地質(zhì)工程中勘探技術(shù)的運用及安全問題

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摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會對于礦產(chǎn)資源的需求呈現(xiàn)了逐年增加的趨勢。在進(jìn)行礦產(chǎn)資源開采前需要實施前期的地質(zhì)探礦工程，地質(zhì)勘探技術(shù)不僅是地質(zhì)探礦工程中重要的組成部分，還是保證探礦工程的質(zhì)量和勘探過程安全性的重要保障。文章對地質(zhì)探礦工程及其中的地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了簡要闡述，并分析在應(yīng)用地質(zhì)勘探技是需要注意的安全問題。

關(guān)鍵詞：探礦工程；勘探技術(shù)；安全問題

我國的礦產(chǎn)資源無論在種類還是在儲量上都十分豐富，但是由于我國巨大的人口基數(shù)，導(dǎo)致了人均礦產(chǎn)資源相對降低的情況。礦產(chǎn)資源在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在我科技和經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的新形勢下，社會發(fā)展對礦產(chǎn)資源提出了更高的需求。如何科學(xué)有效地開展地質(zhì)探礦工程，提高礦產(chǎn)資源的開采率和利用率，是目前我國礦產(chǎn)行業(yè)面臨的主要問題[1]。通過應(yīng)用先進(jìn)的地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘探工作，不僅是實現(xiàn)礦產(chǎn)行業(yè)長期發(fā)展的重要途徑，更是保證我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步的重要保障。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國在地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的研究和實踐，并取得了不錯的成績，為探礦工程的安全性和礦產(chǎn)資源的順利開采提供了寶貴的理論依據(jù)和實踐基礎(chǔ)。

1地質(zhì)探礦工程概述

地質(zhì)探礦工程一般又被稱之為資源勘探技術(shù)，主要分為坑探工程和鉆探工程，以下將對這兩種工程進(jìn)行概述。

（1）坑探工程。坑探工程通常是指進(jìn)行勘探巷道挖掘，利用專業(yè)的設(shè)備在地質(zhì)巖層的內(nèi)部進(jìn)行通道的挖掘。坑探工程多用于勘探淺層以及表層礦物資源，技術(shù)人員通過對地質(zhì)資源的狀態(tài)和信息進(jìn)行分析，可以在一定程度上了解該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)[2]。此外，通過分析坑道內(nèi)的地質(zhì)樣本，可以達(dá)到初步探明礦產(chǎn)儲量的目的，這對于后續(xù)礦產(chǎn)開采有著十分重要的指導(dǎo)意義。

（2）鉆探工程。鉆探工程是指利用相關(guān)的鉆探設(shè)備，按照提前設(shè)計的地質(zhì)勘探要求，對地層的深層進(jìn)行鉆進(jìn)，并從鉆孔內(nèi)取得該地區(qū)的地質(zhì)樣本。目前在鉆探工程中應(yīng)用比較成熟的方法是使用機(jī)械設(shè)備對于地質(zhì)巖石進(jìn)行鉆探，一些更為先進(jìn)的物理、化學(xué)鉆探技術(shù)還沒有成熟的工業(yè)應(yīng)用案例。技術(shù)人員利用專業(yè)的測試儀器對地質(zhì)樣本進(jìn)行分析，進(jìn)而了解該地區(qū)不同地層內(nèi)的礦物、油氣、地?zé)豳Y源等情況。此外，通過對地質(zhì)樣本進(jìn)行專業(yè)的成分分析以及相關(guān)的物性測試，可以對地下礦產(chǎn)資源的實際情況進(jìn)行了解，進(jìn)而確定該地區(qū)礦產(chǎn)資源的儲量和含量，這直接影響著礦產(chǎn)資源是否具有開采價值的評價結(jié)果。

2地質(zhì)探礦工程中的地質(zhì)勘探技術(shù)

通過在地質(zhì)探礦工程中應(yīng)用地質(zhì)勘探技術(shù)，不僅能夠起到預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的作用，還能為地質(zhì)災(zāi)害工程項目的治理提供解決方案[3]。近年來我國的加大了在地質(zhì)勘探技術(shù)方面的研究，在取得一定成績的同時，該技術(shù)本身也得到了廣泛的應(yīng)用。以下將對地質(zhì)勘探技術(shù)中比較常見的繩索取芯鉆探、微動勘探勘查、液動潛孔錘鉆探、反循環(huán)鉆探以及遙感技術(shù)進(jìn)行介紹。

（1）繩索取芯鉆探技術(shù)。繩索取芯鉆探技術(shù)作為目前應(yīng)用最為廣泛的地質(zhì)勘探技術(shù)，其在應(yīng)用到探礦工程中不僅能夠有效的控制勘探流程，由于其應(yīng)用相對成熟，在很大程度也保證了勘探工程的質(zhì)量。此外，該技術(shù)還具有鉆頭使用壽命長、鉆進(jìn)效率高、節(jié)約人工、降低能耗等優(yōu)點，這些優(yōu)點不僅能夠保證地質(zhì)勘探工程的工程質(zhì)量，實現(xiàn)勘探目的，而且還能有效的控制探礦工程的成本，提高項目的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國在鉆探工程中應(yīng)用較多的使液動錘螺旋桿繩索取芯鉆探技術(shù)，通過實踐證明，該技術(shù)擁有著更高的鉆進(jìn)效率，對于鉆探過程的堵塞問題也有一定的預(yù)防作用。

（2）微動勘探勘查技術(shù)。相對傳統(tǒng)以爆破為震源的大深度地震波勘探技術(shù)，微動勘探勘查技術(shù)不需要任何的人工震源，因此該技術(shù)具有著經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點。此外，微動勘探的信號還具有頻率低、波長大以及更深的勘探深度的優(yōu)勢，在實際應(yīng)用的過程中，需要搭配磁場進(jìn)行靈活應(yīng)用，可以更好的實現(xiàn)勘探效果。通過對表面波進(jìn)行分析，可以明確的了解到地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的實際情況。由于微動測探勘查技術(shù)沒有確定時間域和空間域，這就導(dǎo)致了該技術(shù)在使用上呈現(xiàn)一定不規(guī)則現(xiàn)象。因此，在實際的應(yīng)用過程中需要應(yīng)用波動理論對調(diào)諧波進(jìn)行綜合的分析和研究，保證其變化運動處于微動控制范圍之內(nèi)。

（3）液動潛孔錘鉆探技術(shù)。液動潛孔錘鉆探技術(shù)是由回轉(zhuǎn)鉆頭發(fā)展而來的，其工作原理是用液動潛孔錘將鉆桿和鉆頭連接在一起，在進(jìn)行鉆探時，液動潛孔錘鉆會對鉆頭施加一定的沖擊負(fù)荷，這樣做可以使鉆進(jìn)效率得到明顯的提升，同時也保證鉆進(jìn)過程的安全和鉆探工程的質(zhì)量。

（4）反循環(huán)鉆探技術(shù)。反循環(huán)鉆探技術(shù)在空氣反循環(huán)原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，該技術(shù)具有使用成本低，鉆探效率高等優(yōu)點。此外，由于該技術(shù)也是基于水力反循環(huán)原理之上，因此也具有水力反循環(huán)技術(shù)時間利用率高，勞動強(qiáng)度低的優(yōu)點。目前反循環(huán)鉆探技術(shù)在水資源相對匱乏的鉆探項目中有著廣泛的應(yīng)用，是在一些地質(zhì)條件惡劣地區(qū)進(jìn)行探礦作業(yè)的重要解決方案。

（5）遙感技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，遙感技術(shù)也逐漸應(yīng)用于地質(zhì)勘探領(lǐng)域，該技術(shù)具有視域廣、工作效率高和綜合性強(qiáng)等優(yōu)點。遙感技術(shù)的應(yīng)用對于保證地質(zhì)探礦工程的工作效率、精確性，以及預(yù)防安全事故方面有著重要的意義。結(jié)合目前的實際應(yīng)用情況，遙感傳感器的種類越來越多，各類新技術(shù)、新工藝層出不窮，隨著技術(shù)的應(yīng)用的不斷成熟，傳感器圖像分辨率也有較大的改善，因此遙感技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著良好的前景。遙感技術(shù)在探查水資源、煤炭以及評價煤炭鉆探環(huán)境方面有著十分重要的作用，可以為防治礦區(qū)水害，決策地質(zhì)勘測活動提供必要的數(shù)據(jù)支持。

3地質(zhì)探礦工程中地質(zhì)勘探技術(shù)的安全問題防范

由于探礦工程具有較高的專業(yè)性和復(fù)雜性，在進(jìn)行地質(zhì)探礦工程施工時，需要不斷提高對安全問題的重視程度，一旦探礦工程出現(xiàn)安全事故，不僅會影響到企業(yè)效益和員工安全，嚴(yán)重時甚至還會破壞當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和生態(tài)平衡，造成難以挽回的損失。因此，在地質(zhì)探礦工程中應(yīng)用地質(zhì)勘探技術(shù)需要注意以下幾點安全問題。

（1）充分掌握礦山地質(zhì)環(huán)境。在實際的地質(zhì)探礦工程施工過程中，不同的地區(qū)的地質(zhì)條件存在著巨大的差異，尤其是礦物質(zhì)含量較高的區(qū)域其地質(zhì)條件往往更為特殊。因此，在開采過程一定要重視安全問題，施工單位要充分考慮工程所在區(qū)域的環(huán)境特點和地質(zhì)條件，選擇合理的施工方法和勘探技術(shù)。這對于確保證探礦工程的安全性和可靠性有著重要的意義，在滿足建設(shè)需求的基礎(chǔ)，需要對地質(zhì)探礦工程情況進(jìn)行全面的分析和了解，充分掌握工程所在區(qū)域的地質(zhì)資料，為后期開采工作的順利進(jìn)行提供有利條件。例如，在進(jìn)性鉆探作業(yè)前需要對礦山的建設(shè)規(guī)模、礦產(chǎn)分布和該區(qū)域范圍氣候特征進(jìn)行調(diào)查。此外，在實際工作中，還要結(jié)合建設(shè)環(huán)境的實際情況，對礦區(qū)開展針對性的分區(qū)發(fā)展。

（2）選擇正確地質(zhì)勘探方式。在進(jìn)行地質(zhì)探礦工程前，勘探企業(yè)需要在結(jié)合工程勘測目的和探測特征的基礎(chǔ)上，對礦區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，在根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗選擇合理的地質(zhì)勘探方法。此外，在信息化時代，還要充分利用先進(jìn)的計算機(jī)信息技術(shù)。例如，在應(yīng)用槽探法的過程中，就需要確保槽墻面的平整度，對其四周的碎石和石子要進(jìn)行及時的清理，切口的0.5m范圍之內(nèi)嚴(yán)禁出現(xiàn)礫石和施工工具，槽底的寬度需要滿足相關(guān)規(guī)定的要求，一般是大于0.5m，嚴(yán)禁使用挖空的手段進(jìn)行挖槽，在挖掘過程中還要注意周圍安全防護(hù)，設(shè)置必要的防護(hù)設(shè)施，最大限度規(guī)避塌陷事故的發(fā)生。

（3）應(yīng)用先進(jìn)的鉆探技術(shù)。應(yīng)用先進(jìn)的鉆探技術(shù)是保證地質(zhì)探礦工程順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，結(jié)合工程的實際情況，不斷調(diào)整和優(yōu)化鉆探技術(shù)是提高工程安全性和穩(wěn)定性的重要途徑。因此需要做到以下幾點：首先，施工單位在進(jìn)行鉆探作業(yè)前，需要對工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件和環(huán)境特點進(jìn)行科學(xué)地分析，利用計算機(jī)信息技術(shù)對巖石勘探問題進(jìn)行自動化分析，選擇合理的鉆探技術(shù)，這樣做不僅可以降低施工成本，還能保證施工過程安全性和穩(wěn)定性。其次，要充分借助政府在地質(zhì)探礦工程中的主導(dǎo)作用，在準(zhǔn)守法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范的前提下進(jìn)行地質(zhì)探礦工作，并且還要對自身的規(guī)章制度進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，使之滿足當(dāng)前項目的需求，不斷加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)督和管理力度，提高鉆探過程的安全性；最后，要以可持續(xù)發(fā)展的基本原則，應(yīng)用鉆探技術(shù)時注重對周圍環(huán)境和生態(tài)的保護(hù)。

（4）加強(qiáng)安全體系建設(shè)。加強(qiáng)安全體系建設(shè)是保證地質(zhì)探礦工程施工過程安全的重要手段，加強(qiáng)安全體系建設(shè)可以從以下幾個方面入手：首先，施工單位要充分結(jié)合自身發(fā)展需求和工程實際情況，制定完善的安全管理體系，并且還要站在發(fā)展的角度看待安全問題對制度進(jìn)行不斷的優(yōu)化。還要加強(qiáng)施工過程控制和管理，施工人員必須嚴(yán)按照相關(guān)制度要求進(jìn)行操作，并將安全管理列入各層管理人員的崗位職責(zé)內(nèi)，推動區(qū)域安全責(zé)任人制度，將安全責(zé)任落實到具體的員工身上，進(jìn)而提升員工對施工安全的重視程度；其次，積極培養(yǎng)企業(yè)全體人員的安全意識，樹立“安全第一”的企業(yè)文化，這就要求施工單位的管理層必須從根本上意識到安全生產(chǎn)的重要意義，積極組織員工進(jìn)行地質(zhì)勘探技術(shù)方面的安全培訓(xùn)教育，建立安全相關(guān)的獎懲制度，激發(fā)員工對安全生產(chǎn)工作的積極性。最后，有條件的施工單位還可以成立專門的安全管理部門，加強(qiáng)對鉆探現(xiàn)場的監(jiān)督和管理，對于鉆探過程中可能出現(xiàn)的安全問題，制定相關(guān)的緊急處理預(yù)案，進(jìn)而保證探礦工程的順利進(jìn)行。

4結(jié)語

在地質(zhì)探礦工程中應(yīng)用地質(zhì)勘探技術(shù)能夠有效提升地質(zhì)勘探的效率和質(zhì)量，降低地質(zhì)探礦工程安全事故發(fā)生的頻率，進(jìn)而保證探礦工程的經(jīng)濟(jì)效益。針對應(yīng)用地質(zhì)勘探技術(shù)時可能存在的安全問題，筆者結(jié)合切身實踐提出了充分掌握礦山地質(zhì)環(huán)境、選擇正確地質(zhì)勘探方式、應(yīng)用先進(jìn)的鉆探技術(shù)以及加強(qiáng)安全體系建設(shè)防范措施。通過使用合理的地質(zhì)勘探技術(shù)，可以為我國礦產(chǎn)事業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)力的支撐。

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作者： 任曉順  單位：河北省地礦局第七地質(zhì)大隊