地质矿产勘查中绿色勘查技术应用分析论文
2026-06-11 12:04:28 来源: 作者:xuling
摘要:传统的地质矿产勘查方式虽然能够判断矿产资源的赋存特性,但是在勘查实施的过程中伴随比较突出的环境污染现象,不利于地质矿产勘查的环境效益以及社会效益实现。
摘要:传统的地质矿产勘查方式虽然能够判断矿产资源的赋存特性,但是在勘查实施的过程中伴随比较突出的环境污染现象,不利于地质矿产勘查的环境效益以及社会效益实现。将绿色技术引进地质矿产勘查领域,可以在保护生态平衡的同时节约作业资源,对于矿产勘查行业的转型发展有着深远的影响。本文探讨绿色勘查技术的基本构成,为地质矿产勘查的形式创新提供有益借鉴。
关键词:地质矿产勘查;绿色勘查技术;应用方案
绿色勘查技术旨在减轻地质矿产勘查导致的生态破坏影响,在创新勘查技术手段的基础上推动社会经济的可持续发展。与粗放的地质矿产勘查方式相比,采用绿色勘查技术作为支撑的矿产勘查效率更高而且成本更低,符合降本增效的企业内在要求。因此,如何将绿色发展理念渗透于地质矿产勘查的全过程,应成为矿产勘查成效提升的关键所在。
1传统地质矿产勘查手段的缺陷
地质矿产勘查的技术手段直接影响到勘查结论的准确度,落后的矿产勘查实施方式不利于矿产开采的科学决策制定,还会破坏矿区及其周边的生态平衡。长期沿用的传统勘查手段集中在于大范围的地表钻探与开挖作业,易造成地下水与地表水的严重污染、土壤侵蚀与退化等后果,不利于矿区植被覆盖率的提升。过度使用化学试剂的做法将会污染地表环境,破坏野生动植物的栖息地,导致自然生态环境的失衡,还可能破坏该区域的物质文化遗产。由此可见,在地质矿产勘查中沿用固定、僵化的技术形式不利于勘查目标的实现。
例如,大面积的机械钻探与开挖地表容易导致表土剥离,干扰野生动物与植物的正常生存繁衍,而且也会埋下水土流失的潜在隐患。渗入地下水的化学试剂导致水质的持续恶化,威胁附近居民的饮水安全以及人身健康。在频繁实施地震勘探的情况下,强烈的震动波容易扩大岩体裂隙,并造成小型哺乳动物以及鸟类的迁移模式发生变化。一些矿产勘查人员忽视固体废弃物与化学废液的处置,不利于保持矿区的地表环境整洁,客观上增加了地表水与地下水遭受重金属污染的风险。

2绿色勘查技术的内涵及功能
2.1内涵
地质矿产勘查中的绿色勘查技术,本质在于坚持环境保护以及资源循环利用的指导原则,依托先进科技来减轻勘查作业造成的生态平衡影响,并且着眼于矿区资源的循环利用。绿色勘查技术的核心就是消除污染以及节约资源,旨在强调矿产勘查人员严格遵守行业管理规定,切实履行矿产勘查企业的社会责任,使得矿产勘查作业导致的破坏与干扰效应降至最小程度。绿色勘查技术还要求地质勘查机构坚持可持续发展的理念,从而对于现有资源进行优化配置以及合理利用。
2.2功能
在地质矿产勘查的实施阶段全面采用绿色勘查的技术方案,主要能够起到优化资源配置、减轻生态破坏、提升勘查质量与效率等作用,显示出地质矿产勘查理念与模式创新的意义所在。例如,在非侵入式的绿色勘查手段支撑下,工作人员能够准确把握地下矿产的赋存特点,在避免扰动地表与地下生态环境的基础上完成勘查任务。推广绿色勘查技术的价值还在于减少勘查作业的频率及次数,技术人员可通过分析现有的结构模型来预测矿产的种类、数量与规模变化趋势,从而有效减轻了勘查作业带来的环境污染以及资源消耗影响。
3地质矿产勘查中绿色勘查技术的主要类型
3.1热红外成像技术
热红外成像技术指的是利用红外光发出的热辐射能量来感知物体的存在,属于非接触式的成像处理技术。在远程自动成像设备的辅助下,测试仪能够准确捕捉地表物体发射的辐射波,但是凭借肉眼并不能对其进行直接的判断。热成像仪还可以捕捉地物表面的实时温度变化,借助计算机软件来解读红外波的变化趋势,最终生成直观而立体的热成像图。地质勘查人员在读取热红外成像图的过程中,关键是要通过比对图像灰度或颜色来评估矿产的赋存特征。
3.2光学遥感技术
光学遥感技术旨在通过探测光学反射波来判断矿产资源的分布规律,地质勘查人员需利用光学探测仪来捕获地物反射的光学信号,进一步感知矿产资源所在区域的地形特征。通过全面收集与获取地表物体的光学反射信号,能够推测出某一区域的植被覆盖率、矿产赋存的变化规律等指标。现阶段的光学遥感技术主要包括近红外遥感、光遥感、短波红外遥感等几种常见形式,其中的短波红外遥感探测仪目前已广泛应用于地质矿产勘测。当前背景下的光学遥感技术正在突破固定、单一的技术实现形式,此项技术尤其适用于浅钻代替槽探的矿产勘查实施过程,可避免矿区的地表自然环境遭受比较显著的破坏。
3.3雷达探测技术
地质探测雷达不仅可以穿透雾霾与云层,其还能够排除地表植被在勘查过程中的不良影响,经过校正、去噪处理的勘查数据更接近实际情况。例如在探测矿床的断裂构造、岩石类型、地表植被覆盖率时,技术人员应正确操作与使用雷达探测仪,以期在复杂的地表构造中捕获有益的矿产资源信息。借助雷达微波设备采集到的矿体反射率、散射纹理等特征数据应当保存于计算机数据库,方便地质勘查人员对其进行调取,并能够作为矿产开采的决策依据。例如在滑坡或地震造成的矿区地表沉降影响下,地质勘查部门应充分利用雷达探测仪来排查安全隐患,为矿区救援工作提供有力的支撑。
3.4环保冲洗技术
近年来,环保冲洗液已经广泛应用于矿产勘查领域。环保冲洗液主要采用绿色配方予以制作,在创新工艺的基础上,经过严格的产品检测,证实其不会威胁或破坏矿区周边的生态平衡。目前,在绿色勘查作业中,普遍使用的环保冲洗液可在很短时间里实现彻底的分解,从而防止污染环境的后果产生。近些年来新兴的环保冲洗液还能够减少水量消耗,符合矿产勘查技术的转型需要。基于此,矿产勘查人员不仅需要合理选择新型的环保冲洗液,同时还应当密切重视冲洗地层的变化情况,做到及时察觉并处置突发异常。
4地质矿产勘查中绿色勘查技术的应用实例
4.1工程概况
某大型地质矿产勘查项目位于盆地地区,该区域的平均海拔高度达到1185m,气候潮湿且植被茂密。矿产勘探线的最近钻孔距离村庄便道约9.8km,属于典型的大切割山区矿产勘查范围。地质勘查人员经过前期考察,判断出该区域的主要地层为第四系、震旦系长安组、富禄组、合桐组,总体上呈现西南向的构造线走向,矿区范围内的断裂与褶皱构造发育。
矿产勘查人员在实施机械钻进的过程中,依次遇到砂砾岩、千枚岩、板岩等特殊地质构造。为妥善解决大规模矿产勘查中的施工作业难题,矿产勘查部门拟采用便携式的绿色钻机设备作为辅助,配合采用全液压式的动力钻头设备,有效维护了矿区的自然生态平衡。该矿产勘查项目截止2025年11月19日,该矿产勘查项目全部完工,共开设10个施工钻孔,累计完成的钻探进尺达到2878.16m。
4.2勘查方案
4.2.1钻探机械设备
与传统的便携式钻进设备相比而言,具有绿色环保优势的HF-200新型钻机体现为轻便灵活、快捷高效、能耗更低、环保安全的优势。该钻机设备的总质量达到600kg,其中的最重模块达到97kg,平均的钻进角度为120°。HF-200型钻机还能够根据钻孔设计深度以及动力供给需要,适当调整发动机的投运数量;钻机设有直动式的负载反馈微调变量液压系统,可结合负载指标来调整发动机的原始功率设计。通过实施以上的钻机设计优化,能够在降低能耗的同时满足钻进动力供给的基本要求,并可以控制在每1h以内的消耗燃油比率。例如在某次矿产勘查的钻探进尺完成情况统计中,技术人员分别对HF-200与Atlas P5型号的钻机设备展开统计,分别记录了以上两类钻机设备的倾斜角、平均钻孔深度、累计完成作业的时长、总工作量的指标。经过归纳得出,上述各类钻机设备均能够在规定时间内完成钻探作业任务。
4.2.2钻孔冲洗液
钻孔冲洗液的基本功能在于清洗钻孔、冷却钻头,其还能够借助悬浮作用来清理钻孔内的残留岩层粉末。近些年来新兴的钻孔冲洗液还具有润滑钻具、减振降阻、保护孔壁等重要作用,其在绿色矿产勘查方面发挥不可替代的功能。在上述的地质勘查作业实施中,矿产勘查机构需要选择无害无毒的冲洗液添加剂,从而取代传统意义上的化学添加剂配方,可有效预防矿区的地下水污染。具体采用“高固相冲洗液配方”进行冲洗液的调配与制作,需要在冲洗液中加入钠质膨润土、植物胶、羧甲基纤维素等成分,该绿色环保配方尤其适用于第四系类覆盖层开孔钻进护壁的地质勘查作业,本次矿产勘查的技术人员还采用“泥浆不落地”的改进方案,最大程度减轻泥浆导致的矿区地表污染。例如在某次矿产勘查的钻进取样阶段,技术人员分别对石灰岩与页岩、致密黏土与砂质土、矿脉与白云岩进行了钻进参数统计。经过统计得出,以上各种类型岩层的钻进深度、孔径、转速、泵压均已符合工程设计要求。其中,矿脉与白云岩的钻进深度与孔径相对较大。因此,需要设置更大的机械设备转速与泵压指标。
5地质矿产勘查中绿色勘查技术的优化措施
5.1因地制宜,明确勘查目标
地质矿产勘查的具体对象、实施范围、技术手段都存在差异性,勘查机构人员应坚持因地制宜的总体原则;在明确勘查目标的基础上,经过调整与改进的矿产勘查方案需体现良好的可行性。相关部门人员需要在众多的勘查方案当中进行筛选,并应当综合考虑地形、气候等影响因素。具体应当准确把握矿区的成岩作用以及地质构造,从而能够结合实际情况选取最佳的勘查仪器或者手段。矿产勘查人员还应当加强针对采样环节的重视,做到严格遵守矿产勘查的采样操作流程,以期获得更加精准而可靠的勘查结论。
例如,传统勘查理念下的开挖槽口做法易导致比较突出的地表破坏现象,不利于矿产勘查部门整合现有的勘查资源。与之相比,采用浅钻替代槽探的矿产勘查方案更符合因地制宜的基本宗旨,技术人员通过浅层钻探能够获取土壤以及岩层样本,使得最终的勘查结论更贴近矿区真实情况。现阶段的矿产勘查部门还要重视打破机构壁垒,增进不同业务领域之间的信息资源共享,在根源上解决矿产勘查手段滞后与单一的问题。

5.2统筹规划,动态调整方案
地质矿产勘查的可行性方案需要建立在前期考察的基础上,矿产勘查部门应安排专业人员负责深入矿区展开全面考察,做到准确把握本次勘查作业的目标、矿产资源的数量、品种与规模等,为后续工作推进打下坚实的基础。合理规划地质矿产勘查的进行时段,尽可能避开极端的灾害气候环境,对于现有的仪器设备以及人力资源进行最优化的分配利用。如在极端恶劣的自然气候下,地质矿产勘查的设计方案需得到适当程度的调整、修正,勘查人员还应加强针对固体废弃物的运送处置。
在矿产勘查的实施阶段坚持统筹规划的原则,突出环境友好、资源集约利用的目标导向。基于此,地质勘查部门应重视采用耐磨性好、强度高的新型勘查设备,切实减少机械设备的故障检修频率,从而为企业节约宝贵的勘查资源。并且在外部环境出现重大变化时,勘查机构应灵活调整原有的实施方案,有效避免重大的经济损失形成。地质勘查机构应安排相关的负责人员,做到定期排查与处理机械故障,全面了解测区地表植被、大气环境、灾害隐患等情况。
5.3突出重点,整合多种形式
地质矿产勘查的全过程应当突出重点,相关部门应当在合理规划的前提下,明确本次勘查作业的层次结构,结合矿区情况来调整原有的方案布局。在必要时可以采用多种勘查技术手段,促进传统勘查技术与绿色勘查技术的有机融合。明确重点勘查区域、矿产品种、资源供给需求等关键指标,以此为支撑设计最为合理的作业方案,以期在更大程度上达到降本增效的目的。矿产勘查人员还应当将更多精力集中于原始资料的获取,进一步加强原始勘查数据的收集、分析与共享,打造机构协同的一体化勘查模式。
地质矿产勘查人员在整合多种技术手段的前提下,可有效降低勘查结论的误差。例如,甚低频电磁法技术指的是利用电磁波的低频传播特性来实施地球物理勘查,该技术的作用原理在于利用甚低频的无线电波(通常为低于10kHz的电磁波)作为场源,通过测量并分析电磁波在地下空间的传播规律、电磁波的强度和相位等特征指标,进一步推断地下岩层的分布、电性特征与形态,由此能够准确划定矿产资源的分布区域。重力勘探属于地球物理勘查的重要组成部分,其主要通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常,从而推断某一测区的地质构造或者矿产分布规律。矿产勘查人员通过测量地面的重力值,可推断出地下指定深度范围内的密度分布情况。当地下矿体存在密度差异时,重力勘探仪器就会显示数据异常,以此为依据能够准确圈定地质体或矿产资源的分布范围。矿产勘查人员通过实施数据采集、整理、校正、异常分离等操作,可以更加准确识别与圈定目标矿体。此外,磁法勘探旨在利用不同岩石或矿物的磁性差异,通过观测和分析地面磁场的异常变化,从而掌握某一矿区的地质构造以及资源赋存特征,还能够用于分析与磁性有关的地球物理问题。因此在地质矿产勘查的业务实施中,技术人员应综合考虑矿区的实际条件情况,重视不同勘查手段的有机结合。
6结语
综上所述,地质矿产勘查实施中的绿色勘查技术主要包括热红外成像技术、光学遥感技术、雷达探测与环保冲洗技术等,以上各项技术手段都能够支撑地质矿产勘查的有序进行。近年来,随着矿产开采规模的持续扩大,由于地质矿产勘查作业导致的生态破坏以及环境污染问题更加显著,充分体现了加大技术研发力度的必要性。为进一步发挥绿色勘查技术的保障功能,关键就是要坚持因地制宜的指导原则,结合矿区的地质环境以及气候条件来优化布局设计。矿产勘查部门还应当注重物联网的设备仪器采用,妥善回收与利用固体废弃物。