侯德冰

（中化地質礦山總局湖南地質勘查院，湖南 長沙 410000）

我國社會經濟突飛猛進，對能源的需求也逐年增加。在這種背景下，如何對礦山地質進行有效合理的勘探成為相關部門面臨的重大課題。綜合物理技術是現階段礦山地質勘探中使用的一種非常廣泛的高新技術，該技術的應用可以提高勘探精度，降低勘探成本。是目前礦山地質勘探中不可缺少的重要技術。

1 綜合物探技術的綜合優(yōu)勢與具體內容

從目前綜合物探技術的應用來看，它主要用于三個領域：水文地質勘探，礦產勘探和綜合地質勘探。綜合物探技術在應用上更傾向于地質勘探和礦物勘探，通過電磁學和現代科技設備的組合，達到高精度、高效率、低誤差的探測目標。該技術不僅具有勘探結果的準確特征，還在水文地質勘探中得到有效應用。可以大大降低其他勘測手段中比較高的錯誤率。

其次是考古行業(yè)勘探，在進行考古探測時，不能簡單的直接開始挖掘，必須先在地表進行預先的探測，才能保障在考古發(fā)掘過程中不損壞文物。綜合物理勘探技術的特點是通過位置物理性質的檢測來分析物體內部結構，所以該技術可以幫助考古學家準確地檢測出準確的位置，而不會損壞文化遺產。

最后是地質勘探，綜合物理技術在地質勘探中的應用目的主要是為了有效預防自然災害和減少由此造成的損失。綜合物理技術有效地融合了多種基礎物理技術，在現代電子技術進步的同時利用先進儀器發(fā)射特定電磁波獲得反饋信息，從而確定礦物種類、埋藏深度等。利用電子信息設備收集反饋數據后，研究和評價地質結構和不同巖石礦石空間分布情況等密度及巖石輻射。綜合物探勘探方法在目前的礦山地質勘探過程中被廣泛使用，其優(yōu)點是在實際過程中可以很好地探測淺層地質情況，從幾千米深到不到十米的礦物都可以適用，并且運用這類設備只需要的、簡單的供電，無需進行大規(guī)模開鑿，較為安全，成本低，周期短。綜合物探技術在應用時與傳統(tǒng)勘探技術有機融合，勘探理念和方法都比較普遍。但是，綜合物探技術是各種勘探技術的有效融合，因此，與單一勘探技術相比，勘探過程和勘探質量可以得到很大的提高。為了充分發(fā)揮綜合物理勘探技術的優(yōu)勢，在實際勘探過程中，技術的應用首先要遵循地面后地下的工作順序，有效分配勘探工作。這樣才能確?？碧焦ぷ鞯捻樌M行。此外，在地面勘探過程中，應嚴格遵守首次鉆井后物理勘探的原則，在勘探初期利用鉆井有效收集數據，進行抽樣調查，合并數據，從而提高勘探效果。

2 綜合物探技術在勘探中的應用

首先，探測器必須合理選擇收集道路的數量。難度低、精細度高是收集度數的主要特征，只有達到相應的標準，才能充分發(fā)揮其作用。直接勘探是目前礦山地質勘探中常用的形式，勘探人員要根據實際情況對需求做出合理的選擇。在選擇炸藥作為沖擊方式時，必須重視其安全性，以免造成人員傷亡。最后一項工作是道路之間距離的合理設置。綜合物理勘探技術在礦山地質勘探中得到了比較完善的應用，但仍存在一些需要合理設置公路之間距離的細節(jié)。如果不能做好這項工作，檢測結果就會出現很大的錯誤，最終會降低勘探結果的科學性和參考性。在實際運行過程中，為了使道路之間的距離參數合理，滿足勘探需要，勘探人員應對整個礦山地質情況進行詳細研究，不斷提高整個勘探工程數據的準確性。整理數據可以及時發(fā)現隱藏的安全風險，找出引起問題的因素，制定有效的解決方案?？傊C合物理技術在礦山地質勘探中的應用是一項全面而系統(tǒng)的工作，勘探人員要綜合考慮各種因素，結合礦山實際地質情況，采取科學合理的勘探措施。只有這樣才能保證勘探結果的準確性，為下一次開采工作奠定基礎。

3 三種主要物探手段

3.1 探地雷達

探地雷達的主要結構如下：探地雷達是整個探地雷達的核心組成部分，起到主要控制作用。主要是接收探測目標返回的電磁波，對電磁波返回的數據進行一系列分析、存儲、過濾，最終起到展示我們需要的信息的作用。第二，地面穿透雷達發(fā)射電磁波的發(fā)射器，發(fā)射器不是產生相同頻率的電磁波，而是發(fā)射到需要多探測這些電磁波的目標地質。發(fā)射的地質電磁波通過反射和散射將電磁波的信號發(fā)射到探測目標，勘探目標地質。

探地雷達是通過儀器來探測地下礦物產生的電磁波進行反饋來探測的，通過不同的頻段，對地下成分進行分析、分類。根據電磁波傳播的原理，要確定電磁波在地下傳播的深度，就要了解電磁波在地質中傳播的介質特征，因此物探技術人員需要對介質特征及反射有比較充分的了解。通過該媒介的特點對反射的電磁波進行綜合分析和判斷。與介質相似的情況下，通常接收的電磁海浪頻率也大體相同，因此相對較高的分辨率是底層雷達所需的能力。

金屬礦山的地質勘探與一般地區(qū)的地質勘探不同，礦山井下條件比較復雜，介質多，返回的電磁波種類多，分析返回的數據困難重重。利用探地雷達勘探金屬礦山山地質，可分為橫屋頂勘探，光強兩側勘探和掘進頭勘探三種勘探形式。對礦山下的其他位置，可以采取相應的勘探形式。工具屋頂的探測主要是探測嚴寒礦井下金屬的厚度和是否有積水。

3.2 地磁法

地磁法是利用野外天然存在的磁場來進行測定的，它使用地磁強度和指向來對礦物進行分析。地磁技術是測量電磁場頻率極低的電子，分析頻率較低的電子，確認那里是否有金屬磁場，能否進一步深入測量，是測量初期比較好的測量技術。

3.3 瞬態(tài)電磁法

瞬態(tài)電子法主電磁波反射的時間差來推測地址成分的組成，主要是根據導電性質的不同原則來進行探測，因此分析磁場隨著時間的變化規(guī)律，確定礦山下礦石的分布位置。

礦井瞬變電磁法是利用不接地回線于井下巷道內設置通以一定電流的發(fā)射線圈，在其周圍空間產生一次電磁場，并在巷道周圍導電巖礦體中產生感應電流。在電流斷開之前，發(fā)射電流在回線周圍空間中建立起一個穩(wěn)定的磁場。在t為0時，將電流突然斷開，由該電流產生的磁場也立即消失。一次磁場的這一劇烈變化通過巷道內空氣和周圍導電介質傳至回線周圍的巖層中，并在巖層中激發(fā)出感應電流以維持發(fā)射電流斷開之前存在的磁場，使空間的磁場不會即刻消失。

由于電磁場在空氣中傳播的速度比在導電介質中傳播的速度大得多，巷道附近各處感應電流的分布也是不均勻的，在緊靠發(fā)射回線一次磁場最強的巷道頂、底板處感應電流最強。隨著時間的推移，巷道周圍的感應電流便逐漸向外擴散，其強度逐漸減弱，分布趨于均勻。

4 具體應用舉例

為了深入探索綜合物探勘探技術在金屬礦山的應用，文章將對內蒙古地區(qū)黃銅礦地區(qū)的綜合勘探做案例分析，研究地區(qū)在內蒙古地區(qū)某有明顯礦脈跡象地區(qū)，選定的礦區(qū)位于內蒙古南部高原地區(qū)，地形南高北低，海拔在1300m～1600m之間，相對垂直距離不到200m，地形起伏不明顯，有黃金及黃銅原礦樣品產出。通過前期的勘測，可以發(fā)現地下有大量復雜的電磁波信息，根據儀器檢測、監(jiān)測到的返回信息，確認該地區(qū)實際上存在以金屬銅礦為主的金屬礦。確定礦井后，利用勘探雷達勘探這里的礦區(qū)地質，這里的地下雜質和構成大部分是巖石、礦石和少量礦井積水。三次利用不同頻率的電磁波勘探該礦，輔以瞬態(tài)電磁法進行檢測，最終確定該金屬礦銅礦的分布深度為地下300m～500m面積約8平方公里。在勘探銅礦分布位置的同時，綜合物探技術還在地下發(fā)現了一定的銀礦儲存，但因礦物儲存的深度和開采難度都超過銀礦價值，在確定開采深度后，勘探方式最終決定為瞬態(tài)電磁法，對礦石的主要分布情況和大部分礦石所在的地區(qū)進行調查，減少了開采時間，提高了開采效率。勘探該礦后獲得的數據與傳統(tǒng)勘探方法相比，數據準確度有很大提高，勘探深度大大加深，勘探效率提高，勘探成本也有所降低。

5 結語

利用物探技術對金屬礦山地質勘探關系到我國工業(yè)化的發(fā)展水平，在再回收再利用技術還不成熟的條件下，必須優(yōu)先考慮對我國資源的發(fā)現，做好預先儲備。本文結合基礎物探技術，提出了三種不同的金屬礦山產地測量方法。首先，在調查初期，我們采用雷達電磁波探測手段進行對地底電磁波的定位，此后，利用地雷勘探礦產的地質，通過電磁波反射進行具體分析。在國內目前勘探及礦山開采技術不成熟的情況下，為了避免不必要的損失，應該盡可能使物探技術更加廣泛的應用，形成一種擴張的態(tài)勢。第二，可以深入礦山深處進行測量，最后利用瞬變電磁法確定目標地質地區(qū)礦石分布情況和礦石數量，提高開采效率。物探技術也要重視與傳統(tǒng)礦山地質調查技術相結合，在傳統(tǒng)與現代共同進步的環(huán)境下，相信在不久的將來，物探技術能在礦業(yè)發(fā)展上大放光彩。