矿山地质勘查技术在采矿过程中的应用探讨

引言

在我国大多数矿区中，开采区富含水，导致事故频发，生态环境遭到严重破坏，对矿区开采构成严重威胁。因此，提前探测出充满水的危险区，是最重要的问题之一。近年来，矿区的主要勘探技术是钻探勘探和地球物理勘探。虽然传统技术精确，但其成本巨大，勘查范围有限。地球物理勘探是探测危险区的一种有用、安全、经济和快速的方法。因此，矿区探测方法通常优先用地球物理勘探，与钻探技术方法验证具有互补性。

1 矿山地质勘查技术概述

1.1 地质填图技术

地质填图是矿山地质勘查中最基础且重要的技术手段之一。它通过对工作区域进行全面、系统的综合性地质矿产调查与研究，详细查明地层、岩石、构造以及矿产等基本地质特征。地质工作者在野外实地观察、测量并记录各类地质现象，将获取的信息准确绘制在地形底图上，形成地质图件。这些图件直观展示了地质体的空间分布和相互关系，为后续的勘查工作提供了宏观的地质框架，有助于确定潜在的成矿区域和找矿方向。例如在某金属矿勘查中，通过1:50000 比例尺的地质填图，清晰揭示了区域内的褶皱构造和断裂分布，结合岩石特征分析，初步圈定了几个成矿有利地段，为后续更详细的勘查工作奠定了基础。

1.2 高密度电阻率法

高密度电阻率法（HDRM）在工作原理上与常规电阻率法相同，不同之处在于 HDRM 在观测时设置了密度较高的测量点，将电线杆布置在一定的间隔测量点上。在测量中，使用了多个电极，它们可在电极之间自由结合，可提取更多的地电信息。实际上，HDRM 是传统电阻率法的多种排列方式，并与数据自动处理相结合。使用HDRM 的优点是： ① 可设计多种电极布局，并且一次完成所有排列检测电极，而无需任何更改或重新排列； ② 检测数据可自动采集和存储； ③ 检测数据的结果可以很容易地解释。

1.3 钻探与坑探技术

钻探和坑探属于直接勘查技术。钻探是利用钻机向地下钻进，取出岩芯样品，通过对岩芯的观察、分析和测试，直接了解地下地质结构、矿体的赋存状态、矿石质量等信息。岩芯能够真实反映地下岩石和矿体的特征，为准确评估矿产资源提供了可靠依据。坑探则是在地下挖掘坑道，如竖井、平硐、斜井等，直接揭露矿体和地质构造，便于地质工作者进行详细的地质观察和采样。

2 矿山地质勘查技术在采矿过程中的应用

2.1 科学合理划分勘查阶段

在预查阶段中，充分发挥遥感解译的作用，利用多光谱数据圈定铁染、羟基蚀变带（如Landsat8OLI 数据），结合DEM 地形分析识别构造交汇区，也依托区域物探方法，布设 ε₁:ε₅ 万磁法、重力测网（测点密度 个 /km3 ），识别隐伏岩体或基底断裂。在普查阶段中，对其中的重点物探区域，使用高密度电阻率法（线距 ）划定低阻异常区，瞬变电磁法探测深部导矿构造。并且使用钻探技术进行验证，按 500^～1000m 孔距布设钻孔（岩心采取率 ⩾80%, ），同步开展岩石地球化学采样（每10m 取样1 组），从而保障勘查数据的真实性。

2.2 岩土工程技术

岩土工程技术在矿山勘探中的应用保证了矿山设施的安全性和稳定性。矿区岩土条件复杂 , 断层多 , 中间层薄弱 , 边坡稳定性显著 , 为此 , 项目团队使用了岩心取样、原位测试 ( 例如钻孔剪切测试 ) 和遥感 ( 例如无人机位移摄影和 3D 激光扫描 ) 等方法来全面评估岩石土壤的力学和结构性能。项目团队通过数值模拟和稳定性分析 , 优化了道路布局和边坡规划 , 并制定了有针对性的加固方案, 如锚杆和接缝加固, 有效降低了道路变形和山体滑坡的风险。

2.3 遥感技术

遥感技术是矿山勘查中不可或缺的技术，它能够收集待测地貌图像，对图像进行简单处理，并传输数据。遥感技术由信息采集系统、接收处理系统、测量地面实况系统、信息分析系统几个重要部分组成。一般而言，遥感技术获得的图像信息、以及相关地理区域的空间位置信息的采集精度很高，因此在矿山勘查工作中得到广泛应用。此外，遥感技术有其自身的优势，可以以易于理解和记忆的方式向勘查人员呈现场地地理环境，从而提高测量人员对场地的了解。

2.4 钻探与坑探技术

钻探和坑探属于直接勘查技术。钻探是利用钻机向地下钻进，取出岩芯样品，通过对岩芯的观察、分析和测试，直接了解地下地质结构、矿体的赋存状态、矿石质量等信息。岩芯能够真实反映地下岩石和矿体的特征，为准确评估矿产资源提供了可靠依据。坑探则是在地下挖掘坑道，如竖井、平硐、斜井等，直接揭露矿体和地质构造，便于地质工作者进行详细的地质观察和采样。在矿山开采前的勘探阶段，钻探和坑探能够获取高精度的地质数据，为矿山设计和开采方案的制定提供详细、准确的信息。

3 矿山地质勘查技术在采矿过程中的应用

3.1 技术集成流程

在数据融合过程中，利用遥感构造解译成果叠加物探异常（磁异常梯度带+ 电阻率突变区），筛选高潜力靶区；钻探岩芯数据与地震剖面联合建模，修正矿体产状及延伸范围。而在动态优化过程中，实时调整钻探轨迹（随钻测斜仪监控），规避破碎带或含水层。另外，利用物探数据反演迭代（如电阻率二维 /三维反演），优化异常区解释结果。

3.2 构建数据管理与分析平台

建立统一的矿山地质勘查数据管理与分析平台，对各类勘查数据进行标准化采集、存储和管理，确保数据的准确性、完整性和可追溯性。利用大数据、云计算、地理信息系统（GIS）等技术，实现数据的高效整合和可视化展示，为地质工作者提供便捷的数据查询和分析工具。同时，开发先进的数据综合分析算法和模型，提高对多源数据的综合分析能力，深入挖掘地质信息，为矿山地质勘查和采矿决策提供科学依据。例如通过构建基于 GIS 的矿山地质勘查数据平台，将地质、地球物理、地球化学等数据整合在同一地理空间框架下，实现数据的叠加分析和可视化展示，便于地质工作者直观地了解地质现象之间的关系，发现潜在的成矿规律。

3.3 质量控制标准

三种勘查技术使用需要按照质量控制标准严格执行，才能确保勘查结果真实可靠。一般情况下，主要包括物探重复观测误差、钻探岩芯编录、遥感解译验证三个方面。在物探技术使用中，需要重点开展重复观测误差，确保磁法⩽5nT ，电阻率法 ⩽3% ；在钻探技术使用中，落实岩芯编录工作，确保岩性描述完整率 ⩾95% ，采样间隔误差 ⩽0.5m ；在遥感技术使用中，侧重于遥感解译验证工作的开展，其野外检查点吻合度 ⩾85% 。

结语

矿山地质勘查技术贯穿于采矿的全过程，从矿产资源勘探到矿山闭矿，在各个阶段都发挥着不可或缺的作用。采矿企业制定科学合理的开采方案提供依据，有效保障矿山生产的安全、高效和可持续发展。然而，当前矿山地质勘查技术应用仍面临一些挑战，需要通过技术创新与融合、优化勘查流程与成本管理以及构建数据管理与分析平台等对策加以解决。随着科技的不断进步和对矿山地质勘查技术研究的深入，未来矿山地质勘查技术将朝着更加精准、高效、智能化的方向发展，为矿业行业的高质量发展提供更加强有力的支撑。

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