洪小凡

（中國(guó)煤炭地質(zhì)總局普查隊(duì)，江蘇 徐州 221006）

由于礦山挖掘設(shè)備的機(jī)械化以及開采規(guī)模和開采深度的逐漸加大，礦山深部地質(zhì)災(zāi)難的預(yù)防問(wèn)題就顯得格外重要了，尤為關(guān)鍵的就是假如一個(gè)中大型以上的、高度機(jī)械化的礦山一旦在開采過(guò)程中發(fā)生礦井地質(zhì)災(zāi)害，其對(duì)社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響與損失將會(huì)是不可估量的[1]。礦山礦井地質(zhì)災(zāi)害的種類比較復(fù)雜，在礦山深部開采過(guò)程中，斷層、塌陷柱、含水體、巖漿巖、裂隙區(qū)、礦層結(jié)構(gòu)變化等都是不容忽視的災(zāi)難性地質(zhì)體，它們嚴(yán)重?fù)p壞了礦層的接連性，大大降低了機(jī)械化采礦的工作效率，嚴(yán)重者甚至可能會(huì)導(dǎo)致地層滲水，瓦斯爆炸等安全事故，為礦山的安全開采帶來(lái)一定程度的威脅。礦山深部地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)憑借其獨(dú)有的信息量比較大、圖像分辨率極高、物性參數(shù)比照比較多、控制網(wǎng)較為密集等一系列優(yōu)點(diǎn)，使其可以較為精準(zhǔn)地探測(cè)到礦山內(nèi)存在的小規(guī)模斷層地帶、塌陷柱、含水體等災(zāi)難性地質(zhì)體[2]。因而，地質(zhì)保障單一物探方法在預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害以及防治地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程中通常會(huì)取不了比較好的地質(zhì)效果，但是地質(zhì)保障綜合物探方法在預(yù)防礦山地質(zhì)災(zāi)害以及防治地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)方面的優(yōu)勢(shì)比較顯著。

按照國(guó)家開發(fā)銀行和中國(guó)礦山地質(zhì)總局的聯(lián)合調(diào)研顯示，地質(zhì)保障綜合物探能夠有效查出礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)(斷層構(gòu)造、塌陷柱等)、采空區(qū)以及含水層的具體分布等，為礦山的深度開采、開采方式以及事故預(yù)防創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，能夠在一定意義上避免井噴，提高礦山開采的上限，增加資源利用率。

1 礦山深部開采地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)

為了確保礦山深部礦產(chǎn)資源的安全開采，有必要對(duì)多項(xiàng)開采地質(zhì)災(zāi)害所導(dǎo)致的要素進(jìn)行精細(xì)化探明和分析，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)絕大部分賦礦區(qū)均具備多礦層深度發(fā)育的特征，深部開采一般來(lái)說(shuō)包括2種意思：首先，礦產(chǎn)資源的埋藏深度變得越來(lái)越大[3]；另外，礦山上部礦層開采完畢后，才可以繼續(xù)開采下部礦層。礦層埋藏絕對(duì)深度的持續(xù)增加，會(huì)導(dǎo)致常規(guī)化鉆探勘查工作量的連續(xù)增加，綜合物探勘探信號(hào)猛烈衰減，對(duì)于上部出現(xiàn)的諸多采空區(qū)內(nèi)下部礦層開采，鉆孔難以穿越采空區(qū)，綜合物探勘探信號(hào)就會(huì)被上部采空區(qū)所屏蔽而嚴(yán)重影響到礦山深部的實(shí)際勘探效果。所以，需研究科學(xué)、高效的礦山深部開采地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)工藝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦山深部開采對(duì)其地質(zhì)環(huán)境的深度勘探。

1.1 工作布置

首先，需要用大功率激電設(shè)備對(duì)礦山勘探區(qū)進(jìn)行中梯度設(shè)置對(duì)的掃面，測(cè)線一般會(huì)布置278條，長(zhǎng)度大概為1450m[4]；其次，在激電掃面區(qū)域的3大靶區(qū)內(nèi)，用音頻大地電磁勘測(cè)法探清礦山深部構(gòu)造以及其延伸狀況；最后，綜合預(yù)測(cè)找礦靶區(qū)以及成礦地帶。

1.2 三維電性數(shù)據(jù)體的形成與數(shù)據(jù)分析

借助于對(duì)外工作采集的在二維平面或三維空間內(nèi)的一個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化(線性數(shù)值、距離加權(quán)、函數(shù)插值等)。獲取到空間或平面化的網(wǎng)格數(shù)據(jù)[5]，對(duì)三維電性數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)分析，比方說(shuō)邊緣查探的方法去明確空間三維立體的變化率最明顯的改變位置，這些位置通常來(lái)說(shuō)也是地質(zhì)保障綜合物探重點(diǎn)勘探的部位，比方說(shuō)地質(zhì)斷層，破裂帶等。

1.3 大功率激電掃面

大功率激電掃面后，按照下限值（1.39%）、地質(zhì)構(gòu)造的基本信息，選定了3個(gè)一級(jí)激電異常靶區(qū)，分成A、B、C三部分。設(shè)定A、B靶區(qū)具有低阻、高極化的明顯特征，和礦區(qū)控礦構(gòu)造F10地帶碰觸，推測(cè)其礦致發(fā)生異常，找礦前景比較好；C靶區(qū)具有低阻、中高極化特征，同樣具備找礦前景。

2 實(shí)驗(yàn)與效果分析

為了更加清楚、具體的看出此方法對(duì)礦區(qū)深部開采的實(shí)際應(yīng)用效果，特與單一物探技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)其勘探精確度進(jìn)行比較。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，將兩種勘探技術(shù)置于相同的試驗(yàn)環(huán)境下，以山西臨汾某一100平方米的礦山為例進(jìn)行勘探實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)兩種不同的勘探技術(shù)同時(shí)在相同環(huán)境下進(jìn)行工作，分析其勘探精確度的變動(dòng)。實(shí)際效果對(duì)比圖見下圖所示。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以明顯看出，本文提出的礦山深部開采地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)與單一物探技術(shù)相比較，其勘探精確度不僅一直居高不下，且自2小時(shí)--4.5小時(shí)期間呈現(xiàn)正比例關(guān)系，即隨著時(shí)間的增加，其勘探精確度隨之增加，4.5--8小時(shí)之間，精確度保持平穩(wěn)大概在百分之八十五，之后持續(xù)升高，這在一定程度上增加了礦區(qū)深部勘探的精確度。

圖1 實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)礦山深部開采地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)進(jìn)行分析，依托露礦山深部開采過(guò)程中面臨的一系列問(wèn)題，根據(jù)地質(zhì)保障的條件，對(duì)綜合物探技術(shù)進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)論證表明，本文設(shè)計(jì)的方法具備極高的有效性。希望本文的研究能夠?yàn)榈V山深部開采地質(zhì)保障綜合物探技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。