第一篇:王蒙中图学会2012年会现代性文化与阅读主题报告
现代性文化与阅读
“2012年中国图书馆年会”闭幕式23日在广东东莞举行。原中国文化部部长、著名作家王蒙在闭幕式上做题为《现代性文化与阅读》的主题演讲,阐述现代视听技术发展下传统阅读的重要性。
王蒙表示,网络对传统的阅读影响巨大,特别是多媒体和视听技术的发展,让人们获得信息的便捷化舒适化习惯正在形成,大量快速浏览的习惯正在代替阅读,但是读书是不能被网络电影电视语言等等替代的,正是最普通的书,表达了思想的魅力。图书馆是一个产生思想的地方,现代的科技手段越科学,图书馆就越神圣。
王蒙表示,有的人认为随着现代技术的进步,文学将会消亡,诗歌会消亡,小说会消失,人们会选择更简单的方式接受外部信息。我们的信息技术越来越发达,对享用这些信息的人要求越来越低。我们过去要求读书的人要读得好,图书馆内不能有噪音,读书的人要有一定的素质才能读得进去书,才能在读书中获得乐趣,但是现在传播复制的手段越来越发达,对使用主体的要求就越来越低,只要会使用电脑就可以了,也就是说获得信息的便捷化舒适化正在形成,获得信息者的单一化、消费化正在形成,读书正在变成一种消费。
王蒙以自己访问欧美国家的亲身见闻为例,他指出,最深度介入人的思维的恰恰是语言和文字,如果人们的阅读不是以文字为主要符号,而是以其他感官为主要渠道的话,好处是热闹舒服容易接受,但是坏处就是思想浅薄。
王蒙表示,现代传播手段的发达,让一些人靠传播成功成了明星,但是创造性的成果非常有限,文化快餐代替了巨著,代替了重大发明和发现,造成了精神生态的危机。全世界各国对这个问题都十分严肃,他并不反对网络时代的到来,但担心快餐、消费、破碎代替了细节的研究和发现。
王蒙认为,读书是不能被替代的,不能被网络电影电视语言等等替代,正是最普通的书,表达了思想的魅力,思想的安宁,思想的专注。因此图书馆是一个产生思想的地方,是一个交流思想的地方,一个深化思想的地方,现代的科技手段越科学,图书馆就越神圣。
第二篇:思维导图在语文课堂中的尝试与运用成果报告
思维导图在语文课堂中的尝试与运用成果报告
慕仪镇中心小学
【摘要】思维导图是英国著名心理学家托尼·巴赞于上世纪70年代发明了一种新型的思维工具,这是一种将放射性思考具体化的方法,放射性思考是人类大脑的自然思考方式,以大脑中的某一个知识点为思维中心,从这个知识点出发引发出与之相关的其他知识点,这些知识点又可以成为另外的思维中心。近年来,思维导图逐渐获得了广泛的认可,并应用于学科教学过程中。
【关键词】 高效课堂 思维导图 小学语文
一、研究的背景
高效课堂实施以来,如何转变学生的学习方式,激发学生的学习兴趣,进而提高语文教学的有效性,一直是一线教师关注和试图解决的问题。教学的根本目的是促进人的发展,教学有效性的关键是看通过教学学生是否掌握了学习方法,积极主动地学习,促进了学生的进步和发展,也就是说衡量教学有效性的标准是看学生是否获得了进步和发展。运用“思维导图”就是提高教学有效性的方式之一,目前已成为国内外教育研究的热点。
二、课题的核心概念的界定
思维导图: 英国著名心理学家托尼·巴赞于上世纪70年代发明了一种新型的思维工具,这是一种将放射性思考具体化的方法,放射性思考是人类大脑的自然思考方式,以大脑中的某一个知识点为思维中心,从这个知识点出发引发出与之相关的其他知识点,这些知识点又可以成为另外的思维中心。这种发散性的结构符合大脑工作的原理,体现了人们思维过程中的多向性和跳跃性,是一种能够帮助人们分析问题、整理思路、快速学习的方法和工具。思维导图类似于大脑神经元网络的分布,方便让大脑掌握知识内在联系的同时能使想法很快产生;使用了大脑喜欢的多色彩的思考方式;强调左右大脑的协调合作,在清晰整理自己思维的过程中,大量使用形象生动的图形和容易辨识的符号,而不是单一的文字;强调以立体方式思考,将彼此间的关系显示出来,可在分支上再继续分出新要点;具有强烈的个人色彩,在基本原则相同的前提下,每个人绘制的思维导图都有强烈的个人风格。近年来,思维导图逐渐获得了广泛的认可,并应用于学科教学过程中。
三、理论依据及意义
1、课堂教学改革可以通过借鉴其他领域的取得的成果促进改革向纵深发展,比如脑科学研究的最新成果、信息技术的最新进展等。
2、高效课堂教学改革只有触及到了学生思维发展的水平上才能真正体现出新课程倡导的理念,本课题研究选择了思维科学为突破口来整体构建新型的教学与学习方式。
3、思维导图,可以把—长串枯燥的信息变成彩色的、容易记忆的、有高度组织性的图画,与我们大脑处理事物的自然方式相互吻合。
4、作为一种实证性的研究,本课题更关注研究过程中师生的作品成果的积累。本课题的研究对转变学生的学习方式,提高语文教学的有效性有较高的实践价值。通过研究探索运用“思维导图”提高语文教学有效性的策略,初步建立基于“思维导图”的语文课堂教学模式,帮助语文教师提高教学能力,促进学生的进步和发展。
四、研究目标及思路
(一)在教师层面创设新型的教学方式,培养能够灵活运用思维导图这一新的思维工具的教师群体,提升教师队伍的专业化水平。
1、与思维导图整合的学科课堂教学的案例研究(包括微格案例、完整案例,形式上有文本案例、视频案例等)
2、与思维导图整合的教师专业技能的拓展性研究(包括导学案、板书设计、作业设计、知识与结构的导图式梳理、解题的导图式方法等)
3、与思维导图整合的教师专业成长的模式化研究(包括自我发展规划、教学反思、课题研究等)
(二)在学生层面创设新型的学习方式,探索有特色的“思维导图高效学习法”,形成理论与实践紧密结合的新范式。
1、与思维导图整合的学习循环的整体构建研究(形成“5+2+X”的整体学习循环,“5”是周一至周五的学校课堂教学活动,“2”是双休日的学习活动,“X”是假期的学习活动)
2、基于学生学习作品的系列化研究(将学习过程中学生的学习作品进行收集整理,包括笔记、作业、解题、总结等,然后归类形成系列)
五、研究过程与方法
(一)研究准备阶段
时间:2014年11月—12月
任务:
1、理论学习。进一步理解新课程理念,提高理论素养,学会画“思维导图”。
形式:自学和集中培训、研讨相结合。
参考书目:《思维导图》《概念图教学实训教程》《有效课堂教学手册》等。
2、确定个人研究内容,制定研究计划。
(二)研究实施阶段
第一阶段时间:2015年1月—5月
任务:
1、怎样教会学生画“思维导图”,并用“思维导图”呈现简单的知识结构。
2、教师怎样能够用“思维导图”进行有效备课。
3、对研究过程进行整理、做好反思记录,每人写一篇教学课例。
第二阶段时间:2015年6月
任务:
1、在前一阶段研究的基础上进一步研究学生怎样用“思维导图”建构知识。建立评价量规,对学生画的“思维导图”进行可操作性的评价。
2、研讨实践用“思维导图”教学的课堂组织形式。
3、实验教师互相听课,进行课例研究,并对资料进行整理,分析,探索语文课堂“思维导图”教学模式。
4、在反思记录的基础上,每人写一篇教学课例。
第三阶段时间:2015年7月
任务:
1、进行课题研究阶段性研讨,建立基于“思维导图”的语文课堂教学模式,选取典型课例并请专家指导,验证其合理性,进行修正或完善。
2、每人写一篇论文。
(三)研究总结阶段
时间:2015年9月—10月
任务:将研究的相关资料、数据进行加工整理,对本课题研究工作进行反思与总结,得出研究结论,经过研讨后形成研究报告。
以行动研究法为主,辅以调查法,文献研究法等。通过课例研究这一行动研究的类型,在语文教学实践中自我反思,同伴互助,在不断改进中研究整理得出本课题研究结论。
六、研究成果
初步建立基于“思维导图”的语文课堂教学模式
(一)教师善用思维导图 1.思维导图有助于教师单元备课
课改后的语文教材以主题的形式组织编排,加强了单元整合。如果教师采用思维导图备课,就能从鸟瞰的角度把握整组课文,把读写训练重点落到实处。在三年级第六单元“壮丽的祖国山河”这组课文中就有明显体现,把整组的内容分为四部分,从迷人景色、写作方法、知识积累和资料搜集四个方面进行梳理。每一课的内容重点、文章结构都一目了然。不仅从这张导图上能很快找到每篇课文内容的重难点,而且能发现各课文间的内在联系、共性及不同点。
2.思维导图为阅读教学插上翅膀 相信老师们都很清楚板书在课堂教学中的重要作用,板书设计采用思维导图的方式,不仅能清晰地展现课文内容和文章结构,使课文层次更加清晰,重点突出,中心明确,而且还可以引导学生展开想象,拓展思维,提高学习兴致,可以取得事半功倍的效。思维导图不仅能让学生爱上阅读,同时帮助他们找到了学习阅读的方法,为语文阅读教学插上了翅膀。
3.思维导图为习作教学打开一扇窗
学生害怕写作文,不知道怎样写作文在小学习作教学中是普遍存在的现象。针对这个难题,课题组成员共同探讨,试着把思维导图引进作文课堂。
低年级学段,在充分挖掘生活中的写作素材的基础上,引导学生从生活中选取素材,借助思维导图来有效地丰富学生的语言,帮助学生作文。例如:夏天,西瓜上市,老师就把西瓜带到教室,先给学生讲讲西瓜在开封的种植历史及有关传说,再带领学生调动多种感官观察,可以摸、拍、掂、滚、看、切、尝,教师根据学生的发言提取关键字板书在黑板上,待学生品尝完西瓜,整个导图完整地将文章的结构和详略清晰地展现在学生眼前。看着导图,学生很容易便完成了习作。
到了中高年级,学生已经慢慢熟悉思维导图了,先让他们独立设计并画出习作的思维导图,再根据自己的导图进行作文,这样,学生的作文不仅内容丰富多彩,还避免了文章内容千篇一律。经过习作教学的实践,我们发现用思维导图为作文教学打开了一扇窗,让学生利用导图把作文的构思先简单画出来,就可以有效地帮助学生完成习作,写作如虎添翼!
4.思维导图为知识整合架起桥梁
思维导图还可以用在单元学习之后的知识整合上,这样既能帮助学生从总体上了解单元知识的结构,还可以提高学生的兴趣,调动学生积极思考。在备课时教师制作的《名人故事》这个单元的导图。我们从“优秀品质”、“拓展应用”、“写人记事的写作方法”、“口语交际与习作”这四个方面把整个单元的内容加以整合、重组,形成知识体系的全景图,使学生既能透过现象看到本质,又能注意到知识与能力的相互联系,在头脑中形成清晰完整的知识网络。观察与发现
(二)学生会用思维导图
借助思维导在小学语文不同年级教学中、在各种课型教学中运用的新模式。
二、三年级采用图文并茂的方式,提高兴趣、加深印象;四年级增加列提纲的方式,提高能力;
五、六年级结合不同的课型,增加情节曲线图呈现,把知识综合应用,体现能力与水平。为新课程实施和提高教学效率提供创新性和有价值的支持。
经过一段时间的实验研究,思维导图不仅成为了老师们教学时的好帮手,而且也成了学生学习时的好朋友。
1、课前预习
学生在预习课文时,可采用思维导图的方式,初步了解文字内容,记录自己的学习心得,发现自己问题,为课堂学习做好准备。同一篇课文,学生在预习时会有不同的理解,如五年级《修鞋姑娘》一课,学生从文章中心入手,提取2个关键词“了不起”和“信赖”为此主题;有的按事情的发展顺序来制作导图;有的按“我”的心情变化来制作导图。总之,每位同学都能在制作思维导图的过程中积极思考,甚至发现自己从来没有注意和意识到的各个知识间的关系,从而产生一些具有创新性的理解,达到自主创新性学习的目的,同时,也增强了他们的成就感。
2、复习整理
复习时,结合课本中的“日积月累”等栏目,可以指导学生利用思维导图整理所学的知识要点。要求每个学生先凭记忆画出大致内容结构,用自己喜欢的图型、色彩和线条勾勒出知识点间的联系,再找出原文仔细检查进行查漏补缺,起到巩固并扩充书本知识的作用,思维导图的使用让复习变得简单而有趣。
3、知识积累
背诵课文——是语文教学中一项重要内容之一。用思维导图背诵课文,既做到了化繁为简,又做到了以点带面。学生可以在脑海中复现课文的全貌,也可以清晰句与段、段与篇之间的联系。再背诵课文便是瓜熟蒂落、水到渠成的事了。
4.课外阅读
思维导图还可以成为课外阅读的伴侣,在阅读完一本书后,将对整本书的理解与认识通过思维导图再现,可帮助学生概括内容,还可以帮助学生深入理解原文,也有助于记忆或运用原文,总之,有了思维导图的引航阅读变得有趣极了,学生真正感受到“书山有路勤为径,学海无涯图做舟”的快乐。
七、完成课题的效果与反思
对我校本课题组各位教师进行思维导图基础理论的学习,并对已有利用思维导图进行课堂教学的实例进行学习、分析、研究、总结,最终达到各位教师能在思维导图基础理论指导下,能很好的利用思维导图课件进行实际课堂教学。
根据各年级的实际,进行不同方式的课堂教学,探究将思维导图作为载体,进行课堂教学的创新教学方法的优缺点,最终达到了本课题的研究目标。
第三篇:《语文主题阅读实验中主题的生化与拓展研究》阶段报告
《语文主题阅读实验研究中主题的深化与拓展研究》
阶段性成果汇报
一、课题的提出
《语文课程标准》指出:语文素养是学生学好其他课程的基础,也是学生全面发展和终身发展的基础。在阅读教学中要培养学生独立阅读的能力,注重情感体验,有较丰富的积累,形成良好的语感。学会运用多种阅读方法。能初步理解、鉴赏文学作品,受到高尚情操与趣味的熏陶,发展个性,丰富自己的精神世界。借助工具书阅读浅易文言文。
《语文课程标准》在“实施建议”中指出:阅读是搜集处理信息、认识世界、发展思维、获得审美体验的重要途径。要逐步培养学生探究性阅读和创造性阅读的能力,提倡多角度的、有创意的阅读,利用阅读期待、阅读反思和批判等环节,拓展思维空间,提高阅读质量。培养学生广泛的阅读兴趣,扩大阅读面,增加阅读量,提倡少做题,多读书,好读书,读好书,读整本书。鼓励学生自主选择阅读材料。
新课程改革七年来,语文阅读教学在教学内容、教学环节、教学方法、教学形式上发生了重大变化。但由于阅读教学的功利目的过强,有效指导缺乏等诸多因素的影响,使小学生读书时间少,读书量普遍不够;课堂阅读教学仍以知识体系为主;对学生的阅读缺乏有人文意义的主题引领和深度指导,使阅读成为暂时性功利的短期行为。
学生的阅读理解的能力如何提高,是语文老师的长期关注点。借助于“新语文主题阅读”这一课题的整体构想和实践方法,探讨它对语文阅读教学的辅助功能及辅助的方法、途径,是我们认为此总课题中最主要的研究目的。
“主题式读写结合”完全符合全语言教育的思想。古德曼(1986)最早给的定义是:“全语言教育是一种视儿童语言发展和语言学习为整体的思维方式”。简单地说,全语言教育提倡的是开放式的语言教学,它将传统的“师传生授”的语言教学过程转变为教师和学生合作学习的过程。全语言教育的思想告诉我们,在语言学习当中让学生主导在语言学习中的地位,语言学习的内容要宽广,不能局限于教材,语言学习的形式要多样,不能局限于课堂,要让学生用多种感官来学习语言。“主题式读写结合”不仅符合全语言教育的思想,而且使字、词、句、篇知识的学习与听、说、读、写能力的培养得到了融会贯通,共同发展。
二、实验的目标
我们把“新语文主题阅读”的理论建构渗透到阅读教学中。各年级确定实验班,与非实验班比较来确定其辅助的功能的大小和主要着力点。定期召开课题组会议,内化精神,了解实验进程,对实验效果和实验方式进行监测。鼓励实验教师多上“新语文主题阅读”网站,促进课题的实验。充分利用学校的图书或班级的图书充实阅读量。定期开展以展示为主的活动。让教师通过阅读活动自身素质得到提升,促使学生的语文能力有大幅度的提高。我们在阅读教学中结合“新语文主题阅读”,最终使学生成为渴望的阅读者、有吸收的阅读者、有思想的阅读者和终身的阅读者。达到《语文课程标准》要求的阅读量,对学生进行课外阅读的方法与过程、情感态度与价值观的评价,使其爱读书、多读书、读好书、会读书、善读书,形成良好的读书习惯。最后总结归纳“新语文主题阅读”对小学语文阅读教学的辅助功能,分析、提炼出主要的几大方面的作用,确认辅助于阅读教学的有效方法、途径,得到实践经验并推广。
三、实验的过程与方法
以行动研究法为主,辅以观察法、个案分析法、经验总结法和文献法。
我们注重批注试阅读在课堂教学和学生课外阅读的实践,创新批注式阅读的实用模式。因为“阅读是学生个性化的行为,不能以教师的分析来代替学生的阅读实践。阅读教学的重点是培养学生具体感受、理解、欣赏、评价的能力。”“批注式阅读”完全实现了学生阅读时的个性化的体验,学生可以把自己阅读的感受、理解、欣赏、评价批注下来,不受任何限制,批
注的内容是多方面的,从如下几点进行批注:
1、重点字词的理解;
2、优美语段的赏析;
3、给文章划分段落;
4、提出自己的疑问;
5、写出读后的感受;
6、由文本产生的联想;
7、思想内容、人物的评价;
8、语境的含义;
9、对文本的补充;
10、归纳内容和写作的特点。我们在课前三分钟经典诗文诵读活动的基础上,进行创新,开展主题式经典诵读。在“主题式经典诵读”中,采用三种方式:一是先诵读后反刍的“鲸吞诵读法”。这种方法是利用小学生记忆的黄金时期,把一些内容浅显易懂、读起来琅琅上口的经典,“吞下去”,背诵下来,快速记忆,高效积累。如《弟子规》、《三字经》。这些“吞下去”的经典,随着孩子们年龄和阅历的增长,会化成涓涓细流,不断地滋润孩子们的心田,从中开出智慧之花,结出成功之果。二是先理解再诵读的“蚕食诵读法”。要让学生运用字典、词典等工具书进行自主学习,把不懂的学懂了,在读正确、流利的基础上,慢慢品味、咀嚼、体味、感悟。适合那些内涵丰富、意义深远的篇目。如,岳飞的《满江红》,毛泽东的《沁园春·雪》等经典。三是不求内容同一的“鸟鸣诵读法”。这种方法,是围绕一个主题,在一定的范围内,让学生自主选择阅读内容,留给孩子自主阅读的空间。
其具体操作过程如下:
第一阶段(2010年5月~2010年9月)申报立项,撰写开题报告
第二阶段(2010年10月~2011年7月)准备阶段:确定实验班级及负责老师;在实验班级推广“新语文主题阅读”的教材;安排好语文主教材与辅助读物的教学衔接,确定各个单元教学中主题阅读的课时,制定各单元的辅助的大体要求和步骤、方法。使语文阅读教学与此套读物或更多主题课外读物的联系有章可循、有运行计划。
第三阶段(2011年9月~2012年12月)实验阶段:利用三个学期时间进行实践研究,每个学期对每个年级的实践效果进行总结,对实践的方法进行反思、调整。对行之有效的办法和取得的效果及时总结成文,并在下一学期中推行。通过实践,改变语文阅读教学的现状,提高阅读教学的效果,使“新语文主题阅读”的辅助作用最大化,辅助的方式更加合理,并形成经验性总结、论文或报告。
在这个阶段,我们共对如下问题进行了研究。
(1)“新语文主题阅读”辅助语文阅读教学的行为研究。
选出一批较优秀的老师对此课题的实验教师。在2010年春季,学校设立了5个实验班,为实验班师生学生购置了全套“中小学语文主题阅读”读本;实验班老师参加了黄田小学多次课题研究活动,认真学习和讨论,在本校召开研究会议两次,推出了三节实验课,效果很好。
(2)“新语文主题阅读”对语文阅读教学辅助策略研究。研究和探索主题阅读辅助教材的日常课堂教学、学生课外阅读的操作策略、教学模式。
(3)“新语文主题阅读”对语文阅读教学的辅助层面,和辅助功能的范围、程度研究。
(4)主题阅读和有效课堂教学相结合研究。
我们已经把批注式阅读引入语文课堂,教师进行了把一个单元教材主题化教学的尝试,取得一定的实践经验,并将在以后语文教学中深入开展下去,同时扩大实践研究的范围。
第四阶段(2012年1月~2012年7月)总结阶段:整理研究所积累的资料,撰写结题报告,课题结题。
四、实验的成效
(一)教师通过阅读活动自身素质得到了明显提升
《新语文主题阅读》对语文阅读教学的辅助下教学,学校有一大批教师投入研究当中,在教法上,理念上得到提升,有两位老师的论文在宝安区获奖。
(二)学生的语文能力有了大幅度的提高
学生在阅读方面量和质都有很大的提升,特别在写作上有很多的进步,两位同学在全国征文比赛荣获三等奖。
(三)学校通过阅读跃上了新的发展平台
在董事会的高度重视下,学校领导的正确指导下,学校的教学质量在原有优异的基础上进一步得到了提高,使得书香校园的学校“书香味”更浓了。
第四篇:矿产普查与勘探读书报告-现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用
《矿产普查与勘探 》课程读书报告
----现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用
一、地质勘查技术体系的构成现状[5]
勘查技术根据其研究对象、工作目的、技术实质及管理范畴可划分为五大门类十大专业。即物化探类(含物探、化探、遥感三专业)、探工类(含钻探、坑探二专业)、测绘类(含测量、制印二专业)、实验测试类(含岩矿分析与鉴定二专业)、以及地质勘查电算技术类。
1.物探技术:
在探测方法方面现已形成七大系统与系列,即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂,可批量生产各类物探仪器,满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有,且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果,探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位,而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。
2.化探技术:
近年来取得了突飞猛进的发展,填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立,并取得发展与提高。其次在应用方面,除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三,化探技术进步方面亦相当突出,主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术;区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术;用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。
3.遥感技术:
自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来,地质遥感技术飞跃进步,包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面,特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备,并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与sPOT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪,开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。
4.钻探技术:
经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探,并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主。,地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探;水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等,以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。
5.坑探技术:
勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术,以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用,同时还积极推广了“新奥法,’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术,都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用,特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。6.测量技术:
地质勘查测量技术方法水平提高与发展速度很快,地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1:1000一i:10000图件提高工效2倍、成本降低1/3),推广光电测距技术使测量工作比原来提高工效3倍,且可节约一半人力,航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等,陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门,从事地勘测地、地形测量、工程测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等,同时也进行地质灾害监测,地面沉降与地震形变监测等多项工作。
7.制印技术:
地质制图与印刷技术已趋于正规化和规范化。多色印刷新技术已使落后的“氨熏兰晒”成为历史。应用航空航天遥感信息编图和计算机辅助制图以及建立地理信息系统GIS等新技术已列到工作日程上。另外也研究成功解象力强、储存方便、适于印刷精细地学类图件的PS感光预制版,并研究出PS版再生技术使成本大幅降低。网点菲林减色印刷图件提高了效率。同时也研究成功电子分色激光扫描,这是对工艺繁杂的彩色印刷的重大改革,获日内瓦国际发明与新技术展览会奖牌,这项技术的应用使各省区地质图件印刷积压问题得到解决
8.岩矿分析技术:
近年来分析技术发展很快,地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统,超痕量Au分析方法、15个稀土元素分量测定方法,非金属矿的物化性能测定方法等。油气勘查的实验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高,极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及。并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。
9.矿物鉴定和加工技术:
由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外,由于查清矿物组成与赋存状态,推进矿产综合利用,使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验,开始应用。
10.地勘电算技术:
1984年地矿部召开电子计算机应用工作会议,推动了电算技术大发展。现在物探、化探、遥感、数学地质、探矿工程、测量制图、水文地质,以及科研管理都已用上微机。目前地质勘查中应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图象处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等以及建立勘查专家系统等
二、勘查技术体系发展方向
尽管我国勘查技术发展提高很快,但与发达国家相比,总体上还有相当差距,主要是高新技术发展缓慢,突破性独创技术较少,设备仪器更新换代周期较长。但是,只要地勘行业各单位领导给予重视,新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。
1.物探方面:
第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等);第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等);第三是开发一批资料处理和解释成图软件。
2.化探方面:
第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法,以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究;第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备;第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。
3.遥感方面:
第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究;第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用;第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序,推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。
4.钻探技术:
第一研究科学深钻工艺及装备、海底与极地冰层地质钻探工艺及装备第二开发大直径深尺工程施工钻探(直径150一200cm、深100一200m)技术与设备;第三推广受控定向钻探技术(大斜度、长距离)、双管反循环取样钻技术、泥浆净化与处理技术、新型高效护孔与堵漏等。
5.坑探技术:
第一开发喷硷机械手的程控技术及设备、新型高效大冲击凿岩工具、有毒有害矿种遥控掘进技术控制爆破技术等;第二发展短浅坑道液压与无轨凿装运机械化作业线与复杂地层掘进技术及设备;第三扩大推广“新奥法”掘进工艺,尤其软弱围岩复杂岩层中应用。
6.测量技术:
第一发展全天候、短观测时、无须站间通视的全球定位系统;第二开发利用轻型飞行器进行大比例尺航摄以对矿区勘测与环境监测;第三研制特种精密仪器以对地壳形变、岩层移动、地基倾斜、地应力变化、精密工程进行观测研究。
7.制印技术:
第一努力改革成图工艺实现制版软片化;第二发展正射投影技术以制作信息丰富、立体感强、易判图识别的影象地图;第三建立地理信息系统、推广减色印刷、电子分色、电子挂网、微机控制印刷新技术、扩大PS版应用等。‘
8.岩矿分析:
第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究;第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备;第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。
9.岩矿鉴定:
第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究;第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作;第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。
10.电算技术:
第一建立完善地矿信息系统(包括全国级物化探异常、航磁、区重数据库);第二探索开发找矿模型库、方法库(含专家系统),并与数据库形成三库一体化;第三发展推广各类工作站逐步组构全国地矿网络,促使勘查技术实现管理和办公自动化。
三、GIS在地质矿产勘查中的应用[1]
GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用,并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前,澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据,建立有关数据库,借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。建成中国金矿大型数据库,对中国大地构造1~3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表,结合其他成矿信息,进行成矿GIS分析,预测区域成矿靶区。在国内,原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS,GIS已开始普遍应用于地质调查。此外,还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如,中国地质科学院方一平等建成1∶500万中国矿产资源数据库,中国地质矿产信息研究院吴仲煌将GIS应用于矿产资源区域评价,福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于ArcInfo与ArcView GIS平台。此外,我国已建成1∶50万数字地质图数据库。可以预言,今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。总而言之,借助GIS,基于大量综合信息,可进行空间采样,对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析,进行成矿预测和指导矿产勘查,模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下,GIS分析具有定量、定时、定位的特点,可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据,GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区,依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库,实际乃该区域地质工作的总结,有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是,所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实,并按所有掌握数据再次进行新的分析,形成新的成果。
四、地质三维可视化的应用领域[2]
固体矿产的地质勘探是一个长时间的研究和生产过程,涵盖了地球物理、地球化学、成矿预测等诸多领域,一般要经过成矿研究、地质普查、详查勘探等过程。地质三维可视化可以应用于整个过程,尤其是可延伸至矿山开发、管理等阶段。
成矿分析、地质普查阶段
随着地质勘探工作的深入,地表的矿产资源一般都已经发现,故现在的地质勘探是寻找地下盲矿体,它埋藏于地下一定深度内,这类矿产的成矿预测必须利用反映地下矿体的多种资料,包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学资料,对这些资料进行综合分析,进行成矿预测。以往的成矿预测研究方法是研究者在纸面上对各种资料进行分析,现在三维可视化技术为成矿预测综合分析提供了一个平台,可以在三度空间中分析各种资料及其异常特征,对这些资料进行叠加运算、缓冲区分析等,寻找它们与成矿的关系,建立成矿模型,更好地进行成矿预测。在对所有的地质、地球物理和地球化学数据分析的基础上,寻找对成矿最有利的地段,布置普查钻孔,设计普查钻孔的位置、深度,提高普查钻孔的见矿概率,以便节约勘探资金,根据钻孔的见矿概率来提高对矿体成矿规律的认识,更好地进行成矿分析。如笔者近几年应用澳大利亚maptek公司的Vulcan软件对铅锌矿体进行三维可视建模,直观明了地展示地下铅锌矿二、三维形态,为研究矿体的空间展布规律提供了科学依据。
勘探阶段
勘探两个主要问题一是合理地布置钻孔,减少勘探成本,二是建立钻探数据库,合理地进行地质解释,圈定矿体,进行储量计算,提交高级别的储量。在以往许多地质勘探过程中,常常存在两种情况,一是由于钻孔布置过密,导致勘探成本加大,施工期延长;二是刚好相反,钻孔布置过稀,导致钻探工程不能完全控制矿体,影响提交储量的级别,需要补充勘探,延长施工期。在三维矿山GIS中,对这种矛盾的解决是利用普查阶段得到的普查工程数据,建立矿体的粗略的三维模型,把矿体分成矿房大小的小块,应用品位估算方法粗略估算各小块的品位,由于工程数量较少,将会有许多小块没有工程控制,不能进行品位估算,只有在这些部位补充布置钻孔才能得到完整的品位估算结果,这种利用矿业三维GIS进行详查阶段的钻孔优化布置方法既经济又高效。在钻探施工过程中,利用三维矿山GIS采集勘探数据,包括钻孔、浅井和竖井、探槽、坑道编录数据、地质测量的数据、地层记录数据、岩矿分析化验数据、物探化探测量数据、地震测量的数据以及其它探测和调查数据,建立矿区勘探数据库;在三维可视化环境下进行地质解释、矿体边界的圈定,实现地质体的三维重建和可视化,建立复杂而又不规则的地质体三维模型,应用地统计方法进行矿体储量计算,得到矿体的品位分布规律和储量
[1]
。如澳大利亚普莱塞尔公司在陕西八卦庙金矿的补充勘探是在澳大利亚surpac软件的指导下完成,取得了满意的效果。
经济评价阶段
在矿山三维GIS中,矿体的品位模型是基于矿房的模型,并且矿房的尺寸可以根据需要改变。由于每一个矿房都有品位,整个矿体的矿石量、金属量也容易计算,这样,对矿体的经济评价就变得比较容易。同时,随着市场情况的变化,可以改变矿体的边界品位,重新圈定矿体,重新计算矿体的平均品位、矿石量、金属量,进行不同市场情况下的矿山经济评价。
采矿设计阶段
国内常用的采矿设计一般是基于CAD的设计,CAD软件可以对均匀材质的实体和相对规则的三维实体建模,而对于矿体这样复杂、多变的实体,根本无法表达和操作。随着矿山三维GIS的功能完善,复杂矿体的三维模型的建立在技术上成为可行,这样真正进行地下三维可视化设计也成为可能。可视化采矿设计就是应用三维实体模型技术,建立矿山的数字模型,在三维数字化模型的基础上完成采矿工程布置、方案优化、进度计划编制等采矿设计。顾名思义,可视化采矿设计就是在采矿设计或生产过程中,能即时看到设计对象的结果和效果,实时交互地修改设计对象。并且可以实时验证设计的合理性和正确性,迅速得到满意的结果。而不象以往传统的设计程序那样需要很多的人力、专家花很多的时间和精力去检查设计结果或计划的正确性和合理性,而且不能定论设计方案或计划方案是否最优。在利用可视化采矿设计进行设计时,检查(或审检)人员可以节省大量的时间和精力不去检查那些繁杂的对象关系及细节,因为所有的对象或工程都清清楚楚地跃于眼前,细节及相互间的关系也一目了然。设计人员可以把主要精力用在整个系统的合理性和最优性的分析上,也就是说,只考虑关键的属性、参数,如果它们合理、正确,则结果是正确,而无需质疑细节和误差。这样大大地提高了设计产品的质量、水准及速度,减少了设计上的失误和错误,避免了大量的重复设计和修改的工作量。
[7]矿山的生产管理
在矿山采矿过程中,出矿品位是最主要的参数,也是采矿生产计划所关心的主要参数,它关系到矿山的生产配矿,在矿山三维GIS中,已经估算了每一个矿房的品位,而且该品位的估算精度将随着矿山开采的进展,矿体模型的完善而越来越高,因此生产计划中将要开采的任何位置的矿石品位、矿石量、金属量可以直接从计算机中得到,矿山管理人员可以根据将要开采的矿石品位等特征来计划矿山采矿配矿的工作。如中国江西铜业公司应用三维可视化软件进行矿山采矿配矿管理,取得了很好的效益。
参考文献:
[1] 赵鹏大.矿产勘查理论与方法[M].武汉:中国地质大学出版社,2001. [2] 金性春.板块构造学基础[M].上海:上海科学技术出版社,1982.
[3] 候德义,刘鹏鄂,李守义,等. [M].矿产勘查学.北京:地质出版社,1997. [4] 阎葆瑞,张锡根.微生物成矿学[M].北京:科学出版社,2000. [5] 董月华.遥感地质学[M].武汉:中国地质大学出版社,1998. [6] 赵鹏大,李万亨.矿床勘查与评价[M].北京:地质出版社,1987.
[7] 赵鹏大,胡旺亮,李紫金.矿床统计预测[M].北京:地质出版社,1994. [8] 彭文能,刘小雅,罗文强.地质数据的多元统计分析[M].武汉:中国地质大学出版社,2000.
第五篇:矿产普查与勘探读书报告-现代勘查技术方法在现代矿产勘查中的综合应用
《矿产普查与勘探 》课程读书报告
----现代勘查技术、方法在现代矿产勘查中的综合应用
一、地质勘查技术体系的构成现状[5] 勘查技术根据其研究对象、工作目的、技术实质及管理范畴可划分为五大门类十大专业。即物化探类(含物探、化探、遥感三专业)、探工类(含钻探、坑探二专业)、测绘类(含测量、制印二专业)、实验测试类(含岩矿分析与鉴定二专业)、以及地质勘查电算技术类。1.物探技术:
在探测方法方面现已形成七大系统与系列,即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面已建有十数家地勘仪器制造厂,可批量生产各类物探仪器,满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我们均有,且已更新3代至5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果,探测出数以百计的油气构造、数以千计的矿产地、数以万计的供水井位,而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。2.化探技术:
近年来取得了突飞猛进的发展,填补了多项技术空白。首先六种方法即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立,并取得发展与提高。其次在应用方面,除用于地质找矿之外已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面。第三,化探技术进步方面亦相当突出,主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术;区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术;用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等。3.遥感技术:
自50年代中期开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来,地质遥感技术飞跃进步,包括可见光、红外、微波等多波段成象的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面,特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得显著社会效益和经济效益。近年来陆续引进德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备,并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图象与sPOT图象已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪,开发和推广了微机图象处理系统和相应的处理软件。4.钻探技术:
经过数十年的努力我国钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广了绳索取芯金刚石钻探,并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相、从单一无机为主转为高分子为主。,地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探;水域里的滨海钻探、深海钻探和极地钻探等,以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。5.坑探技术:
勘探掘进即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高并形成作业线。勘探坑道软弱围岩盯注、锚、喷加固支护技术和独立长巷通风技术,以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好并已在生产中推广使用,同时还积极推广了“新奥法,’(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深17om掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术,都取得较好成果。坑探技术已在探矿、采矿、水利、交通、地下工程建设等多方面应用,特别是在隧道、涵洞、地铁、地下公路、地下储物库方面做出了突出贡献。
6.测量技术:
地质勘查测量技术方法水平提高与发展速度很快,地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1:1000一i:10000图件提高工效2倍、成本降低1/3),推广光电测距技术使测量工作比原来提高工效3倍,且可节约一半人力,航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等,陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门,从事地勘测地、地形测量、工程测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等,同时也进行地质灾害监测,地面沉降与地震形变监测等多项工作。7.制印技术:
地质制图与印刷技术已趋于正规化和规范化。多色印刷新技术已使落后的“氨熏兰晒”成为历史。应用航空航天遥感信息编图和计算机辅助制图以及建立地理信息系统GIS等新技术已列到工作日程上。另外也研究成功解象力强、储存方便、适于印刷精细地学类图件的PS感光预制版,并研究出PS版再生技术使成本大幅降低。网点菲林减色印刷图件提高了效率。同时也研究成功电子分色激光扫描,这是对工艺繁杂的彩色印刷的重大改革,获日内瓦国际发明与新技术展览会奖牌,这项技术的应用使各省区地质图件印刷积压问题得到解决 8.岩矿分析技术:
近年来分析技术发展很快,地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统,超痕量Au分析方法、15个稀土元素分量测定方法,非金属矿的物化性能测定方法等。油气勘查的实验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高,极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及。并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。9.矿物鉴定和加工技术:
由于岩矿鉴定技术的全面提高导致矿产分选和综合利用水平大幅度的提高。这方面首先是显微镜法、费氏旋转台法、油浸法及矿物分选的重液分离、磁性分离法等普及最早。后来又发展应用X光衍射粉沫法、差热分析法、透射电子显微镜等鉴定技术。并且也引进与研制了电子探针、扫描电镜、红外吸收光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、四圆单晶X光衍射仪、同位素质谱仪等现代技术和设备。矿物分离分选技术业已应用磁流体分离、静电分离、高频与中频介电分离等多种先进技术。磁团聚重选新工艺使效率提高数十至数百倍。另外,由于查清矿物组成与赋存状态,推进矿产综合利用,使“一矿变多矿”、多种矿产综合采选与冶炼。低品位金矿堆淋技术也已通过试验,开始应用。10.地勘电算技术:
1984年地矿部召开电子计算机应用工作会议,推动了电算技术大发展。现在物探、化探、遥感、数学地质、探矿工程、测量制图、水文地质,以及科研管理都已用上微机。目前地质勘查中应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图象处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等以及建立勘查专家系统等
二、勘查技术体系发展方向
尽管我国勘查技术发展提高很快,但与发达国家相比,总体上还有相当差距,主要是高新技术发展缓慢,突破性独创技术较少,设备仪器更新换代周期较长。但是,只要地勘行业各单位领导给予重视,新方法、新技术、新仪器、新工艺必然迅速得到开发与推广。可以预料今后发展方向如下。1.物探方面:
第一是研制一批新型设备(如超导磁力仪、微伽重力仪、探地雷达、岩性探测仪、大功率TEM系统等);第二是发展一批实用的方法技术(如VSP技术、AvO技术、CT技术、X光检测技术、压电与压磁技术等);第三是开发一批资料处理和解释成图软件。2.化探方面:
第一是研究地气法和寻找深埋矿床方法,以及扩大化探在农业和环保方面的应用研究;第二是探索特殊矿种(如铂与铂族元素等)分析方法、多元素野外现场快速分析方法与轻便设备;第三是编制各种地球化学图件(分幅、分省、分成矿区、分不同景观单元)。3.遥感方面:
第一开展窄波段波谱和成象波谱应用研究、热惯量制图研究、微波窗口理论研究;第二发展航空热红外扫描、多光谱扫描、侧视雷达的应用;第三推广模拟阴影图象、人工视差立体象对、多变量比特累加图等程序,推广图象变换程序(如蒙塞尔变换、霍夫变换等)。4.钻探技术:
第一研究科学深钻工艺及装备、海底与极地冰层地质钻探工艺及装备第二开发大直径深尺工程施工钻探(直径150一200cm、深100一200m)技术与设备;第三推广受控定向钻探技术(大斜度、长距离)、双管反循环取样钻技术、泥浆净化与处理技术、新型高效护孔与堵漏等。5.坑探技术:
第一开发喷硷机械手的程控技术及设备、新型高效大冲击凿岩工具、有毒有害矿种遥控掘进技术控制爆破技术等;第二发展短浅坑道液压与无轨凿装运机械化作业线与复杂地层掘进技术及设备;第三扩大推广“新奥法”掘进工艺,尤其软弱围岩复杂岩层中应用。6.测量技术:
第一发展全天候、短观测时、无须站间通视的全球定位系统;第二开发利用轻型飞行器进行大比例尺航摄以对矿区勘测与环境监测;第三研制特种精密仪器以对地壳形变、岩层移动、地基倾斜、地应力变化、精密工程进行观测研究。7.制印技术:
第一努力改革成图工艺实现制版软片化;第二发展正射投影技术以制作信息丰富、立体感强、易判图识别的影象地图;第三建立地理信息系统、推广减色印刷、电子分色、电子挂网、微机控制印刷新技术、扩大PS版应用等。‘ 8.岩矿分析:
第一开展超痕量的稀有分散元素、贵金属元素、气液包裹体中有关化学成分测定技术与岩矿同位素分析技术研究;第二探索能源矿产中有机成分测定、离子探针、超细磨等技术与装备;第三推广岩矿全分析、多元素同时分析、离子色谱、原子荧光等分析方法。9.岩矿鉴定:
第一加强探索对岩矿表面物化性能与工艺性能测定技术研究;第二开展对矿物新材料的测定技术、细菌冶金技术、煤歼石开发利用新技术等的开发工作;第三普及低品位金矿堆浸技术、磁团聚重选工艺及设备、矿物学找矿和化学物相找矿技术、非金属深加工工艺。10.电算技术:
第一建立完善地矿信息系统(包括全国级物化探异常、航磁、区重数据库);第二探索开发找矿模型库、方法库(含专家系统),并与数据库形成三库一体化;第三发展推广各类工作站逐步组构全国地矿网络,促使勘查技术实现管理和办公自动化。
三、GIS在地质矿产勘查中的应用[1] GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用,并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985~1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前,澳大利亚开始利用计算机笔记本以数字形式采集野外地质数据,建立有关数据库,借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。建成中国金矿大型数据库,对中国大地构造1~3级单元按最新研究动态进行划分并建立属性表,结合其他成矿信息,进行成矿GIS分析,预测区域成矿靶区。在国内,原地矿部系统许多单位已购买一些MAPGIS,GIS已开始普遍应用于地质调查。此外,还有一些利用国外GIS进行矿产资源研究与建立地学多源信息系统的新成果。例如,中国地质科学院方一平等建成1∶500万中国矿产资源数据库,中国地质矿产信息研究院吴仲煌将GIS应用于矿产资源区域评价,福建地勘局数据信息中心对GIS数据(数值、文字、图层等)采集、建库的有关技术问题进行全面研究。上述三个成果主要基于ArcInfo与ArcView GIS平台。此外,我国已建成1∶50万数字地质图数据库。可以预言,今后几年内会有更多GIS地质应用成果面世。总而言之,借助GIS,基于大量综合信息,可进行空间采样,对构造演化、火成活动、沉积相、矿产形成等作时空和多元统计分析,进行成矿预测和指导矿产勘查,模拟区域地质演化。在数据量充裕前提下,GIS分析具有定量、定时、定位的特点,可给出动态(不同时间于不同位置)结果。借助深部与时间数据,GIS分析实际可拓展到四维空间。在一个地区,依据所有已知地质资料建立的图形、图像、数据库,实际乃该区域地质工作的总结,有关GIS分析结果则代表该区现阶段较为客观的总认识。重要的是,所有按GIS分析要求格式化数据极易被将来新的数据充实,并按所有掌握数据再次进行新的分析,形成新的成果。
四、地质三维可视化的应用领域[2] 固体矿产的地质勘探是一个长时间的研究和生产过程,涵盖了地球物理、地球化学、成矿预测等诸多领域,一般要经过成矿研究、地质普查、详查勘探等过程。地质三维可视化可以应用于整个过程,尤其是可延伸至矿山开发、管理等阶段。成矿分析、地质普查阶段 随着地质勘探工作的深入,地表的矿产资源一般都已经发现,故现在的地质勘探是寻找地下盲矿体,它埋藏于地下一定深度内,这类矿产的成矿预测必须利用反映地下矿体的多种资料,包括地层、岩性、构造、地球物理、地球化学资料,对这些资料进行综合分析,进行成矿预测。以往的成矿预测研究方法是研究者在纸面上对各种资料进行分析,现在三维可视化技术为成矿预测综合分析提供了一个平台,可以在三度空间中分析各种资料及其异常特征,对这些资料进行叠加运算、缓冲区分析等,寻找它们与成矿的关系,建立成矿模型,更好地进行成矿预测。在对所有的地质、地球物理和地球化学数据分析的基础上,寻找对成矿最有利的地段,布置普查钻孔,设计普查钻孔的位置、深度,提高普查钻孔的见矿概率,以便节约勘探资金,根据钻孔的见矿概率来提高对矿体成矿规律的认识,更好地进行成矿分析。如笔者近几年应用澳大利亚maptek公司的Vulcan软件对铅锌矿体进行三维可视建模,直观明了地展示地下铅锌矿二、三维形态,为研究矿体的空间展布规律提供了科学依据。勘探阶段
勘探两个主要问题一是合理地布置钻孔,减少勘探成本,二是建立钻探数据库,合理地进行地质解释,圈定矿体,进行储量计算,提交高级别的储量。在以往许多地质勘探过程中,常常存在两种情况,一是由于钻孔布置过密,导致勘探成本加大,施工期延长;二是刚好相反,钻孔布置过稀,导致钻探工程不能完全控制矿体,影响提交储量的级别,需要补充勘探,延长施工期。在三维矿山GIS中,对这种矛盾的解决是利用普查阶段得到的普查工程数据,建立矿体的粗略的三维模型,把矿体分成矿房大小的小块,应用品位估算方法粗略估算各小块的品位,由于工程数量较少,将会有许多小块没有工程控制,不能进行品位估算,只有在这些部位补充布置钻孔才能得到完整的品位估算结果,这种利用矿业三维GIS进行详查阶段的钻孔优化布置方法既经济又高效。在钻探施工过程中,利用三维矿山GIS采集勘探数据,包括钻孔、浅井和竖井、探槽、坑道编录数据、地质测量的数据、地层记录数据、岩矿分析化验数据、物探化探测量数据、地震测量的数据以及其它探测和调查数据,建立矿区勘探数据库;在三维可视化环境下进行地质解释、矿体边界的圈定,实现地质体的三维重建和可视化,建立复杂而又不规则的地质体三维模型,应用地统计方法进行矿体储量计算,得到矿体的品位分布规律和储量[1]。如澳大利亚普莱塞尔公司在陕西八卦庙金矿的补充勘探是在澳大利亚surpac软件的指导下完成,取得了满意的效果。经济评价阶段
在矿山三维GIS中,矿体的品位模型是基于矿房的模型,并且矿房的尺寸可以根据需要改变。由于每一个矿房都有品位,整个矿体的矿石量、金属量也容易计算,这样,对矿体的经济评价就变得比较容易。同时,随着市场情况的变化,可以改变矿体的边界品位,重新圈定矿体,重新计算矿体的平均品位、矿石量、金属量,进行不同市场情况下的矿山经济评价。采矿设计阶段
国内常用的采矿设计一般是基于CAD的设计,CAD软件可以对均匀材质的实体和相对规则的三维实体建模,而对于矿体这样复杂、多变的实体,根本无法表达和操作。随着矿山三维GIS的功能完善,复杂矿体的三维模型的建立在技术上成为可行,这样真正进行地下三维可视化设计也成为可能。可视化采矿设计就是应用三维实体模型技术,建立矿山的数字模型,在三维数字化模型的基础上完成采矿工程布置、方案优化、进度计划编制等采矿设计。顾名思义,可视化采矿设计就是在采矿设计或生产过程中,能即时看到设计对象的结果和效果,实时交互地修改设计对象[7]。并且可以实时验证设计的合理性和正确性,迅速得到满意的结果。而不象以往传统的设计程序那样需要很多的人力、专家花很多的时间和精力去检查设计结果或计划的正确性和合理性,而且不能定论设计方案或计划方案是否最优。在利用可视化采矿设计进行设计时,检查(或审检)人员可以节省大量的时间和精力不去检查那些繁杂的对象关系及细节,因为所有的对象或工程都清清楚楚地跃于眼前,细节及相互间的关系也一目了然。设计人员可以把主要精力用在整个系统的合理性和最优性的分析上,也就是说,只考虑关键的属性、参数,如果它们合理、正确,则结果是正确,而无需质疑细节和误差。这样大大地提高了设计产品的质量、水准及速度,减少了设计上的失误和错误,避免了大量的重复设计和修改的工作量。矿山的生产管理
在矿山采矿过程中,出矿品位是最主要的参数,也是采矿生产计划所关心的主要参数,它关系到矿山的生产配矿,在矿山三维GIS中,已经估算了每一个矿房的品位,而且该品位的估算精度将随着矿山开采的进展,矿体模型的完善而越来越高,因此生产计划中将要开采的任何位置的矿石品位、矿石量、金属量可以直接从计算机中得到,矿山管理人员可以根据将要开采的矿石品位等特征来计划矿山采矿配矿的工作。如中国江西铜业公司应用三维可视化软件进行矿山采矿配矿管理,取得了很好的效益。参考文献:
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