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复杂地质条件下的矿山地质勘查技术研究

作者

李斌山

中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队071051

前言:复杂地形地质条件涉及断裂、褶皱、岩性等多种地质现象及地质构造,增加了勘探难度,需要提高勘探精度。勘查单位必须重视加强对复杂地形矿山地质环境下的地质勘查技术的应用研究,才能为地质勘查工程的顺利建设提供可靠依据。

1.矿山地质勘查技术概述

1.1 常规勘查技术

在常规矿山地质勘查技术体系里,地球物理勘查技术与遥感技术占据关键位置。地球物理勘查技术运用电法、磁法、重力、地震等多样手段,能够有效探测地下矿体的位置、形态及规模。在处理复杂地质状况时,这些方法的高效性与无损性优势尽显。电法通过分析地下介质电学特性来探寻矿体;磁法依据磁场异常来定位磁性矿体。遥感技术利用卫星或航空影像,从宏观视角解析地表地质结构、植被覆盖及地貌特征,为矿山地质勘查提供快速且大面积的地质资料。通过对影像的判读与分析,能捕捉地质构造线索。这两种技术结合使用,显著提高了勘查效率与精准性,在资源评估初期和地质环境监测方面作用显著,为矿山资源合理开发与环境保护提供坚实技术支撑。

1.2 现代勘查技术的发展

随着科技日新月异,现代矿山地质勘查技术成绩斐然。高精度地球物理探测技术、三维地质建模、无人机勘查、激光扫描和地下雷达等先进技术,在勘查实践中广泛应用,大幅提升了勘查数据的分辨率与可靠性。高精度地球物理探测技术可更精确探测地下构造;三维地质建模能构建直观地质模型辅助分析。这些技术不仅达成远程操作与自动化数据处理,还极大提高了勘查效率与质量。同时,跨学科技术的整合,如地球化学、生物地质学等领域成果在勘查中的运用,让我们对复杂地质条件下的矿山地质有更全面的理解。这些现代勘查技术综合运用,优化了勘查流程,为矿山资源精准勘探与高效开发夯实基础,推动行业不断进步。

2.复杂地形地质条件下矿山地质特点

2.1 地形起伏大

矿山地形往往具有较大起伏,地形形态多样,山脊、谷地、陡坡、缓坡交错,地形变化明显。这种起伏较大的地形增加了矿井开采难度,影响矿井总体规划与生产布局。矿区高差大,增加了运输线路设计与建设难度,增加运输费用。在这样的地形环境中作业,往往面临更大的挑战和更高的安全风险。

2.2 地质结构复杂

矿山地质结构复杂主要体现在矿体赋存状态、地层多样性以及构造发育的断层和褶皱。由于矿体赋存状态不稳定,且矿层厚度、品位变化较大,给采矿带来极大挑战。复杂多样的地层意味着矿区内可能存在多种岩石、矿物,不同岩石的物理和化学性质存在差异,给矿山开采与治理带来困难。另外,由于断裂、褶皱等地质结构复杂,难以准确预测矿体分布及走向,给采矿带来困难和风险。复杂的地质构造可能引发塌方、冒顶等地质灾害,对安全生产造成威胁。

2.3 地下水系统发育

地下水系统是地质环境中不可或缺的构成,其发育程度给矿产资源勘查工作带来难题。丰富的地下水资源增加了钻探过程中的涌水风险,可能导致钻探技术应用成效不高,或引发勘查风险。同时,地下水可能会通过溶解、侵蚀等作用不断改变岩石的物理化学性质,制约矿体的保存条件与勘查结果。如,某些金属矿体在地下水的作用下可能产生氧化等,使得矿体品位降低或消失。此外,地下水位波动还可能引发地面沉降等地质灾害,对勘查设施和周边环境造成破坏。特别是在雨季,地下水的活动可能导致地质条件的变化,增加勘查的风险。

2.4 地质灾害频发

复杂地形地质条件下如滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害不仅可能直接破坏勘查设施和设备,导致勘查工作被迫中断或终止;还可能威胁工作者安全或造成财产损失。因此,在复杂地质条件下进行矿产资源勘查时,必须高度重视地质灾害的防范和应对工作,制定科学合理的防灾减灾措施,确保勘查工作的开展顺利。

3.复杂地质条件下的矿山地质勘查技术

3.1 钻探

钻探是直接获取地下地质信息的有效途径,在复杂的地质地貌条件下,钻探技术应用具有重要意义。复杂地形矿山地质岩土工程的勘查,应结合实际情况选择合适的钻探设备以及钻探辅助工具。一般来说,复杂地形矿山地质的岩土钻探施工应合理选择回转钻进、泥浆护壁等方式实施钻探作业,同时确保岩土岩心概率在 90% 以上,确保勘查数据较好完整性。对于不同岩层位置,应因地制宜地选择合适的钻探方式,并且做好各个方向钻探信息的收集、分析,确保钻探过程中各项信息的及时性,为实现对岩土具体情况的全面分析提供保障,获得较好的预期探测设计效果。

3.2 工程勘探技术

在复杂地质条件的勘查过程中,工程勘探技术的作用不容忽视。随着对复杂地质勘查的关注日益增加,岩土勘查技术的运用显得尤为重要,能够在勘查过程中灵活调整技术的应用方式和关键点,满足勘查工作的多样化需求。特别是在复杂地质环境中,运用工程勘探技术能够显著提高技术应用的效率和质量。例如,通过整合无人机技术、卫星遥感技术和 GPS 定位技术等先进手段,岩土矿山工程的勘探工作可以在更广泛的范围内和更高的精度上进行,从而有效提升岩土勘查工程的整体实践水平,确保勘查结果的准确性和可靠性。

3.3 原位测试技术

在岩土矿山工程的勘查实践中,原位测试技术是提升勘查效果的关键手段。该技术的科学应用与严格管理对于增强勘查技术的整体效能至关重要。原位测试技术涵盖静力触探、岩体应力测试、动力触探等多种测试方法,能够对勘探区域进行直接的现场测试,显著提高测试工作的准确性和效率,满足岩土矿山工程勘查对于地质参数和条件的基本要求。在实际应用中,应根据勘查工作的具体需求和现场条件,不断调整勘查工作的重点和方法,对勘查区域的水文地质条件和力学结构进行深入分析,为工程设计和施工提供关键的数据支持。

3.4 地质预测模型分析法

地质预测模型分析法通过分析地质数据,建立地质体预测模型,通过地质体的变化趋势和发展趋向,为地质勘查提供助力。如:在某铜矿区的地质勘探中,通过地质预测模型分析,建立矿区地质预测模型,其明确了铜矿体的变化趋势和发展,准确预测矿体的位置、规模和形态特征,提升了矿体的预测精准性,为矿区的地质勘查提供了重要的技术支持。同时,地质预测模型还可以用于分析矿区的地质构造,如断层、褶皱等,为矿区的开发提供重要的地质信息。通过全面、直观地展示和分析矿区的地质信息,为矿区工作提供科学保障。还可以用于监测矿区的地质变化,如滑坡、地震等,为矿区的安全生产提供保障。

4.结束语:

综上所述,探究复杂地形地质条件下的矿山地质勘查方法,可以提高矿产资源勘查效率与精度,为矿山开发利用提供科学依据。对此,勘查单位需要加强对复杂地形矿山地质条件下地质勘查作业的高度重视,对相关勘查技术进行优化完善,在一定程度上提升我国的地质勘查水平,有效促进矿山地质勘查技术的发展,为矿产资源的可持续发展做出更大贡献。

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