缩略图

地质探矿工程中地质勘探技术的运用及安全问题

作者

王强

山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队(山东省第五地质矿产勘查院) 山东省泰安市 271000

地质探矿工程是矿产资源开发利用的先导性环节,其核心目标是通过系统化的技术手段查明矿体的空间分布、规模及品位,为后续开采提供科学依据。随着浅部资源逐渐枯竭,深部找矿与复杂地质条件下的勘探需求日益凸显,这对勘探技术的精度、效率及安全性提出更高要求。然而,我国地质探矿工程长期面临技术装备水平参差不齐、安全生产责任落实不到位等问题,导致资源浪费与安全事故频发。在此背景下,研究地质勘探技术的合理应用与安全管理策略,对于提升行业整体效能、保障从业人员生命安全具有重要意义。

1 地质勘探技术的核心类型及应用

1.1 遥感找矿技术

遥感技术通过分析地表光谱特征,可快速识别与成矿相关的地质构造、蚀变带等标志信息。例如,在多光谱遥感影像中,铁染、羟基蚀变等异常区域往往与矿化带存在空间关联。该技术具有覆盖范围广、效率高的优势,适用于区域性矿产资源潜力评价。其技术难点在于数据解译精度受地表覆盖、大气干扰等因素影响,需结合地面验证提升可靠性。

1.2 地球物理勘探技术

1.2.1 重力勘探

通过高精度重力仪测量地下岩体密度差异引发的重力异常值,结合区域重力背景场特征,推断隐伏矿体空间位置或地质构造形态。该技术对铁、铜等密度显著高于围岩的金属矿床勘探效果突出,但地形起伏会导致观测值叠加虚假异常,需采用数字地形模型进行校正补偿,同时结合重力梯度测量技术提升小尺度异常识别能力,以适应山区、丘陵等复杂地形勘探需求。

1.2.2 磁法勘探

基于岩石磁化率差异,通过质子磁力仪或光泵磁力仪获取磁场强度变化数据,定位磁性矿体或断裂构造空间展布。高精度磁测技术可穿透数百米覆盖层,识别弱磁性矿体边界,但对无磁性或弱磁性的金、铀等矿种适应性不足。实际应用中需联合重力、电法等技术,通过多参数联合反演提升解释精度,并采用无人机磁测平台提高复杂地形作业效率。

1.2.3 电法勘探

利用人工供电场源激发地下电场响应,通过电极阵列采集视电阻率数据,分析岩土体导电性差异。激发极化法对硫化物矿床的极化效应敏感,适用于斑岩型铜矿等勘探;高密度电法通过等比距电极组合实现浅层电阻率快速成像,在滑坡体探测、岩溶发育区勘察中应用广泛。但地形起伏、电极接触电阻变化会引入干扰信号,需采用地形改正算法与电极接地电阻实时监测技术保障数据质量。

1.2.4 地震勘探

通过可控震源或炸药激发地震波,利用检波器阵列接收反射波或折射波信号,结合波速层析成像技术反演地下地质结构。三维地震勘探可构建高精度三维地质模型,在煤矿勘探中可识别落差 2 米以上的微小断层,在油气储层预测中分辨率达10 米级。但该技术设备成本高昂、数据采集周期长,且需专业团队进行去噪、偏移成像等复杂处理,多应用于深部资源勘探及重大工程地质勘察。

1.3 钻探工程技术

钻探作为获取地下实物地质信息的关键手段,涵盖岩心钻探、冲击钻探等多元类型。岩心钻探通过连续取心实现地层结构精准还原,冲击钻探则以高频冲击破碎岩石,适应强风化、破碎地层。定向钻探技术依托随钻测量系统与导向工具组合,可实时调整钻孔轨迹,精准穿越溶洞、断层等复杂地质体;水平分支孔技术通过主孔延伸与多级分支孔设计,使单孔覆盖半径扩大数倍,显著降低勘探成本。

2 地质探矿工程中的安全问题分析

2.1 安全生产意识薄弱

部分施工单位对探矿工程的高风险性认识不足,存在“ 重效率、轻安全” 的倾向。具体表现为:安全培训流于形式,从业人员对地质灾害预警信号识别能力不足;安全投入不足,防护装备配备不齐全;应急预案缺乏针对性,演练频次低,导致事故响应能力薄弱。

2.2 技术适用性不足

我国地质条件复杂多样,部分单位在技术选型时未充分考虑区域差异。例如,在岩溶发育区采用常规钻探工艺易引发突水事故;在破碎带分布区未采用跟管钻进技术易导致孔壁坍塌。此外,新技术推广滞后,如智能化钻机、自动化取样系统等设备普及率较低,制约了作业安全性的提升。

2.3 监管体系不完善

地质探矿工程涉及多部门管理,存在职责交叉与监管盲区。部分地区安全检查侧重于程序合规性,对现场风险管控措施落实情况核查不足。同时,事故追责机制不完善,对违规操作、瞒报事故等行为惩处力度不足,难以形成有效震慑。

3 地质探矿工程安全问题的应对策略

3.1 强化人员培训与资质管理

构建分级分类培训体系,针对不同岗位需求,确保从业人员掌握地质灾害特征识别、应急避险路径规划等核心技能。特种作业人员必须持证上岗,并定期开展复训考核,动态更新知识技能。同时,推行项目负责人终身责任制,将安全绩效与薪酬、晋升直接挂钩,通过绩效考评倒逼主体责任落实,形成“ 人人讲安全、层层抓落实” 的工作格局。

3.2 完善安全管理制度体系

制定覆盖勘探全流程的安全标准,细化钻探平台承重、孔口防护装置规格、有毒气体阈值等量化指标。建立“ 双随机、一公开” 监管机制,对高风险项目实施驻点督导与动态抽查结合,确保制度刚性执行。完善事故报告与调查制度,严格落实“ 四不放过” 原则(原因未查清、责任人未处理、整改未落实、教训未汲取不放过),形成事故闭环管理。

3.3 推动技术创新与装备升级

加大深部钻探、绿色勘探技术研发资金投入,集中攻关高温高压钻具耐久性、智能导向系统精准度等关键技术瓶颈。推广无人机巡检、物联网监测等数字化手段,实现作业现场地质参数、设备状态的实时传输与风险预警。鼓励企业联合科研机构,针对复杂地层开展定向钻进、防塌孔等工艺创新,从技术源头降低事故概率。

3.4 优化作业环境与应急管理

开展作业前区域地质风险评估,结合岩土特性、水文条件划定禁采区、限采区,从源头规避高风险区域。在雨季、冻土解冻期等特殊时段,加密边坡位移、裂缝监测频次,及时加固支护结构。完善应急物资储备库建设,配备专业救援设备,定期组织多部门联合演练,重点强化跨部门信息共享与协同处置能力,确保突发地质灾害响应及时、处置高效。

4 结束语

综上所述,地质探矿工程中地质勘探技术的运用与安全管理是保障资源开发效益与人员安全的核心要素。通过优化技术组合、强化安全意识、完善监管机制,可有效平衡效率与风险的关系。未来需进一步推动勘探技术智能化、标准化发展,构建全生命周期安全管理体系,为地质探矿工程高质量发展提供坚实支撑。

参考文献

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