论文部分内容阅读
摘 要：近年来，科学技术的发展速度不断加快，广度也不断扩展，其在各个产业中的作用不断加深，也对各行各业起着巨大的推动作用。目前，随着数字技术在地质领域运用的出现，地质领域行业开始面临着巨大的转变。本文将结合数字化技术在地质探矿中的应用，對野外探矿技术进行简要的分析和研究，并借由案例论述野外探矿特有的工艺技术，以供广大读者参考，为野外探矿工作提供可用的参考和建议。
关键词：野外探矿技术；工艺技术；数字化技术；地质工作
数字化技术不受专业限制，用途广泛，可用于数字影视（如数字电视），也可用于数字定位（如GPS定位）和地质工程。当前，数字技术正不断结合各专业的优势和用途形成新的功能，此种变革带来的影响不容小觑。从钻探行业来说，在未来的发展中也势必会走上数字化的道路。从其实现的难易程度来看，首先应当是建立大型的钻探经验数据库，以网络为媒介向钻探工作者提供可用可靠的地质或钻探相关信息，如技术参数、技术支持、底层信息等作为实现该架构的开端。
一、探矿信息数字化
使用既有的探矿信息对探矿工作的开展具有极其巨大的意义，不仅可以为探矿工作提供有用的先决条件，也能节省探矿所花费的时间、人力和物力，提升探矿的精准度。当前，人类已经探测到的地层信息范围囊括了地球表面上下接近2000千米的地层数据，信息覆盖的范围几乎可以达到每平方千米，但是数据覆盖的密度还远远达不到当前人们探矿工作的需求。因而如何获取大量且细致的地层信息、并将其构建成为一个巨大的信息数据库成为了每位地质工程领域的科研和工作人员共同关心并致力的事情之一。按照需求，该数据库的内容十分广泛，其中涵盖了诸如岩土层的成分，及其物理、化学和力学信息，地质构造和水文分布、人造物体的分布等数据信息。这些海量数据的巨大作用并非只体现在地质工程之中，还体现在各个行业之中，甚至与国家的安全也有所关联。地层信息数据库建成之后，可以容纳各施工队伍之前的勘探资料和观测数据，而各行业相关人士也定期对其进行更新和补充，例如地下铺设的管道位置、管道种类等结构。这样便可以省去其他施工队再次勘探的麻烦，就算年代久远，再次勘探时也可以使用之前的勘探资料作为参考，降低勘探误差出现的概率。
二、野外钻探技术的数字化
钻探技术的数字化，也就是在充分利用底层数据库中的信息后，在进一步加强钻进参数的采集工作，再对数据进行分析、运算、过滤和重组工作，同时还需引入人工智能技术来形成钻井系统的知识库、逻辑库、方法库和模型库，最终形成由原始数据进行分析、识别和判断以及决策的专家系统、推理系统和神经网络系统，为实现自感知、自适应和自调节的职能钻井和机器人控制以及远程操纵技术打下坚实的基础。此外，钻探信息的数字化，还需要将定性的表述上升为定量的数字表示，完善度量标准，提升钻探工作的精确度，将原本模糊的界限明朗化。例如，当前对岩石的划分一般都粗略的划分为硬、中硬、软等几个级别，但是数字化的表述方法则要更加细致和明确，可以从零开始划分级别，数值越大代表岩石的硬度也越高。这种方法虽然对于人来说过于精细，但对于计算机来说更容易计算，由此得到的结果也更加精确和可靠。另一方面，数字化就是知识表示的数字化，也就是将人类创造和理解的知识表示成计算机能够理解的数字形式。例如我们常用的井喷、井漏和卡钻等钻井事故，一般都是用术语来表示，再经由人转化为数字语言，再利用计算机进行相关计算，并判断发生这些事故的依据以及可以使用的应对和预防措施。有了上述性和谐数字化的信息库和专业知识库，就能够人为地使用各种数理统计理论和钻井理论，加强计算机的智能化程度，进而对出现的问题作出相应的判断和反应。
三、野外探矿技术实例分析
地矿勘探部门经过长期的艰辛工作，锁定了某地的金矿，对该金矿的成矿条件和分布规律、整体资源的预测基于评价准则等内容进行了深入的分析和研究，并由此积累了可用、高效的野外探矿经验。根据之前累计的经验，勘探队根据以往的资料得知，此金矿周围经过多年的挖掘和开采，已经探明的上部金矿大多已被开采殆尽，在其下部的地质由于深度较大，探矿工程还未正式启动和实施，仅有个别实力强劲的单位在小范围区域内进行试探。
在该次野外探矿工作中，先进的钻探施工设备时必备的前提条件，如果探矿部门探矿施工设备老化，技术性能差，必然会阻碍野外探矿工作的顺利开展。在选用钻井方法时，根据该矿岩石物理力学性质来看，依然玄影小口径金刚石钻井的方法，该方法提钻次数少，可以减少辅助时间，降低劳动强度，而且还能够提升纯钻进的时间利用率，整体而言综合效率较高。钻孔结构则根据金刚石钻井工艺的要求，使用简单明了的钻孔结构为最佳，并且尽量避免换径，同时还需考虑到钻具的材质和地层方面的因素可能造成的不利影响。对于钻具级配的选择方面，为了满足钻井工作的需求，必须加大钻具的扭矩力，以降低钻杆外径和孔壁之间的间隔。对于钻进参数的选取，需要考虑的影响因素众多，而且很多因素是互相制约、互相联系的，较为复杂，如钻孔的深度、结构、施工设备的性能、钻头的类型以及参数、冲洗液的类型等等。在实践过程中，必须结合这些具体情况分析，灵活、合理使用钻压、泵量和泵压，这样才能得到最优的钻进结果。本文以1500米的孔深作为事例，推荐的相关参数如图一所示。
四、结语
在野外探矿技术中数字化系统最大的优势在于其精准的动作，能够极精细的实现人们无法顺利实现的功能和工作，特别对于海底、极低和高山缺氧区、沙漠以及外星等环境恶劣地区的野外探矿工作。数字化野外探矿工作将会大幅度提升探矿工程的精确度，在原有基础上节约大量的时间、精力和物力，势必会给探矿行业带来新的前景，也会成为全球数字化数据采集的良好开端。
参考文献
[1] 王佩春，李铁春.野外探矿技术探讨[J].黑龙江科技信息，2012-05-15.
[2] 秦晓东，陈宇.野外探矿工艺研究[J].科技致富向导，2014-05-26.
[3] 杨建新.小秦岭金矿田深部探矿施工技术工艺的设想与选择[J].河南地质，2001-12-30.
作者简介：刘卫平，云南地质工程第二勘察院楚雄工程处。
关键词：野外探矿技术；工艺技术；数字化技术；地质工作
数字化技术不受专业限制，用途广泛，可用于数字影视（如数字电视），也可用于数字定位（如GPS定位）和地质工程。当前，数字技术正不断结合各专业的优势和用途形成新的功能，此种变革带来的影响不容小觑。从钻探行业来说，在未来的发展中也势必会走上数字化的道路。从其实现的难易程度来看，首先应当是建立大型的钻探经验数据库，以网络为媒介向钻探工作者提供可用可靠的地质或钻探相关信息，如技术参数、技术支持、底层信息等作为实现该架构的开端。
一、探矿信息数字化
使用既有的探矿信息对探矿工作的开展具有极其巨大的意义，不仅可以为探矿工作提供有用的先决条件，也能节省探矿所花费的时间、人力和物力，提升探矿的精准度。当前，人类已经探测到的地层信息范围囊括了地球表面上下接近2000千米的地层数据，信息覆盖的范围几乎可以达到每平方千米，但是数据覆盖的密度还远远达不到当前人们探矿工作的需求。因而如何获取大量且细致的地层信息、并将其构建成为一个巨大的信息数据库成为了每位地质工程领域的科研和工作人员共同关心并致力的事情之一。按照需求，该数据库的内容十分广泛，其中涵盖了诸如岩土层的成分，及其物理、化学和力学信息，地质构造和水文分布、人造物体的分布等数据信息。这些海量数据的巨大作用并非只体现在地质工程之中，还体现在各个行业之中，甚至与国家的安全也有所关联。地层信息数据库建成之后，可以容纳各施工队伍之前的勘探资料和观测数据，而各行业相关人士也定期对其进行更新和补充，例如地下铺设的管道位置、管道种类等结构。这样便可以省去其他施工队再次勘探的麻烦，就算年代久远，再次勘探时也可以使用之前的勘探资料作为参考，降低勘探误差出现的概率。
二、野外钻探技术的数字化
钻探技术的数字化，也就是在充分利用底层数据库中的信息后，在进一步加强钻进参数的采集工作，再对数据进行分析、运算、过滤和重组工作，同时还需引入人工智能技术来形成钻井系统的知识库、逻辑库、方法库和模型库，最终形成由原始数据进行分析、识别和判断以及决策的专家系统、推理系统和神经网络系统，为实现自感知、自适应和自调节的职能钻井和机器人控制以及远程操纵技术打下坚实的基础。此外，钻探信息的数字化，还需要将定性的表述上升为定量的数字表示，完善度量标准，提升钻探工作的精确度，将原本模糊的界限明朗化。例如，当前对岩石的划分一般都粗略的划分为硬、中硬、软等几个级别，但是数字化的表述方法则要更加细致和明确，可以从零开始划分级别，数值越大代表岩石的硬度也越高。这种方法虽然对于人来说过于精细，但对于计算机来说更容易计算，由此得到的结果也更加精确和可靠。另一方面，数字化就是知识表示的数字化，也就是将人类创造和理解的知识表示成计算机能够理解的数字形式。例如我们常用的井喷、井漏和卡钻等钻井事故，一般都是用术语来表示，再经由人转化为数字语言，再利用计算机进行相关计算，并判断发生这些事故的依据以及可以使用的应对和预防措施。有了上述性和谐数字化的信息库和专业知识库，就能够人为地使用各种数理统计理论和钻井理论，加强计算机的智能化程度，进而对出现的问题作出相应的判断和反应。
三、野外探矿技术实例分析
地矿勘探部门经过长期的艰辛工作，锁定了某地的金矿，对该金矿的成矿条件和分布规律、整体资源的预测基于评价准则等内容进行了深入的分析和研究，并由此积累了可用、高效的野外探矿经验。根据之前累计的经验，勘探队根据以往的资料得知，此金矿周围经过多年的挖掘和开采，已经探明的上部金矿大多已被开采殆尽，在其下部的地质由于深度较大，探矿工程还未正式启动和实施，仅有个别实力强劲的单位在小范围区域内进行试探。
在该次野外探矿工作中，先进的钻探施工设备时必备的前提条件，如果探矿部门探矿施工设备老化，技术性能差，必然会阻碍野外探矿工作的顺利开展。在选用钻井方法时，根据该矿岩石物理力学性质来看，依然玄影小口径金刚石钻井的方法，该方法提钻次数少，可以减少辅助时间，降低劳动强度，而且还能够提升纯钻进的时间利用率，整体而言综合效率较高。钻孔结构则根据金刚石钻井工艺的要求，使用简单明了的钻孔结构为最佳，并且尽量避免换径，同时还需考虑到钻具的材质和地层方面的因素可能造成的不利影响。对于钻具级配的选择方面，为了满足钻井工作的需求，必须加大钻具的扭矩力，以降低钻杆外径和孔壁之间的间隔。对于钻进参数的选取，需要考虑的影响因素众多，而且很多因素是互相制约、互相联系的，较为复杂，如钻孔的深度、结构、施工设备的性能、钻头的类型以及参数、冲洗液的类型等等。在实践过程中，必须结合这些具体情况分析，灵活、合理使用钻压、泵量和泵压，这样才能得到最优的钻进结果。本文以1500米的孔深作为事例，推荐的相关参数如图一所示。
四、结语
在野外探矿技术中数字化系统最大的优势在于其精准的动作，能够极精细的实现人们无法顺利实现的功能和工作，特别对于海底、极低和高山缺氧区、沙漠以及外星等环境恶劣地区的野外探矿工作。数字化野外探矿工作将会大幅度提升探矿工程的精确度，在原有基础上节约大量的时间、精力和物力，势必会给探矿行业带来新的前景，也会成为全球数字化数据采集的良好开端。
参考文献
[1] 王佩春，李铁春.野外探矿技术探讨[J].黑龙江科技信息，2012-05-15.
[2] 秦晓东，陈宇.野外探矿工艺研究[J].科技致富向导，2014-05-26.
[3] 杨建新.小秦岭金矿田深部探矿施工技术工艺的设想与选择[J].河南地质，2001-12-30.
作者简介：刘卫平，云南地质工程第二勘察院楚雄工程处。