與環(huán)境因素采取科學可行的環(huán)境保護規(guī)劃措施，并在礦山地質(zhì)勘探工作中加強工程勘察與生態(tài)保護的一體化管理，從而有效提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率，以免礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查工作對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的破壞。生態(tài)環(huán)境保護原本就是一項復雜的工程，需要工程企業(yè)做好長期維護工作。在礦山資源開發(fā)過程中，地質(zhì)勘察人員還需要動態(tài)性監(jiān)測地質(zhì)變化情況，使得礦山植被生物﹑井下地質(zhì)結構﹑水文情況得以有效優(yōu)化，真正將地質(zhì)勘察工作對生態(tài)資源造成的破壞降到最低。只有積極引入全新的地質(zhì)勘探技術，科學構建地質(zhì)地貌環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，才能推動礦山開采項目實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，最大限度地避免礦山資源過度開采的問題，甚至嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。必要時還需要完善監(jiān)測預警機制﹑減災防治體系，最大限度地降低礦山生態(tài)遭到破壞的幾率。

4.5 組建一支高素質(zhì)地質(zhì)工程勘察隊伍

若想推動地質(zhì)工程勘察事業(yè)朝著更高層次發(fā)展，就必須大力培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術人員，組建一批優(yōu)秀的地質(zhì)工程勘察安全生產(chǎn)隊伍，要求地質(zhì)勘察技術人員熟練掌握相關知識﹑技能，從整體上提高勘察隊伍的建設水平。在此過程中還需要保證整個安全管理過程的規(guī)范化水平，依托于健全的安全管理體系調(diào)動全體工作人員的積極性，使其自覺學習安全管理相關知識，整體提高地質(zhì)工程勘察工作的質(zhì)量和效率。最后，加大安全監(jiān)督管理力度，推動地質(zhì)工程勘查工作實現(xiàn)健康長遠的發(fā)展，以完善的安全管理體系為載體提升勘探工程發(fā)展水平。

5 結語

在地質(zhì)探礦工程中應用地質(zhì)勘探技術有助于整體提高地質(zhì)探礦的質(zhì)量，從根本上避免工程項目在施工中發(fā)生安全事故。因此，在地質(zhì)探礦工程中必須嚴格把控地質(zhì)勘探技術的應用要點，深入研究地質(zhì)勘探工作中存在的各種問題，采取科學可行的對策提高地質(zhì)探礦工作的安全性，并為勘探環(huán)境的安全穩(wěn)定性提供良好保障。另外，工程企業(yè)還需要結合地質(zhì)探礦工程中的地質(zhì)環(huán)境選擇適合的地質(zhì)勘探技術，并在此基礎上做好技術創(chuàng)新工作。