任岐山，王大光

（河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450009）

物探技術(shù)作為常用的一種地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)，在礦山領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。 現(xiàn)階段在礦山開采過程中，施工人員容易遇到各種自然災(zāi)害和地質(zhì)異常問題。傳統(tǒng)的采礦作業(yè)存在巨大的安全隱患，會(huì)威脅到施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，物探技術(shù)在礦山地質(zhì)探測(cè)中的廣泛應(yīng)用，能夠幫助勘測(cè)者深入了解采礦層的結(jié)構(gòu)，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，進(jìn)而提高地質(zhì)勘測(cè)的效率。目前我國(guó)礦產(chǎn)資源的開采情況來看，開采技術(shù)落后，新技術(shù)的引進(jìn)較為缺乏管理機(jī)制和監(jiān)督機(jī)制不夠，導(dǎo)致礦山地質(zhì)災(zāi)害問題的頻發(fā)，影響到礦山開采工作。因此，本文就結(jié)合物探技術(shù)，分析其在礦山地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用。

1 物探技術(shù)概述

1.1 物探技術(shù)概述

物探技術(shù)是從20世紀(jì)中后期被采用的，廣泛的運(yùn)用在了礦井施工的前期勘測(cè)和解析工作中，對(duì)于我國(guó)部分地區(qū)礦山開采提供了相應(yīng)的技術(shù)支持，并在近幾年的礦井施工勘測(cè)和解析工作中取得了良好的成績(jī)，能夠有效提升礦產(chǎn)資源開采的安全系數(shù)，并對(duì)于開采過程中存在的地質(zhì)異常問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證開采系統(tǒng)布局的科學(xué)性和合理性。當(dāng)前隨著信息技術(shù)的發(fā)展物探技術(shù)也日益更新，其操作更加便捷，施工簡(jiǎn)易。最常見的物探技術(shù)方式有超聲波勘探、低溫法勘探、重力勘探等多種類型，能夠結(jié)合探測(cè)的礦山開采區(qū)的區(qū)域環(huán)境和具體的勘測(cè)要求，提供勘測(cè)地質(zhì)數(shù)據(jù)信息。

1.2 物探技術(shù)現(xiàn)狀

當(dāng)前在地質(zhì)水災(zāi)害處理期間，經(jīng)常會(huì)借助物探技術(shù)的運(yùn)用來勘測(cè)地表和地下結(jié)構(gòu)，以此來提升地下勘探技術(shù)的精確度和準(zhǔn)確度。

從當(dāng)前的礦山地質(zhì)勘測(cè)來看，物探技術(shù)涵蓋了重力勘探、磁力勘探、電法勘探、瞬變電磁法勘、地震勘探等。現(xiàn)如今大部分的物探技術(shù)的運(yùn)用都是被采用到礦井開采和損害治理中，因此，進(jìn)行勘探過程中，選擇物探技術(shù)時(shí)，常常會(huì)結(jié)合礦山地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的勘探，建立起勘探方案。而本文的研究主要集中對(duì)于物探技術(shù)運(yùn)用在礦井開采中的使用效果進(jìn)行說明和論述。

2 礦山地質(zhì)探測(cè)中物探技術(shù)的應(yīng)用情況

針對(duì)地下結(jié)構(gòu)和水文情況進(jìn)行勘探的過程中，需要借助相應(yīng)的勘探方式和勘探手法來進(jìn)行探測(cè)，這樣才能保證勘探結(jié)果的科學(xué)性和有效性。現(xiàn)階段礦山勘探過程中需要明確具體的施工范圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和方位，建設(shè)勘探設(shè)備，對(duì)礦層的分布、礦層的走向、地下水文的情況、地質(zhì)構(gòu)造等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并針對(duì)特殊區(qū)域開展相應(yīng)的物理勘探。通過物探方法和物探技術(shù)的運(yùn)用，有效結(jié)合實(shí)際的礦山地質(zhì)情況進(jìn)行勘探，發(fā)揮出勘探技術(shù)的價(jià)值和作用。

2.1 礦山地質(zhì)探測(cè)中所使用的物探方法

科學(xué)采取合理的物探技術(shù)，能夠有效降低礦井施工期間各類異常事故和災(zāi)害發(fā)生的頻率，有效確保開采工作的順利進(jìn)行，增強(qiáng)開采單位的開采效益。因此，在礦山地質(zhì)勘探過程中，為了提高施工質(zhì)量，需要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)來完成施工前期的勘測(cè)技術(shù)。

從物理的角度上來說現(xiàn)階段的勘測(cè)方式為重力法、磁法、地震法、地?zé)岱ā㈦姺ê头派浞ǖ?，目的是了解?dāng)前地下礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和具體的礦產(chǎn)資源、分布質(zhì)量。其中重力法、磁法可以對(duì)地下礦產(chǎn)的具體情況進(jìn)行分析，而電法則是通過了解目前礦產(chǎn)的分布位置，并結(jié)合各種礦物質(zhì)的導(dǎo)電性能來分析礦產(chǎn)的種類。從探測(cè)位置上可以借助地面物探法、礦井物探法等。而地面物探技術(shù)，又包括重力勘探、磁法勘探、低溫勘探等。相對(duì)于其他的稀有礦來說，礦山勘測(cè)較為容易，開采難度也較小。

2.2 礦山地質(zhì)勘測(cè)中所使用的物探技術(shù)

2.2.1 地面電法

地面電法能夠?qū)⒌V山內(nèi)部的資源區(qū)、采礦區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為礦山安全生產(chǎn)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。了解礦山地質(zhì)條件，明確內(nèi)部是否存在斷層水層，借助地面電法的效果察覺礦山地質(zhì)勘探中是否存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。這也是目前在礦產(chǎn)資源地質(zhì)探測(cè)時(shí)最常見的方式，為礦山開采提供技術(shù)支持。

2.2.2 高密度數(shù)字三維地震技術(shù)

在礦山開采期間，高密度數(shù)字三維地震技術(shù)能夠?qū)?fù)雜山丘的落差，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了解地層的分辨率、密度和覆蓋率，并且了解斷層之間的2M落差數(shù)據(jù)和陷落柱的直徑。該項(xiàng)技術(shù)被廣泛運(yùn)用在小型礦山中，它能夠有效提高礦山探測(cè)的精準(zhǔn)率，尤其是在斷層和陷落柱方面建立起數(shù)字三維模型，但同時(shí)對(duì)探測(cè)人員的

專業(yè)技術(shù)要求較高。

2.2.3 三維地震疊前偏移處理技術(shù)

三維地震疊前偏移處理技術(shù)通常采用頻率較高，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效優(yōu)化物探技術(shù)中的橫軸方向和圖線的精準(zhǔn)率，直觀的對(duì)于施工區(qū)域周邊的巖石情況和地質(zhì)情況進(jìn)行分析，并且能夠改善縱軸方向，提高弱反射波的檢測(cè)能力。通過精確的勘測(cè)，能夠把握施工區(qū)域內(nèi)的內(nèi)控層、水層，確保后續(xù)礦井工作期間，能夠?yàn)閷?shí)際的勘測(cè)工作提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。除此之外，礦井物探技術(shù)作為一項(xiàng)地震性質(zhì)的探測(cè)技術(shù)，能夠借助震動(dòng)、地震反射頻率來收集相應(yīng)的信息，并對(duì)信息進(jìn)行處理，在小范圍的情況下通過高密度數(shù)字三維地震勘探技術(shù)，能夠幫助施工隊(duì)獲取精確的圖像信息，了解地質(zhì)層的密度和具體的范圍。勘測(cè)時(shí)對(duì)于存在的斷層水平面距離進(jìn)行預(yù)判，尤其是在地勢(shì)險(xiǎn)峻的山體中能夠?qū)ι襟w的地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)分析。

2.2.4 屬性本解釋技術(shù)

物探技術(shù)運(yùn)用在礦山地質(zhì)勘測(cè)中，借助屬性本解釋技術(shù)能夠?qū)τ诘卣鸱瓷涞念l率振動(dòng)和能量建立起三維數(shù)據(jù)模型，并對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行高精度的解釋。結(jié)合數(shù)據(jù)計(jì)算，獲取小型結(jié)構(gòu)剖面圖，建立地震屬性數(shù)據(jù)體的。但該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用過程中，對(duì)于信息處理的依賴程度較高，需要較好的探測(cè)儀器，在一定程度上會(huì)大量的增加物質(zhì)探測(cè)的成本。

2.2.5 巖性反演資料處理及解釋技術(shù)

巖性反演資料處理及解釋技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用過程中能夠有效提高反射波的可檢測(cè)性，通過探測(cè)礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，了解礦層中的瓦斯分布情況和含水量的分布情況，為后續(xù)的礦產(chǎn)資源開采規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。巖性反演資料處理及解釋技術(shù)技術(shù)能夠借助微弱的地震波信號(hào)，了解地下層的含水狀況，但很容易受到信號(hào)的干擾，需要專業(yè)人員再結(jié)合相應(yīng)的探測(cè)技術(shù)，做出綜合性的判斷，以防存在誤判的現(xiàn)象。

3 物探技術(shù)在勘探礦山地質(zhì)中的應(yīng)用

3.1 地質(zhì)災(zāi)害防治的應(yīng)用

礦產(chǎn)資源勘采期間物探技術(shù)的運(yùn)用能夠在一定程度上減少地質(zhì)災(zāi)害問題的出現(xiàn)，有效建立起地質(zhì)災(zāi)害的實(shí)施勘察，并進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)。首先物探技術(shù)作為礦山地質(zhì)勘測(cè)的一種物理探測(cè)技術(shù)，它能夠?qū)τ谌菀状嬖诘牡刭|(zhì)災(zāi)害問題進(jìn)行評(píng)估，也有利于礦山開采工作，并為相關(guān)開采部門提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)階段的物探技術(shù)能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)災(zāi)害問題，有效發(fā)現(xiàn)礦山地區(qū)存在的地質(zhì)災(zāi)害問題，并進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，做好危險(xiǎn)區(qū)域的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)和礦產(chǎn)資源的開采。

其次，物探技術(shù)能夠有效對(duì)容易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)χ苓叺牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)用精密的探測(cè)儀器對(duì)容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，借助大量的地質(zhì)信息，依據(jù)實(shí)際礦山地質(zhì)條件由已知來分析未知。如借助電阻率測(cè)探法、電磁感應(yīng)法有效預(yù)判巖石和土層是否由于重力而脫離了母體崩落導(dǎo)致的坍塌現(xiàn)象。甚至可以借助得到相應(yīng)準(zhǔn)確的信息了解到目前礦山的覆蓋層、厚度和基巖面的形狀，了解滑坡的堆積厚度。

從已知來分析未知，借助已知的礦山地質(zhì)自然災(zāi)害的問題了解地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造，分析容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，并建立起簡(jiǎn)單的地質(zhì)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)。通過復(fù)雜的布局形式，深入的分析和挖掘地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生區(qū)域，運(yùn)用合理的物探技術(shù)，通過數(shù)據(jù)資料的支持，建立起地質(zhì)模型，更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，并綜合運(yùn)用多種方式從各個(gè)角度對(duì)于地質(zhì)問題進(jìn)行分析，了解各區(qū)域間的地質(zhì)環(huán)境差異，建立起最優(yōu)原則，選擇最實(shí)用的物探技術(shù)。

3.2 礦山水災(zāi)害防治中的應(yīng)用

礦山施工前期需要合理的介入勘探技術(shù)，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)。首先需要了解地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)情況，提高施工期間的安全性。礦產(chǎn)資源開采過程中災(zāi)害數(shù)據(jù)為依據(jù)，才能制定其科學(xué)的防治水災(zāi)的措施，來減少施工期間的異常問題。物探技術(shù)也被廣泛運(yùn)用斷層空間分布模型的解釋，首先相干體及方差體技術(shù)運(yùn)用過程中，借助資料中的CDP電信息建立起三維成像，借助數(shù)據(jù)切片和透視，了解同一時(shí)刻不同地質(zhì)層位的分布情況。在處理地下斷層中，通過三維圖像的方式，了解斷層的信息，并依據(jù)閉合點(diǎn)和常規(guī)的剖面圖進(jìn)行斷層修改實(shí)施閉合調(diào)整。

另外探測(cè)者可以借助瞬變電磁法的超前預(yù)測(cè)功能，對(duì)于施工過程中的水文結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，了解礦區(qū)域施工區(qū)內(nèi)的底板的隔水層的深度隱藏的導(dǎo)水通道和各類水文的地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。因?yàn)樵诘V山地質(zhì)開采過程中，作業(yè)人員往往會(huì)遇到潛在的引水通道吐水，不僅會(huì)阻礙礦產(chǎn)資源開采的順利進(jìn)行，同時(shí)還會(huì)引發(fā)礦山安全事故。因此針對(duì)此類問題可以借助物探技術(shù)對(duì)采礦區(qū)域的構(gòu)建機(jī)理進(jìn)行分析，工作人員可以運(yùn)用三維地震探測(cè)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，注意監(jiān)測(cè)前，了解地質(zhì)表面的水文信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，之后再運(yùn)用三維探測(cè)方式，對(duì)礦層頂板砂巖的含水厚度和深度進(jìn)行檢測(cè)，制定合理的施工作業(yè)方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，地質(zhì)勘探中物探技術(shù)的運(yùn)用，既提高了礦山開采效率，同時(shí)又能夠提高礦井防治水工作的技術(shù)水平，加強(qiáng)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的防治，提升礦山開采工作的安全性，對(duì)于礦山開采中存在的較大安全隱患問題進(jìn)行防御。結(jié)合物探技術(shù)有效勘測(cè)出礦山地質(zhì)中存在的斷層和水層，為礦山安全生產(chǎn)提供保證。希望通過本文的分析能夠幫助礦產(chǎn)資源開采工作技術(shù)優(yōu)化升級(jí)，更好的發(fā)揮地質(zhì)災(zāi)害的治理作用，推動(dòng)能源開采產(chǎn)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。