勘查技術(shù)與工程專業(yè)EH4電磁方法實踐教學(xué)研究與探索

葉益信，方根顯

東華理工大學(xué) 核工程與地球物理學(xué)院，江西 撫州 344000

實踐教學(xué)

勘查技術(shù)與工程專業(yè)EH4電磁方法實踐教學(xué)研究與探索

葉益信，方根顯

東華理工大學(xué) 核工程與地球物理學(xué)院，江西 撫州 344000

結(jié)合勘查技術(shù)與工程專業(yè)的培養(yǎng)特色，為使畢業(yè)生能較好地掌握EH 4電磁方法和儀器，并能很快地融入資源勘查隊伍，本文分析了勘查技術(shù)與工程專業(yè)電磁法實踐教學(xué)的必要性和依據(jù)，基于我校的教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建了勘查技術(shù)與工程專業(yè)EH 4電磁方法實踐教學(xué)體系，并對近幾年EH 4電磁方法實踐教學(xué)效果進行了分析。

勘查技術(shù)與工程；實踐教學(xué)；EH4電磁法

勘查技術(shù)與工程是一門實踐性很強的學(xué)科。加強實踐教學(xué)以提高學(xué)生的動手能力和處理實際問題的能力，使之能更好地適應(yīng)畢業(yè)后的實際工作，是一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，也是提高學(xué)生適應(yīng)社會需求的重要方法之一[1]。

東華理工大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)是原國防科工委與江西省共建專業(yè)，也是江西省品牌專業(yè)和江西省特色專業(yè)。該專業(yè)涉及方向較多，主要有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等，在各個專業(yè)方向中，電法勘探方法種類最多，包括直流電法和電磁法兩大類。傳統(tǒng)的電法勘探實踐教學(xué)僅限于直流電法類，主要有以下幾個方面的原因：（1）國內(nèi)電磁法儀器還處于研究初級階段，國外電磁法的儀器比較精貴，組織實施難度較大、費用高；（2）電磁法對場地的要求較高，需要遠離城市等干擾較嚴(yán)重地區(qū)；（3）電磁法數(shù)據(jù)處理技術(shù)流程較復(fù)雜，學(xué)生難以在較短的時間內(nèi)接受。

但是，自上世紀(jì)90年代以來，為適應(yīng)國民經(jīng)濟的發(fā)展，電磁法技術(shù)取得了前所未有的高速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計有20多種[2]，在金屬找礦方面，除了傳統(tǒng)的電法外，電磁法是最主要的方法。而且由于電磁法具有勘探深度大不受高阻層屏蔽等優(yōu)點，已成為深部找礦中的常用地球物理方法[3]?，F(xiàn)在國內(nèi)各生產(chǎn)單位電磁法儀器已基本得到普及，而我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后大部分都將從野外資料采集工作開始做起，為了使學(xué)生走上工作崗位能很快地掌握電磁法及其應(yīng)用，必須進行電磁法實踐教學(xué)。

一、EH4電磁法實踐教學(xué)的依據(jù)

（1）電磁技術(shù)的研究和應(yīng)用已滲透到各個領(lǐng)域，包括能源和資源勘探、工程和環(huán)境勘查、地震和火山災(zāi)害監(jiān)測、地殼上地幔結(jié)構(gòu)探測、海洋和空間電磁測量等各個方面，測量的地下深度自地表到1000多公里。為適應(yīng)國家經(jīng)濟建設(shè)需求的增長和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁法應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴展，新的分支技術(shù)相繼出現(xiàn)，硬軟件技術(shù)也在不斷進步?，F(xiàn)在每年都有大量研究應(yīng)用成果在國內(nèi)外不同層次的刊物發(fā)表，或有書籍出版。也還有很多成果雖已應(yīng)用于實踐中，但沒有公開發(fā)表論文或出版[2]。電磁法勘探是由野外資料采集、室內(nèi)資料處理和室內(nèi)資料解釋三大環(huán)節(jié)所組成，其中野外資料采集是基礎(chǔ)，為了使學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位能很快地掌握電磁法及其應(yīng)用，進行電磁方法的野外實踐教學(xué)十分必要。

（2）我校方勵校友捐建了地球物理實驗室，其中包括價值80多萬的EH 4電磁成像系統(tǒng)，這為我們實施EH 4電磁法實踐教學(xué)創(chuàng)造了良好的硬件條件。

（3）EH4電磁成像系統(tǒng)是目前國內(nèi)外較為先進的電磁法勘探儀器，它具有勘探深度大、成果反應(yīng)直觀、輕便高效等優(yōu)點[3]，相對其他電磁儀器設(shè)備操作起來比較方便，且能夠使學(xué)生在較短的時間內(nèi)接受，所以在野外進行EH 4電磁法實踐教學(xué)具有一定的可行性。

二、EH 4電磁法實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

1.實踐教學(xué)目的

（1）通過實踐教學(xué)使學(xué)生掌握EH4電磁法工作布置及觀測方法；

（2）掌握EH4電磁成像系統(tǒng)操作方法；

（3）會應(yīng)用配套的IMAGEM軟件處理EH4數(shù)據(jù)。

2.實踐教學(xué)目標(biāo)

信用意識的淡薄、信息透明度和流通度低、信用制度建設(shè)不完善等造成經(jīng)濟矛盾問題日漸突出[4]。建筑市場缺乏完善的信用監(jiān)控及評價部門，對信譽缺失的企業(yè)無法有效的進行懲處，信譽高的企業(yè)無法進行表彰。這種封閉的市場管理制度讓很多不法分子找到商機，從而形成市場的惡性循環(huán)。現(xiàn)在急需對這種亂象進行治理，出臺相關(guān)的法律法規(guī)對建筑市場中的各個企業(yè)進行監(jiān)督。加強信息的透明度，擴大信息的傳播途徑，讓不法分子沒有可乘之機，保證市場競爭在公平、公開、公正的環(huán)境下進行。

（1）通過實踐教學(xué)，學(xué)生能使用三腳架、羅盤和測繩進行測站布置工作，會分析和解決布置測站過程中碰到的問題，如怎樣避開干擾源以及磁棒的埋法等問題。

（2）學(xué)生能進行EH4電磁成像系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、操作及維護工作，并能實時分析和判斷測量數(shù)據(jù)的好壞，如數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，能分析問題出現(xiàn)的原因并尋找解決辦法。

（3）會應(yīng)用配套的IMAGEM軟件進行EH 4數(shù)據(jù)處理，能使用該軟件定性分析數(shù)據(jù)、選擇數(shù)據(jù)成圖及進行Bostick反演等，最后能夠?qū)С鰯?shù)據(jù)并能使用Surfer軟件作圖。

3.實施過程

EH4實踐教學(xué)的實施過程圖1所示。

圖1 EH 4實踐教學(xué)實施過程圖

（1）學(xué)生分組：首先，將學(xué)生進行分組，8～10人一組為宜，2～3天，實踐以組為單位開展活動。

（2）去場地考察：分組后，每組選派幾名隊員去場地考察，以確定場地有無干擾實施情況和場地地質(zhì)構(gòu)造基本情況，再確定測線布置方案。

（3）打測量：確定好了場地后，開始學(xué)習(xí)野外測量方法，學(xué)會手持GPS、測繩和深林羅盤的使用方法，學(xué)生動手練習(xí)測方位、拉測繩和使用GPS定出方位和距離。

（4）儀器準(zhǔn)備：打好測量后，學(xué)生準(zhǔn)備儀器設(shè)備及所需的耗材，最好列出清單，方便進場清點儀器設(shè)備，尤其要試驗儀器的好壞，儀器壞了應(yīng)由專業(yè)人士修理。

（5）進場：實習(xí)第一天學(xué)生應(yīng)再次檢查儀器設(shè)備是否齊全，并要檢查電池是否充電。

（6）測站布置：進場后，教師指導(dǎo)學(xué)生使用深林羅盤和測繩布置測站，指導(dǎo)學(xué)生連接儀器、埋置磁棒及電極等。

（7）儀器操作：測站布置好了后，指導(dǎo)學(xué)生操作EH4電磁成像系統(tǒng)操作、設(shè)置參數(shù)、監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)采集過程和實時顯示數(shù)據(jù)的整個流程。

（8）平行試驗：學(xué)生掌握了儀器操作后，然后進行平行實驗，指導(dǎo)學(xué)生進行平行試驗測站布置，并會分析平行試驗結(jié)果的好壞。

（9）數(shù)據(jù)采集：平行試驗結(jié)束后，每個學(xué)生輪流操作，每個學(xué)生在實驗中至少要完成1個點的數(shù)據(jù)采集過程，野外實習(xí)每個小組要完成至少16個點的剖面測量，并會分析和判斷數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，如數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，能分析問題出現(xiàn)的原因并尋找解決的辦法。

（10）室內(nèi)數(shù)據(jù)處理：野外實習(xí)結(jié)束后，每個學(xué)生要完成至少16個點的剖面數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)出二維斷面圖數(shù)據(jù)并成圖。

（11）報告編寫：每個學(xué)生報告中應(yīng)體現(xiàn)出對方法原理的理解，采集的數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)處理的整個流程及繪制的主要圖件，并能對圖件進行合理的地質(zhì)解釋。

（12）教師評分：由于學(xué)生實習(xí)過程中通常是分組進行，這樣每組采集的數(shù)據(jù)一般會相同，為了避免個別學(xué)生不動手抄襲同組同學(xué)的數(shù)據(jù)和報告的情況，考核成績由現(xiàn)場表現(xiàn)（40%）、實踐態(tài)度（20%）和報告內(nèi)容（40%）三部分組成[5-6]。

三、實踐教學(xué)效果分析

1.取得的成效

（1）通過近幾年EH4電磁法實踐教學(xué)，開拓了學(xué)生的視野，讓學(xué)生接觸了國際先進的電磁法儀器，對電磁法野外操作及數(shù)據(jù)處理有個全面的了解。

（2）制訂了EH4電磁法實踐教學(xué)計劃，編寫了EH 4實驗講義，對場地進行了EH 4電磁測深試驗研究，對斷層的反映明顯，取得了良好效果。

（3）已連續(xù)3年在我校進行了EH4電磁法實踐教學(xué)，學(xué)生的實際工作能力、組織能力、綜合應(yīng)用能力得到了極大的鍛煉，并取得了良好的效果，畢業(yè)生得到了用人單位的一致好評。

2.存在的問題

（1）經(jīng)費問題。由于增加了方法的種類，因此不免增加實習(xí)的天數(shù)，隨著油價物價的上漲，租車費用也在增加；而且EH 4電磁法儀器比較昂貴，維護費用也較高，因此不免會增加實踐教學(xué)經(jīng)費。

（2）師資問題。增加了方法種類，就需要增加帶隊老師，即需要投入更多的師資；而且目前我校EH4電磁法儀器只有單臺套，由于學(xué)生人數(shù)較多，EH4電磁法實踐教學(xué)快速有序進行實施難度較大，也即需要教師投入更多的時間和精力。

（3）學(xué)生興趣問題。電磁法理論比較抽象，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不是很高，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還值得進一步思考。

（4）連續(xù)性問題。由于電磁法儀器比較精貴，維修起來比較困難，有時甚至要到儀器廠家進行維修，且我校只有單臺套該類儀器，這樣會導(dǎo)致實踐教學(xué)無法連續(xù)進行，會對實踐教學(xué)效果帶來較大的影響。

四、結(jié)語

通過實踐教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量，為社會培養(yǎng)受用人單位歡迎的勘查技術(shù)與工程專業(yè)人才，這是我們實踐教學(xué)的主要目的?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)實踐教學(xué)要適應(yīng)當(dāng)今生產(chǎn)形勢，我們要在現(xiàn)階段實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步理清思路，明確方向，深化專業(yè)實踐教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會發(fā)展的需求。

[1] 方根顯，李曼.勘查技術(shù)與工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的設(shè)計與實施—以東華理工大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)為例[J].中國地質(zhì)教育，2010，(1)：40-42.

[2] 趙國澤，陳小斌，湯吉．中國地球電磁法新進展和發(fā)展趨勢[J].地球物理學(xué)進展，2007， 22(4)：1171-1180．

[3] 葉益信，鄧居智，李曼，等．電磁法在深部找礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].地球物理學(xué)進展， 2011，26(1)：327-334.

[4] 葉益信，鄧居智，方根顯.高頻大地電磁測深(EH-4)在熱儲構(gòu)造勘查中的試驗研究—以撫州地?zé)釁^(qū)為例[J].地質(zhì)與勘探，2011， 47(4)：649-653.

[5] 呂玉增，韋柳椰.勘查技術(shù)與工程專業(yè)實驗教學(xué)改革的探討[J].中國地質(zhì)教育，2008，(1)：113-116.

[6] 唐新功，謝新兵，向葵.長江大學(xué)地球物理專業(yè)野外生產(chǎn)實習(xí)研究與探索[J].中國地質(zhì)教育， 2011，(4)：56-58.

Research and Investigation of EH 4 Electromagnetic M ethod Practice Teaching for Exp loration Technology and Engineering M ajor

YE Yi-xin, FANG Gen-xian
East China Institute of Technology, Fuzhou 344000, China

Combined w ith the characteristics of exploration technology and engineering major of East China Institute of Technology, in order to make the graduates accept the new method and new measurement well and merge into resources exploration team rapidly, The necessity and basis of electromagnetic method practice teaching for exploration technology and engineering major is analyzed in this paper. We construct the EH4 electromagnetic method practice teaching system for exploration technology and engineering major based on the teaching resources and environment of our institute. And the effectiveness of EH4 electromagnetic method practice teaching in last three years is discussed.

exploration technology and engineering; practice teaching; EH4 electromagnetic method

G 642

A

1006-9372 （2012）03-0077-03

2012-04-17；

2012-07-20。

“電磁測深教學(xué)實習(xí)基地建設(shè)”校級教改項目。

葉益信，男，講師，主要從事電法勘探的教學(xué)和研究工作。