曹 凱，關(guān)繼凱

（安徽省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)，安徽 宿州 234000）

瞬變電磁法的礦井勘探技術(shù)由于施工過(guò)程的工作效率高，對(duì)阻體感應(yīng)敏感，致使如今很多礦山水文地質(zhì)勘查工作都將此技術(shù)作為首選，瞬變電磁法能夠在阻值高的巖石中尋找阻值低的地質(zhì)異常體，分辨能力非常強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)剖面測(cè)量和深度測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，為礦井勘探數(shù)據(jù)處理提供更多的信息。本文基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法分析可以提高礦井勘查工作的效率，有利于礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)。

1 礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)定電阻率參數(shù)

在礦井勘探數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，瞬變電磁法能夠更加全面的對(duì)礦井勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致處理[1]。目前，瞬變電磁法被廣泛應(yīng)用到探測(cè)深部礦產(chǎn)資源的工作中，勘探深度最深可達(dá)到兩千米，它是通過(guò)向地下發(fā)射磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)間歇期間通過(guò)地下介質(zhì)產(chǎn)生二次脈沖磁場(chǎng)，實(shí)質(zhì)上是一種探測(cè)介質(zhì)電阻率的方法。瞬變電磁法在礦井勘探工程中大多都采用比較輕便的儀器系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)中淺層勘探的深度，礦井勘查工作設(shè)定電阻率是為了檢測(cè)地下介質(zhì)的電阻特性，在礦井勘查時(shí)自動(dòng)消除噪聲源，且無(wú)任何地形的改變，礦井勘查過(guò)程中，不同地層的電阻率也不同，表1為不同地層的電阻率值。

表1 不同地層的電阻率值

1.2 計(jì)算瞬變電磁法的電阻率

采用瞬變電磁法來(lái)完成礦井勘探的數(shù)據(jù)處理工作，那么就要通過(guò)計(jì)算電阻率間接的完成基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理。電阻就是巖石中對(duì)電流的阻礙性質(zhì)，阻值比較小的巖石通常稱作導(dǎo)體巖，阻值很大幾乎沒(méi)有電流通過(guò)的物體通常被稱為絕緣巖，巖石的電阻值越大說(shuō)明對(duì)電流的阻礙越強(qiáng)烈，當(dāng)然巖石的性質(zhì)不同，電阻值也有差異，計(jì)算的電阻率也就不同，電阻率的計(jì)算公式如下。

公式中，ρ代表電阻率，常用單位Ω/m或Ω/mm；L代表巖石的長(zhǎng)度，常用單位m或mm；S代表巖石的橫截面積，常用單位m2或mm2；R代表巖石的電阻值，常用單位Ω。

如果在礦井勘探的數(shù)據(jù)處理工作中，測(cè)量得到的已知數(shù)據(jù)條件不能完成電阻率的計(jì)算，那么就需要采用其他的方法計(jì)算電阻率，計(jì)算電阻率的另一個(gè)公式如下。

其中ρ代表電阻率，常用單位Ω/m或Ω/mm；E代表電場(chǎng)強(qiáng)度，常用單位N/C；J代表電流密度，常用單位A/m2。

第一個(gè)電阻率計(jì)算公式可以根據(jù)巖石的阻值、橫截面積和長(zhǎng)度直接計(jì)算出巖石電阻率；第二個(gè)公式可以根據(jù)巖石所處的電場(chǎng)強(qiáng)度和通過(guò)巖石的電流密度來(lái)計(jì)算電阻率，很明顯，第一個(gè)公式明顯比第二個(gè)公式簡(jiǎn)單方便，因此，在礦井勘探數(shù)據(jù)處理時(shí)，通常采用第一個(gè)電阻率公式來(lái)計(jì)算基于瞬變電磁法的電阻率。再結(jié)合礦井所處的巖石組分和結(jié)構(gòu)來(lái)分析礦井勘查過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理方法[2]。

1.3 確定礦井勘探區(qū)域巖石組分和結(jié)構(gòu)

礦井勘探區(qū)域中巖石的組分和結(jié)構(gòu)對(duì)電阻率的計(jì)算結(jié)果有一定的影響，當(dāng)?shù)V井中巖石有良導(dǎo)電礦物存在時(shí)，良導(dǎo)電礦物的含量以及分布狀態(tài)決定礦物導(dǎo)電性是否影響巖石的電阻率，如果巖石中的良導(dǎo)電礦物之間有間隔的分布著，并且良導(dǎo)電礦物的體積非常小，那么就可以斷定礦井巖石的電阻率與良導(dǎo)電礦物無(wú)關(guān)；如果良導(dǎo)電礦物的體積含量超過(guò)30%時(shí)，巖石的電阻率會(huì)隨著體積的增大而減小，礦井巖石中礦物的體積越大，巖石的電阻率就越低。

1.4 實(shí)現(xiàn)多因素檢測(cè)礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法

為了驗(yàn)證本文的基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法的實(shí)用性和可信度，通過(guò)分析不同因素對(duì)瞬變電磁法電阻率的影響進(jìn)行檢測(cè)[3]。首先，溫度對(duì)電阻率的影響是比較明顯的。

如果礦井勘查的過(guò)程環(huán)境溫度不高，那么電阻率與溫度的關(guān)系的是，其中ρ(t)和ρ(0)表示在t℃和0℃巖石的電阻率，α表示溫度系數(shù)，與巖石的種類有關(guān)，溫度主要是通過(guò)影響巖石的電阻間接的影響電阻率，巖石的阻值會(huì)隨著溫度的升高而增大，溫度越高，巖石的電阻值越大，溫度升高到極點(diǎn)時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致巖石變成超導(dǎo)體。因此，溫度越高，巖石的電阻率越大。其次，巖石的含水性也會(huì)影響巖石電阻率的計(jì)算結(jié)果，同時(shí)影響數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。礦井中的沉積巖主要是靠巖石間隙當(dāng)中的水進(jìn)行電流的傳輸，在其他環(huán)境條件一致的情況下，巖石的電阻率與巖石間隙當(dāng)中水的電阻率是成正比的，巖石間隙當(dāng)中水的濃度和溫度越高，電阻率就越大，導(dǎo)致巖石的電阻率也變大，因此，巖石中水的濃度和溫度高，巖石的電阻率也會(huì)增大。

2 礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法實(shí)驗(yàn)

圖1 數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確率與巖石電阻率變化關(guān)系圖

礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法實(shí)驗(yàn)在環(huán)境溫度為20℃的條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)采用同一種礦井勘探技術(shù)，為了方便計(jì)算巖石的電阻率，保證勘探環(huán)境的酸堿度、礦井巖石的含水性以及周圍的電場(chǎng)和磁場(chǎng)等條件相同，實(shí)驗(yàn)過(guò)程避免一切不利因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，分別采用基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法和普通礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)巖石電阻率的變化，比較兩種方法處理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（如圖1），隨著巖石電阻率的升高，采用不同礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法對(duì)電阻率有很大區(qū)別，采用基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法，處理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率明顯高于普通數(shù)據(jù)處理方法，可以有效提高數(shù)據(jù)處理的效率。因此，可以將基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法應(yīng)用在礦井勘探查工作中，能提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確率和效率，從而提高勘探的效率。

3 結(jié)語(yǔ)

基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法在礦井勘查工作中具有重要意義，隨著礦產(chǎn)資源利用率不斷上升，對(duì)礦井勘查工作和勘探技術(shù)的要求也越來(lái)越高，因此，要加強(qiáng)礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法，保證國(guó)家礦產(chǎn)資源順利開(kāi)采。本文基于瞬變電磁法的礦井勘探數(shù)據(jù)處理方法分析能提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確率，便于礦井勘探數(shù)據(jù)的處理，從而提高礦井勘查工作的效率。希望本文數(shù)據(jù)處理方法分析能為礦井勘探技術(shù)提供有利依據(jù)，為國(guó)家礦業(yè)發(fā)展提供更好地支持，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。