地球物理方法在礦山水文地質(zhì)調(diào)查中的研究應(yīng)用

王登杰

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

礦產(chǎn)是我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮著巨大的作用。由于礦產(chǎn)勘探以及開采過程的復(fù)雜性和長期性，因此在工作過程中難以避免會(huì)造成一定的環(huán)境污染和破壞問題，不但對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成了一定的破壞，嚴(yán)重情況下還會(huì)出現(xiàn)重金屬污染問題，破壞當(dāng)?shù)氐乃Y源。當(dāng)前，我國由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而造成的水資源問題越來越嚴(yán)重，為了順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，在進(jìn)行礦山勘探工作中一定要運(yùn)用物理手段對(duì)礦產(chǎn)含水層的特性進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦產(chǎn)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)信息的掌握[1]。

1 地球物理方法簡介

1.1 電阻率剖面法

在應(yīng)用電阻率剖面法時(shí)電極的兩端需要固定，電極的深度也必須相應(yīng)地測量和定義。電極需要相應(yīng)地移動(dòng)以便能夠順利地接收到檢測周圍一定數(shù)量的信息。對(duì)地下電阻率的情況可以有詳細(xì)的了解，這樣的過程可以稱為電阻率剖面法。

1.2 電測探法

在礦井水文地質(zhì)調(diào)查過程中，電測探方法的使用要求相應(yīng)儀器作為實(shí)現(xiàn)介質(zhì)，但電流種類繁多，需要根據(jù)實(shí)際工況做出適當(dāng)?shù)倪x擇。在測量過程中，直流電流通過電極AB的兩端從而建立科學(xué)穩(wěn)定的人工電場來測量和記錄電流強(qiáng)度，用儀器測量和定位表面，并計(jì)算電阻率在垂直方向的某一點(diǎn)，將收集的信息映射到相應(yīng)的曲線，對(duì)礦產(chǎn)所在地的水文情況信息進(jìn)行研究，推斷結(jié)解釋出存在的地質(zhì)問題。

2 地球物理測井法

地球物理測井法是當(dāng)前礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作中最常用的一種物理方法，在工作過程中，測探的信息較為精確，可以對(duì)測探對(duì)象的各種特性進(jìn)行分析和解釋。

2.1 地球物理測井法概述

當(dāng)前地球物理測井法主要分為兩種，一種是視電阻率測井法，一種是自然電位測井法。視電阻率測井法可以根據(jù)視電阻率曲線以及自然電位曲線對(duì)礦產(chǎn)所在地含水層、咸淡水存在的界面進(jìn)行各種水文地質(zhì)的勘查以及確認(rèn)。在礦山水文地質(zhì)調(diào)查過程中難免遇到一些復(fù)雜的情況，需要對(duì)物探法進(jìn)行重點(diǎn)的應(yīng)用，比如鉆孔工具為無心鉆等等。在水文地質(zhì)分析勘察過程中應(yīng)用這種方法所得出來的數(shù)據(jù)和信息往往比鉆探取芯要高出一定的程度。

物探測井法在眾多的領(lǐng)域中都得到了就業(yè)廣泛的應(yīng)用，可以針對(duì)各種水文地質(zhì)問題進(jìn)行相應(yīng)的研究和解決。在一般的探測環(huán)節(jié)過程中都要開展相應(yīng)的鉆孔工作，其主要工作目的是對(duì)地質(zhì)含水層進(jìn)行具體的信息采集和確認(rèn)，使工作人員能夠在最準(zhǔn)確的時(shí)間內(nèi)快速準(zhǔn)確的獲取含水層的信息，如它的厚度和巖石的電阻率以及巖石本身的斷裂特征。 在計(jì)算電阻率的過程中需要使用更多的方法。 最明顯的是擴(kuò)散法，它可以實(shí)現(xiàn)非常困難的信息測試和數(shù)據(jù)采集，并且可以準(zhǔn)確地確定含水層的定位信息和厚度，使用非常特殊的算法計(jì)算和總結(jié)地下水滲流條件，例如流量。在對(duì)自然電位測井做出響應(yīng)的過程中可以對(duì)地下咸水的極限、礦物的含量以及水中沉積物的數(shù)量進(jìn)行一定的計(jì)算。 在測量放射性同位素的過程中，同位素追蹤法可以用來分析和確定地下水的滲透率。由于該技術(shù)具有一定的效果，因此也可以應(yīng)用于地下管道裂縫，能夠具體分析和監(jiān)督管道的運(yùn)行工作狀況，確保其能夠長久平穩(wěn)地運(yùn)行[2]。

2.2 地球物理測井法的信息采集

在應(yīng)用地球物理測井方法開采水文地質(zhì)調(diào)查時(shí)，要開展的第一個(gè)主要環(huán)節(jié)是地球物理勘探，同時(shí)，還必須考慮地質(zhì)調(diào)查。工作人員應(yīng)事先了解和分析被測區(qū)域的實(shí)際情況，并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的測量方法。在測量過程中，應(yīng)該對(duì)采礦業(yè)采礦數(shù)據(jù)進(jìn)行咨詢和分析以確保掌握科學(xué)準(zhǔn)確的信息和數(shù)據(jù)，以便掌握和監(jiān)測整個(gè)調(diào)查過程，并對(duì)其中的異常情況進(jìn)行分析。員工可以具體了解每個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生的問題，并通過建立模型來解決問題，為鉆井分析提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。項(xiàng)目建設(shè)正式啟動(dòng)后，相關(guān)人員必須對(duì)廠內(nèi)礦產(chǎn)狀況進(jìn)行相應(yīng)的檢查，并對(duì)已建成的模型進(jìn)行修正和完善根據(jù)所獲得的信息和數(shù)據(jù)。如果符合實(shí)際情況，模型可以順利實(shí)施。最后，工作人員應(yīng)整理所得到的各種信息資料向決策層提供報(bào)告，提供科學(xué)參考資料[3]。

2.3 地球物理測井方法應(yīng)用原理

作為常用的檢測方法之一，地球物理測井方法可以分析含水層的礦化度，并觀察不同礦化水平引起的電阻率曲線的差異，根據(jù)這些差異和收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行參考比較，進(jìn)一步確定含水層的性質(zhì)。地球物理測井方法要求使用特定的設(shè)備和設(shè)備來快速確定巖石的結(jié)構(gòu)和含水特性，容易受到人為或自然因素的影響。

3 工作人員用地球物理方法進(jìn)行調(diào)查的目的

（1）實(shí)現(xiàn)條件：為了更好地完成礦山水文地質(zhì)調(diào)查工作，我們?cè)诠ぷ髦跻獙ふ业胶线m的檢測對(duì)象，在實(shí)際的調(diào)查工作過程中我們要對(duì)巖石的特性、巖石的差異以及如何保持巖石差異進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)密的調(diào)查和控制，確保檢測對(duì)象可以及時(shí)準(zhǔn)確地被我們的儀器檢測到。在滿足工作所需要的條件需求之后，我們要對(duì)實(shí)際的檢查工作進(jìn)行系統(tǒng)分析，各環(huán)節(jié)職責(zé)明確，對(duì)于實(shí)際工作過程中遇到的人為因素或者其他因素進(jìn)行排除和解決，想要順利的實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作，不僅需要精密的儀器和良好的條件，還要保證工作環(huán)境不被外界干擾[4]。

（2）具體目的：在調(diào)查工作開始前，工作人員必須對(duì)礦址的情況進(jìn)行調(diào)查研究，收集各種當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，并對(duì)礦址中存在的各種自然因素或人為因素作出適當(dāng)?shù)膮^(qū)分和判斷。影響檢測工作的因素不多，如果發(fā)現(xiàn)有其他影響探測工作的因素要迅速采取各種方式清除，勘探工作就可以順利進(jìn)行。在勘探人員發(fā)現(xiàn)含水巖層后，可以對(duì)含水層的信息進(jìn)行測量和收集，為了更好地探測礦權(quán)所在地水文分布狀況、巖層厚度、礦井煤礦深度，需要選擇合適的探測技術(shù)和設(shè)備。

4 結(jié)語

在我國礦山開采工作進(jìn)行中，含水層水資源的污染問題已經(jīng)引起了各個(gè)群體的關(guān)注，為了符合當(dāng)前環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任要求，我們一定要運(yùn)用地球物理方法對(duì)水文地質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的探測和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的問題，尋找相應(yīng)的解決辦法。