魏景山

（中國(guó)煤炭地質(zhì)總局水文物測(cè)隊(duì)，河北 邯鄲 056000）

近年來，礦山工程中物探技術(shù)不斷被推廣應(yīng)用，因?yàn)榈刭|(zhì)條件以及自然環(huán)境復(fù)雜，影響技術(shù)應(yīng)用效果的因素較多，這對(duì)物探技術(shù)的應(yīng)用，有著較高的要求?；诖?，深度分析此課題，明確探險(xiǎn)和塌方等因素對(duì)物探技術(shù)應(yīng)用的影響，提出復(fù)雜地形條件下的物探作業(yè)方法，有著重要的意義。

1 地形條件對(duì)物探的影響分析

在礦山工程中，地形條件對(duì)物探方法的應(yīng)用影響，具體體現(xiàn)在以下方面：1）溫度因素。受到礦體荷載的作用，加之氣候和溫度因素等的影響，產(chǎn)生熱脹冷縮問題，使得壓實(shí)度無法達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)，土基變形的不斷積累，使得礦產(chǎn)工程極易出現(xiàn)差異沉降，進(jìn)而破壞物探，使得礦山工程的質(zhì)量受到影響。2）地質(zhì)條件。從物探方法應(yīng)用實(shí)際來說，其主要是開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，在具體施工中，利用機(jī)械設(shè)備，采取鉆孔方式或者其他方法，進(jìn)行巖土孔隙或者裂隙施工。從技術(shù)應(yīng)用角度來說，極易受到滲水和涌水等的影響，難以保證探測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。3）軟土層和滲水等。若遇到軟土層，會(huì)給物探施工造成極大的影響，極易引發(fā)鉆探布孔數(shù)量不足或者深度不夠問題，使得地基無法達(dá)到礦山工程建設(shè)的要求，加之雨水因素的影響，加劇了水土流失，降低地基強(qiáng)度，此時(shí)如果運(yùn)用物探方法，極易出現(xiàn)承重荷載力不足的情況，增加物探作業(yè)的難度和檢測(cè)時(shí)間，進(jìn)而降低檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量。

2 特殊地形條件下的特殊物探施工方法應(yīng)用實(shí)例

結(jié)合某礦山工程實(shí)例，分析特殊地形條件下，運(yùn)用小井深、小藥量的特殊物探施工方法，采集數(shù)據(jù)信息，獲得的效果[1]。經(jīng)過實(shí)踐，驗(yàn)證了采用特殊物探施工方法，能夠保證采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為后續(xù)的開采工作，提供了完整的地質(zhì)依據(jù)?，F(xiàn)結(jié)合具體實(shí)踐，分析特殊物探施工方法的具體應(yīng)用，做如下論述：

2.1 地質(zhì)概況

此礦區(qū)可采煤層總計(jì)3層，主要位于山西組地層中部，厚度范圍為4.45m～5.25m，復(fù)存在F78斷層以東，整個(gè)區(qū)域全部剝蝕。測(cè)區(qū)的東部，受到剝蝕作用，出現(xiàn)16煤層露頭。整個(gè)探測(cè)區(qū)域?yàn)槿A北型石炭二疊系含煤構(gòu)造，地層情況具體如下（從上到下）：1）第四系厚度范圍為71.74m～118.70m；2）二疊系山西組厚度范圍為0--70.22m；3）石炭系太原組厚度范圍為55.86m～98.13m；4）本溪組厚度范圍為5.78m～23.02m。5）奧陶系馬家溝組揭露深度的最大值為50m。

2.2 地球物理特征

探測(cè)區(qū)域的地表?xiàng)l件：探測(cè)區(qū)域的地勢(shì)較為平坦，地面標(biāo)高普遍在+34m左右，潛水面主要在地表下部2m左右，探測(cè)區(qū)域內(nèi)存在著大量的村莊。探測(cè)區(qū)域內(nèi)存在1條貫穿西南的運(yùn)河。由于地表覆蓋物較多，增加了野外施工作業(yè)的難度。地震地質(zhì)條件具體如下：1）淺層。第四系覆蓋整個(gè)探測(cè)區(qū)域，平均厚度范圍為71.74m～118.70m，地質(zhì)條件比較好。2）深層。此區(qū)域主采煤層12、16頂?shù)装?，以泥巖和細(xì)砂巖為主，和煤層之間有著波阻抗界面，并且12煤層和16煤層相對(duì)穩(wěn)定，并且能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的反射波，地質(zhì)條件比較好。

2.3 物探方法的試驗(yàn)分析

考慮到礦區(qū)地形條件較為復(fù)雜，在三維地震勘探作業(yè)中，通過大量試驗(yàn)，明確激發(fā)因素和接收因素等內(nèi)容。從試驗(yàn)記錄來說，小井深激發(fā)的地震記錄，其信噪比略低，不過能夠獲得有效反射波，而且分辨率很高；從小藥量激發(fā)采集的單炮記錄來說，反射波具有層次清晰和頻率高等特點(diǎn)。獲得的試驗(yàn)結(jié)果，為村莊以及魚塘區(qū)域內(nèi)物探作業(yè)的開展，提供了技術(shù)保障。

2.4 試驗(yàn)獲得的成果

獲得的處理結(jié)果主要包括炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)平面位置圖；此次三維地震探測(cè)資料覆蓋總面積約為1.89km2；三維偏移數(shù)據(jù)體以及生產(chǎn)縱向時(shí)間剖面。依據(jù)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)平面位置圖，能夠了解到在村莊以及魚塘等實(shí)現(xiàn)障礙物內(nèi)，測(cè)線以及炮點(diǎn)的布置，相對(duì)來說很均勻，沒有出現(xiàn)大面積空擋情況。依據(jù)生產(chǎn)縱向時(shí)間剖面圖能夠得知，村莊和魚塘區(qū)域采用小井深、小藥量的技術(shù)措施后，時(shí)間剖面上只留下了一個(gè)小小的缺口，深度沒有影響到新底層底界，并且能夠了解煤層的反射波能量很強(qiáng)，層次很清楚[2]。

2.5 解釋的成果

探測(cè)區(qū)域內(nèi)煤系地層整體形態(tài)如下：為傾覆的寬緩向斜，方向?yàn)闁|北向，解釋了總計(jì)11條斷層，斷層的落差大小不相同。南端煤層存在著被剝蝕的情況，存在隱伏露頭，并且在露頭周圍12煤層存在一條沖刷帶，為東西向。西南方向解釋存在陷落柱，面積大約為0.0225km2。

3 特殊地形條件下的特殊物探施工方法應(yīng)用方法

若在裂隙巖層中，實(shí)施物探作業(yè)，常見坍塌情況。為避免造成安全問題，減少資源浪費(fèi)，采用低壓技術(shù)施工，或者采用物探技術(shù)手段開展施工作業(yè)，當(dāng)?shù)V層內(nèi)灌注施工完成后，裂隙全部凝固，再開展物探施工作業(yè)。除此之外，可運(yùn)用物探策略，將礦層把控在合理范圍內(nèi)，控制礦層坍塌率，使其處于10L/mp-15L/mp范圍內(nèi)，最大程度上控制礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，當(dāng)?shù)V層沉積后，將坍塌率維持10L/mp-15L/mp范圍內(nèi)，完成后續(xù)的施工作業(yè)。

若礦山濕度較大，比如滲水區(qū)域和涌水區(qū)域，采用水流控制措施后，再運(yùn)用化學(xué)物探檢測(cè)法，通過向煤礦層內(nèi)，加入水玻璃氯化鈣速凝劑，進(jìn)而減少礦層的流動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)止水密封，減少滲水和涌水的不利影響。若滲水漏水問題較為嚴(yán)重，采用一般的物探方法難以有效控制，極易造成物力和財(cái)力浪費(fèi)，甚至不會(huì)獲得探測(cè)成效，建議應(yīng)用特殊物探方法[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)地形較為復(fù)雜的礦山，若采取傳統(tǒng)的物探技術(shù)手段，無法支撐相關(guān)工作的開展，要嘗試運(yùn)用特殊物探方法。文中結(jié)合實(shí)例，分析了特殊物探方法的應(yīng)用效果。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，在復(fù)雜地形條件下，運(yùn)用此方法，能夠獲得不錯(cuò)的探測(cè)效果。