论文部分内容阅读
摘 要：随着技术的发展，近些年，矿产资源得到巨大的开发，地下物探方法已成为深部找矿的重要方法，地下物探技术已得到金属矿产勘查界的普遍认可和广泛应用。本文主要通过分析我国金属矿的采矿技术来阐述常用的物探方法的优缺点，并探讨新研发的技术和方法，同时展望一下物探方法的发展前景。
关键词：金属矿 地下物探
21世纪以来，我国经济高速发展，国民对矿产资源的需求也越来越多，为了解决国民对矿产资源的需求与现有矿产资源难以满足的矛盾，金属矿产资源的勘查成为地质工作者的重要工作。目前，我国矿产资源的寻找已进入深部寻找阶段，由于深部矿埋藏在500米以下，埋藏深度比较深，对信号的感应比较微弱，这就增加了找矿的难度，因此，物探技术在寻找深部金属矿中的作用越来越大。
一、我国金属矿的开采技术
随着经济的发展和对矿产资源的需求，我国金属采矿的技术和规模都有了很大进步，据调查，目前已建成900多座县级以上的国有金属矿山，年产量达到四亿吨，另外，年产量300万吨以上的金属露天矿有18座。近些年，地下开采在我国金属矿山开采中的地位越来越重要，开采规模不断扩大，就要求开采技术跟着不断的更新和提高，我国使用的开采技术主要有露天开采、地下开采等。
露天开采有陡帮开采、松土机—铲运机露天开采、间断—连续开采、陡坡铁路、高台阶采矿、装备大型化、边坡稳定和境界、边坡监控、露天地下联合开采和露天转地下开采技术等九种开采的新技术和新工艺，露天开采还有爆破技术，随着技术的发展，新型炸药和爆破器材不断研发出来，对露天开采有重要作用。
金属矿的开采只靠露天开采技术是不够的，必须结合地下开采技术，我国地下开采主要有空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法三种。由于矿产资源需求量的扩大，矿产深部开采成为必然，地下物探技术被越来越广泛的应用，其地位也越来越重要。目前，我国已有一批金属矿山引入深部开采技术，比如冬瓜山铜矿的矿体埋藏深度达到1000米，建成两条1000米以上的竖井进行深部开采；红透山铜矿的开采已进入900～1100米的深度。另外，我国还有一些金矿、镍矿、铜矿等都将进行深部开采，由于我国深部开采技术还比较落后，经验较少，因此，需要国家在人力、物力、财力上给予支持，将深部开采技术进一步发展起来，使其对我国的采矿业发挥效力。除了上述两种方法外，我国还有原地溶浸采矿法，这种方法将采、选、冶技术结合起来，直接从地下提取金属，原则上，金、银、铀、铜等金属矿物都能采取溶浸技术，目前，我国已成功完成了铜矿的原地浸溶试验。
二、地下物探方法的种类评析
地下物探是指将勘探仪器全部或部分置于钻孔或坑道中，激发并观测地球物理场的勘探方法，分为井中物探和坑道物探两种。由于物探方法不同，导致探测精度的差距，因此，地质工作者在勘查金属矿产时，要根据不同地区的不同地质决定采取哪种物探方法，只有联系实际，才能把物探技术很好的应用到矿产勘查上。地下物探方法主要有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等种类，下面将对其一一做分析。
1.重力勘探
重力勘探主要利用各种岩体、矿体之间密度存在差异的特点，从而引起地表重力加速度值的变化这一特点，而进行地质勘探的一种方法。这种方法适用于寻找高密度的矿产资源以及一些与高密度基岩和超基性岩伴生的矿产资源。只要勘探出地质体与周围岩体的密度差异，就能用精密的仪器找出重力的异常，结合当地的地质和其他一些物探资料，对测出的重力异常做出定量解释，就可以推断出覆盖层以下密度不同的矿体与岩层的埋藏情况，从而进一步找出矿体存在的具体位置。
当今重力勘查中最精密的仪器是CG-5型重力仪和BURRIS重力仪，其观测精度和读数分辨率很高，但此仪器不适合在山区进行观测，会造成地改过剩或不足的现象，这样就容易出现与地形高差成镜像的假异常。
2.磁法勘探
磁法勘探主要利用岩石和矿石的不同磁性而产生不同磁场这一特性进行勘查。各种不同的磁场会使地球磁场在局部地区发生变化，导致出现地磁异常的现象，这时利用各种仪器发现和研究这些磁异常，找出磁性矿体，并研究地质构造。磁法勘探是最经典的物探方法，这种方法适用于伴有磁铁矿的金属矿，一些金属矿与弱磁性的蚀变有关，一些金属矿存在于基性岩和超基性岩之间，利用磁法对这些矿产资源进行勘查，很容易找到。磁法勘探的径向探测范围比较大，而且能提供各种磁场信息，其空间定位能力也较好，这些特点使其在测定矿体的走向、长度、品位等方面有较大优势，在磁铁矿的勘探中发挥着重要作用，在寻找盲礦时，能准确的确定其深度、距钻孔的距离等，这样就能更好的设计出钻孔的深度、方位角等，这方面是其他的勘查方法无法超越的，因此，要扩大此项技术的推广应用，促进采矿业的发展。
3.电法勘探
电法勘探是根据岩石和矿石电学的性质来寻找矿，研究地质构造。矿石电学有导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性等性质，电法勘探根据这些性质，再运用各种精密仪器观测各种电场或交变电磁场，通过分析、解释这些磁场的特点和规律，最终找到金属矿。电法勘探分为为直流电法和交流电法两大类，直流电法有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等几种；交流电法包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法。另外，由于工作场所的不同，电法勘探又可以分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。
电法勘探的方法是矿产勘探中最常用的物探方法，如其中的激发极化法对探测有色矿产资源有重要作用，适用于寻找斑岩型矿产和浸染状矿产，这是因为此类矿产的颗粒分散在岩体中，易于产生激电异常。平均电阻率值以及人文噪声水平是激发极化法探测深度的决定因素，在一些黄铁矿中能产生更强烈的激电异常，因此，在寻找这些矿产时，激发极化法极为有效。
4.地震法
地震法是近代发展变化最快的地下物探法，主要利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。当地面某处激发的地震波向地下传播时，在遇到不同弹性的地层分界面，就会产生反射波或折射波返回地面，这时用专门的仪器就可以记录这些波，然后通过分析所得记录的特点，通过专门的计算或仪器处理，就能比较准确的测定这些界面的深度和形态，判断出地层的岩性。 地震法主要用于寻找含油气构造的地质，在勘探煤田、盐岩矿床、某些层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等方面也有比较显著的作用。近年来，地震勘探方法发展迅速，应用也比较广泛。比如铅锌矿的探测，还有在一些沉积型矿中，基本为层状结构，这时用地震法勘查就能取得较好的效果。另外，在一些高速体或低速体的矿产资源中，运用井中地震层析成像技术可以直接找到矿。但是由于矿产资源有其自己的特性，很多矿产资源与岩浆的活动有很大关系，因此，地震法有时很难取得有效的数据。
综上所述，在寻找深部矿产时，要先了解成矿地质的背景，根据实际情况采取相应的地下物探方法，只有这样才能有效迅速的找到矿产，节省人力、财力。物探方法是检测盲矿的有效方法，地质勘查人员要掌握各种物探技术的方法，遵循物探技术的原则，结合实际的经济技术条件，选择合理的物探技术，从而使物探技术更好的服务于盲矿的探测。
三、地下物探技术的发展前景
经过近些年的发展进步，地下物探技术呈现出多样化，主要表现为应用范围不断扩大化，物探方面的新技术方法也不断涌现，上文主要论述了重力法、磁法法、电法、地震法四种。另外，地下物探技术的研究者越来越多，这就为其发展做了很好的铺垫，物探技术的发展为勘查目标服务，就为提高经济效益打下了基础。
针对于我国来说，尽管金属采矿技术有了很大的发展，但与国际先进水平还是有很大差距的，我国的金属采矿技术总体上而言，水平仍然较低，我国的采矿设备比较落后，开采规模比较小，都是靠人力挖掘开采，这样就导致生产效率提不上，矿山的效益就比较差，矿产资源的利用率低下，从而不能很好的满足当今社会对矿产资源的需求。
基于上述我国矿产资源开发中存在的问题，地下物探技术的发展有着广阔的前景，地质勘探者要根据我国的实际情况，把地下物探技术尽快发展和应用起来。21世紀要遵循可持续发展战略，讲求环境保护和降低资源的污染，因此，物探技术要朝着可持续发展的方向改进。
我国的金属矿开采要实行大规模采矿，这样就可以扩大生产规模，提高劳动生产率；实施深井采矿技术就适应了金属矿产深部开采的需要和发展趋势；发展溶浸采矿解决了贫矿资源开采的困难，可以使资源不丰富的矿得到最大的利用，不但节省了开采时的经济成本，还可以创造更多的效益；另外，充填采矿技术的发展使金属矿的开采得到合理制约，从而有效的保护了环境。总的来说，金属矿的地下物探技术主要朝着机械大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿以及充填采矿的技术方向发展。
21世纪是信息技术的时代，科学技术深深地影响着采矿业的发展，因此，要将一些新的技术和新的理念合理的应用到采矿业中。矿业数字化是必然的趋势，矿山企业和地质工作者一定要认清形势，抓住机遇，发挥创新精神，把先进的科学技术和信息技术应用到采矿业中来，把物探技术和其他一些新技术结合起来，更好的为采矿业服务。
四、结语
总之，地下物探技术在金属矿物勘探中的作用越来越重要，它的测量探头可以靠近目标体，对目标的深度可以有效的探测出来，并不受地形的影响，另外，其分辨率和精度也很高。因此，国家政府和地质勘探学家一定要认清此技术的重要地位和其发展前景，充分发挥地下物探技术的有效性。
参考文献
[1]周平，陈胜礼，朱丽丽. 几种金属矿地下物探方法评述[J]. 地质通报， 2009（Z1）.
[2]蔡运胜，尹洪岩，张进国，夏训银. 激发极化法工作原理方法及应用效果探讨[J]. 矿产勘查， 2012（02）.
[3]袁桂琴，李飞，郑红闪，丁志强. 深部金属矿勘查中常用物探方法与应用效果[J]. 物探化探计算技术， 2010（05）.
[4]钱建民，李海亭，姚丽平，徐岳行. 矿产勘查的物化探技术方法的使用原则[J]. 矿产勘查， 2010（05）.
关键词：金属矿 地下物探
21世纪以来，我国经济高速发展，国民对矿产资源的需求也越来越多，为了解决国民对矿产资源的需求与现有矿产资源难以满足的矛盾，金属矿产资源的勘查成为地质工作者的重要工作。目前，我国矿产资源的寻找已进入深部寻找阶段，由于深部矿埋藏在500米以下，埋藏深度比较深，对信号的感应比较微弱，这就增加了找矿的难度，因此，物探技术在寻找深部金属矿中的作用越来越大。
一、我国金属矿的开采技术
随着经济的发展和对矿产资源的需求，我国金属采矿的技术和规模都有了很大进步，据调查，目前已建成900多座县级以上的国有金属矿山，年产量达到四亿吨，另外，年产量300万吨以上的金属露天矿有18座。近些年，地下开采在我国金属矿山开采中的地位越来越重要，开采规模不断扩大，就要求开采技术跟着不断的更新和提高，我国使用的开采技术主要有露天开采、地下开采等。
露天开采有陡帮开采、松土机—铲运机露天开采、间断—连续开采、陡坡铁路、高台阶采矿、装备大型化、边坡稳定和境界、边坡监控、露天地下联合开采和露天转地下开采技术等九种开采的新技术和新工艺，露天开采还有爆破技术，随着技术的发展，新型炸药和爆破器材不断研发出来，对露天开采有重要作用。
金属矿的开采只靠露天开采技术是不够的，必须结合地下开采技术，我国地下开采主要有空场采矿法、崩落采矿法、充填采矿法三种。由于矿产资源需求量的扩大，矿产深部开采成为必然，地下物探技术被越来越广泛的应用，其地位也越来越重要。目前，我国已有一批金属矿山引入深部开采技术，比如冬瓜山铜矿的矿体埋藏深度达到1000米，建成两条1000米以上的竖井进行深部开采；红透山铜矿的开采已进入900～1100米的深度。另外，我国还有一些金矿、镍矿、铜矿等都将进行深部开采，由于我国深部开采技术还比较落后，经验较少，因此，需要国家在人力、物力、财力上给予支持，将深部开采技术进一步发展起来，使其对我国的采矿业发挥效力。除了上述两种方法外，我国还有原地溶浸采矿法，这种方法将采、选、冶技术结合起来，直接从地下提取金属，原则上，金、银、铀、铜等金属矿物都能采取溶浸技术，目前，我国已成功完成了铜矿的原地浸溶试验。
二、地下物探方法的种类评析
地下物探是指将勘探仪器全部或部分置于钻孔或坑道中，激发并观测地球物理场的勘探方法，分为井中物探和坑道物探两种。由于物探方法不同，导致探测精度的差距，因此，地质工作者在勘查金属矿产时，要根据不同地区的不同地质决定采取哪种物探方法，只有联系实际，才能把物探技术很好的应用到矿产勘查上。地下物探方法主要有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探等种类，下面将对其一一做分析。
1.重力勘探
重力勘探主要利用各种岩体、矿体之间密度存在差异的特点，从而引起地表重力加速度值的变化这一特点，而进行地质勘探的一种方法。这种方法适用于寻找高密度的矿产资源以及一些与高密度基岩和超基性岩伴生的矿产资源。只要勘探出地质体与周围岩体的密度差异，就能用精密的仪器找出重力的异常，结合当地的地质和其他一些物探资料，对测出的重力异常做出定量解释，就可以推断出覆盖层以下密度不同的矿体与岩层的埋藏情况，从而进一步找出矿体存在的具体位置。
当今重力勘查中最精密的仪器是CG-5型重力仪和BURRIS重力仪，其观测精度和读数分辨率很高，但此仪器不适合在山区进行观测，会造成地改过剩或不足的现象，这样就容易出现与地形高差成镜像的假异常。
2.磁法勘探
磁法勘探主要利用岩石和矿石的不同磁性而产生不同磁场这一特性进行勘查。各种不同的磁场会使地球磁场在局部地区发生变化，导致出现地磁异常的现象，这时利用各种仪器发现和研究这些磁异常，找出磁性矿体，并研究地质构造。磁法勘探是最经典的物探方法，这种方法适用于伴有磁铁矿的金属矿，一些金属矿与弱磁性的蚀变有关，一些金属矿存在于基性岩和超基性岩之间，利用磁法对这些矿产资源进行勘查，很容易找到。磁法勘探的径向探测范围比较大，而且能提供各种磁场信息，其空间定位能力也较好，这些特点使其在测定矿体的走向、长度、品位等方面有较大优势，在磁铁矿的勘探中发挥着重要作用，在寻找盲礦时，能准确的确定其深度、距钻孔的距离等，这样就能更好的设计出钻孔的深度、方位角等，这方面是其他的勘查方法无法超越的，因此，要扩大此项技术的推广应用，促进采矿业的发展。
3.电法勘探
电法勘探是根据岩石和矿石电学的性质来寻找矿，研究地质构造。矿石电学有导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性等性质，电法勘探根据这些性质，再运用各种精密仪器观测各种电场或交变电磁场，通过分析、解释这些磁场的特点和规律，最终找到金属矿。电法勘探分为为直流电法和交流电法两大类，直流电法有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等几种；交流电法包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法。另外，由于工作场所的不同，电法勘探又可以分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。
电法勘探的方法是矿产勘探中最常用的物探方法，如其中的激发极化法对探测有色矿产资源有重要作用，适用于寻找斑岩型矿产和浸染状矿产，这是因为此类矿产的颗粒分散在岩体中，易于产生激电异常。平均电阻率值以及人文噪声水平是激发极化法探测深度的决定因素，在一些黄铁矿中能产生更强烈的激电异常，因此，在寻找这些矿产时，激发极化法极为有效。
4.地震法
地震法是近代发展变化最快的地下物探法，主要利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。当地面某处激发的地震波向地下传播时，在遇到不同弹性的地层分界面，就会产生反射波或折射波返回地面，这时用专门的仪器就可以记录这些波，然后通过分析所得记录的特点，通过专门的计算或仪器处理，就能比较准确的测定这些界面的深度和形态，判断出地层的岩性。 地震法主要用于寻找含油气构造的地质，在勘探煤田、盐岩矿床、某些层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等方面也有比较显著的作用。近年来，地震勘探方法发展迅速，应用也比较广泛。比如铅锌矿的探测，还有在一些沉积型矿中，基本为层状结构，这时用地震法勘查就能取得较好的效果。另外，在一些高速体或低速体的矿产资源中，运用井中地震层析成像技术可以直接找到矿。但是由于矿产资源有其自己的特性，很多矿产资源与岩浆的活动有很大关系，因此，地震法有时很难取得有效的数据。
综上所述，在寻找深部矿产时，要先了解成矿地质的背景，根据实际情况采取相应的地下物探方法，只有这样才能有效迅速的找到矿产，节省人力、财力。物探方法是检测盲矿的有效方法，地质勘查人员要掌握各种物探技术的方法，遵循物探技术的原则，结合实际的经济技术条件，选择合理的物探技术，从而使物探技术更好的服务于盲矿的探测。
三、地下物探技术的发展前景
经过近些年的发展进步，地下物探技术呈现出多样化，主要表现为应用范围不断扩大化，物探方面的新技术方法也不断涌现，上文主要论述了重力法、磁法法、电法、地震法四种。另外，地下物探技术的研究者越来越多，这就为其发展做了很好的铺垫，物探技术的发展为勘查目标服务，就为提高经济效益打下了基础。
针对于我国来说，尽管金属采矿技术有了很大的发展，但与国际先进水平还是有很大差距的，我国的金属采矿技术总体上而言，水平仍然较低，我国的采矿设备比较落后，开采规模比较小，都是靠人力挖掘开采，这样就导致生产效率提不上，矿山的效益就比较差，矿产资源的利用率低下，从而不能很好的满足当今社会对矿产资源的需求。
基于上述我国矿产资源开发中存在的问题，地下物探技术的发展有着广阔的前景，地质勘探者要根据我国的实际情况，把地下物探技术尽快发展和应用起来。21世紀要遵循可持续发展战略，讲求环境保护和降低资源的污染，因此，物探技术要朝着可持续发展的方向改进。
我国的金属矿开采要实行大规模采矿，这样就可以扩大生产规模，提高劳动生产率；实施深井采矿技术就适应了金属矿产深部开采的需要和发展趋势；发展溶浸采矿解决了贫矿资源开采的困难，可以使资源不丰富的矿得到最大的利用，不但节省了开采时的经济成本，还可以创造更多的效益；另外，充填采矿技术的发展使金属矿的开采得到合理制约，从而有效的保护了环境。总的来说，金属矿的地下物探技术主要朝着机械大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿以及充填采矿的技术方向发展。
21世纪是信息技术的时代，科学技术深深地影响着采矿业的发展，因此，要将一些新的技术和新的理念合理的应用到采矿业中。矿业数字化是必然的趋势，矿山企业和地质工作者一定要认清形势，抓住机遇，发挥创新精神，把先进的科学技术和信息技术应用到采矿业中来，把物探技术和其他一些新技术结合起来，更好的为采矿业服务。
四、结语
总之，地下物探技术在金属矿物勘探中的作用越来越重要，它的测量探头可以靠近目标体，对目标的深度可以有效的探测出来，并不受地形的影响，另外，其分辨率和精度也很高。因此，国家政府和地质勘探学家一定要认清此技术的重要地位和其发展前景，充分发挥地下物探技术的有效性。
参考文献
[1]周平，陈胜礼，朱丽丽. 几种金属矿地下物探方法评述[J]. 地质通报， 2009（Z1）.
[2]蔡运胜，尹洪岩，张进国，夏训银. 激发极化法工作原理方法及应用效果探讨[J]. 矿产勘查， 2012（02）.
[3]袁桂琴，李飞，郑红闪，丁志强. 深部金属矿勘查中常用物探方法与应用效果[J]. 物探化探计算技术， 2010（05）.
[4]钱建民，李海亭，姚丽平，徐岳行. 矿产勘查的物化探技术方法的使用原则[J]. 矿产勘查， 2010（05）.