物探在金礦找礦中的應(yīng)用研究

黃進(jìn)調(diào)

（江西省煤田地質(zhì)局普查綜合大隊(duì) 江西南昌 330000）

物探在金礦找礦中的應(yīng)用研究

黃進(jìn)調(diào)

（江西省煤田地質(zhì)局普查綜合大隊(duì) 江西南昌 330000）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求與保障能力之間的矛盾日益突出，金屬礦勘查已成為當(dāng)前地質(zhì)工作的重要任務(wù)。在這樣的情況下就會(huì)出現(xiàn)找礦難度加大的問題，此時(shí)物探技術(shù)的重要性也就體現(xiàn)出來了。本文首先分析了物探發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢(shì)和金礦找礦的一些基本信息，結(jié)合實(shí)際說明了物探在金礦找礦中存在的問題和今后發(fā)展方向。

物探；金礦找礦

1 引言

以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的成煤模式和開采條件決定了中國(guó)礦井物探技術(shù)的發(fā)展具有自身特點(diǎn)。物探方法在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的應(yīng)用已有上百年歷史，并在其中發(fā)揮了重要的作用。我國(guó)的含煤地層特征、地質(zhì)構(gòu)造模式和開采條件的復(fù)雜性，決定了我國(guó)礦井物探技術(shù)發(fā)展歷程和內(nèi)涵的獨(dú)特性。目前礦井地震技術(shù)正在面向?yàn)?zāi)害源精細(xì)探測(cè)及監(jiān)測(cè)方向發(fā)展。由于礦井物探涉及全空間、強(qiáng)干擾環(huán)境，與地面差異大，需要在基礎(chǔ)理論、勘探技術(shù)和反演方法上有所突破，大力研發(fā)適合我國(guó)地質(zhì)條件探測(cè)深度大，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)的物探技術(shù)和儀器，利用其實(shí)證性強(qiáng)的特點(diǎn)，建立礦井地球物理學(xué)科體系。向深部“第二空間”進(jìn)軍，尋找深部礦和隱伏礦是當(dāng)前擴(kuò)大資源量、增強(qiáng)礦產(chǎn)資源保障能力的主要途徑之一。在這種形勢(shì)下，勘查技術(shù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，同時(shí)也必然帶動(dòng)新一輪技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。結(jié)合巷道掘進(jìn)技術(shù)和鉆探工藝創(chuàng)新物探方法，并重視其他物探方法在深部礦井勘探與監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，近年來地下物探方法備受重視，其發(fā)展和應(yīng)用水平不斷提高，充分發(fā)揮礦井地球物理場(chǎng)的災(zāi)害預(yù)警能力。

2 背景概述

我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了礦井物探服務(wù)于煤炭安全生產(chǎn)的的重要性。在礦產(chǎn)資源形勢(shì)日益嚴(yán)峻的背景下，深部找礦成為中國(guó)找礦工作的一大主題。深部找礦是一項(xiàng)高科技含量，高風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)工程，在注重深部找礦物探技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，對(duì)于埋藏較深的隱伏礦，深鉆的成本會(huì)大幅度提高，鉆探的命中率也較低，還要注重多學(xué)科資料的綜合研究，合理利用各種參數(shù)。物探技術(shù)作為極具深部找礦潛力的技術(shù)手段，在深部金屬礦勘查中將發(fā)揮越來越重要的作用。

2.1 物探簡(jiǎn)介

礦井物探，是特指在礦井地下開采空間進(jìn)行各類地質(zhì)勘查的地球物理方法的總稱。礦井物探具有距探測(cè)目標(biāo)近、物探異常明顯、探采對(duì)比實(shí)證性強(qiáng)、運(yùn)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在，物探方法作為深部找礦方法的主要組成部分，其地位和作用正在不斷增強(qiáng)。多種方法和技術(shù)的綜合應(yīng)用及互相佐證，可減少物探多解性，從不同側(cè)面最大限度揭示地下找礦信息。

2.1.1 我國(guó)礦井物探技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

礦井地震勘探技術(shù)系指針對(duì)煤礦開采中的各種地質(zhì)條件進(jìn)行的淺層反射波地震勘探、面波勘探、槽波勘探、煤層折射波勘探等的總稱。井下地震勘探只能利用地下有限空間來開展工作，與地面地震相比，不受上覆松散低速層影響，由于槽波地震對(duì)于煤層厚度、斷層的探測(cè)具有直接意義，因此槽波地震勘探是礦井地震技術(shù)中的一個(gè)特色方法。進(jìn)入21世紀(jì)以來，礦井直流電法勘探儀器日趨小巧輕便，精度和抗干擾能力顯著提高，網(wǎng)絡(luò)并行電法技術(shù)解決了常規(guī)直流電法儀器串行采集的問題，且初步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能。現(xiàn)有的科研成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)表明，礦井瞬變電磁法可用于圈定巷道前方、頂板的富水區(qū)、導(dǎo)（含）水?dāng)鄬?、采空區(qū)等低阻異常等，礦井電磁法中無線電波坑透技術(shù)是中國(guó)礦井物探的先驅(qū)。

2.1.2 我國(guó)礦井物探技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來，物探技術(shù)要增強(qiáng)深部探測(cè)能力并盡可能地降低噪聲電平和提高空間分辨率同時(shí)，還要提高礦床發(fā)現(xiàn)的成功率，增強(qiáng)礦體圈定能力。目前，物探技術(shù)的發(fā)展正經(jīng)歷著觀念上的重大轉(zhuǎn)變—要將整個(gè)地球物理綜合信息融入到一個(gè)通用的地質(zhì)模型中。應(yīng)該注重地面和地下物探方法技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，最大限度地獲取鉆孔（井）或坑道中的原位物理場(chǎng)信息，建立通用地質(zhì)模型，以提高深部礦和隱伏礦的預(yù)測(cè)和找礦效果。

2.2 金礦找礦

把物探儀器下放到鉆孔（坑道）中進(jìn)行探測(cè)，相當(dāng)于減小了物探工作的深度，并且免除了地形、覆蓋層等干擾因素的影響。物化探所在瞬變電磁測(cè)量技術(shù)研究中，引入了高溫超導(dǎo)技術(shù)，使高溫超導(dǎo)技術(shù)在地球物理的應(yīng)用研究方面取得重大進(jìn)展。利用井中物探，可得到地層與礦體的有關(guān)物理參數(shù)，探測(cè)范圍可達(dá)數(shù)百米甚至更遠(yuǎn)。金、銀礦床是我國(guó)目前危機(jī)資源大調(diào)查的重點(diǎn)礦種，綜合物探是尋找這類礦產(chǎn)資源的最常用的勘探方法，開展井中物探，可以避免礦體近在咫尺而與鉆孔失之交臂帶來的風(fēng)險(xiǎn)，在前期的找礦工作中發(fā)揮了重大的作用，并在深部找礦工作中取得了較大的突破。

圖1 地質(zhì)找礦結(jié)構(gòu)分析

3 物探在金礦找礦的實(shí)施

需要克服探測(cè)空間有限、地質(zhì)約束條件不明的困難，結(jié)合整合煤礦的開采實(shí)際，采用巷道與鉆孔組合，進(jìn)行采空區(qū)地球物理場(chǎng)的觀測(cè)系統(tǒng)研究，對(duì)于災(zāi)害源的識(shí)別，礦井物探方法需采用多尺度采集、處理、反演手段，實(shí)行長(zhǎng)距離超前探測(cè)和實(shí)時(shí)連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)相結(jié)合的綜合物探技術(shù)。目前，我國(guó)礦井物探雖然積累了大量成果，但許多技術(shù)帶有明顯的經(jīng)驗(yàn)性，在應(yīng)用中存在誤區(qū)。

3.1 物探在金礦找礦中存在的問題

我國(guó)煤炭開發(fā)正由淺部走向深部，特別是對(duì)開采石炭系煤層的華北型煤田，煤礦受巖溶水的威脅尤為突出，近年來，沖擊地壓災(zāi)害也有明顯上升趨勢(shì)。礦井物探在動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警方面具有重大需求。對(duì)于井下地質(zhì)條件，首先要研究深部地下空間的地球物理場(chǎng)特征，并提出觀測(cè)和分析方法，指導(dǎo)礦井物探工作的深入開展，形成采動(dòng)條件下的礦井地球物理場(chǎng)響應(yīng)規(guī)律，一些地面物探中相對(duì)成熟、靈敏度和精度較高而較為笨重的儀器設(shè)備難以放入井（孔）中，這些基礎(chǔ)性研究都需要加強(qiáng)，要運(yùn)用地球物理方法解決問題。

3.2 物探在金礦找礦中的發(fā)展方向

以地震全波場(chǎng)信息為基礎(chǔ)，利用多波聯(lián)合反演為手段進(jìn)行礦井地震勘探研究是主導(dǎo)方向。研究針對(duì)災(zāi)害源的深部礦井瞬變電磁精細(xì)探查技術(shù)，提高感應(yīng)場(chǎng)的縱向分辨率、消除盲區(qū)、剔除干擾是目前礦井瞬變電磁需解決的突出問題。在新的煤炭開采形勢(shì)下，礦井物探在技術(shù)和方法上需要?jiǎng)?chuàng)新，不同方法各有所長(zhǎng)，在充分考慮地球物理前提的情況下，進(jìn)行技術(shù)方法試驗(yàn)，選取最佳方法組合。充分利用巷、孔空間，對(duì)礦井物探技術(shù)提升具有現(xiàn)實(shí)意義。在新的煤炭開采形勢(shì)下，結(jié)合煤礦安全生產(chǎn)需求來深入研究礦井物探技術(shù)勢(shì)在必行。

4 結(jié)束語

我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)資源需求量迅速增加，在深部礦產(chǎn)資源勘查中，地球物理勘探是最重要的技術(shù)手段之一，礦產(chǎn)資源保障能力與資源需求的矛盾日益突出，該領(lǐng)域的技術(shù)水平直接關(guān)系到我國(guó)深部資源探測(cè)的水平，這就為地質(zhì)找礦工作提出了更高的要求，研究開發(fā)地球物理勘查新技術(shù)是我國(guó)危機(jī)礦山資源大調(diào)查的重要技術(shù)保證之一。在新的開采技術(shù)條件下，進(jìn)行專門的災(zāi)害地球物理場(chǎng)研究。老礦區(qū)由于干擾嚴(yán)重，是目前大多老礦區(qū)共存的嚴(yán)重影響電法勘探效果的重要因素，致使普通電法工作極為困難。解決探測(cè)精度有限、勘探周期長(zhǎng)等問題，最終得到針對(duì)中小尺度災(zāi)害源的高分辨礦井物探方法并提出可操作的技術(shù)規(guī)范。在建立具有深部全空間特色的理論體系的過程中，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)礦用物探新的技術(shù)系統(tǒng)。

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P631.325

A

1004-7344（2016）17-0148-02

2016-6-1