物探技術在礦山采區(qū)地質勘查實踐中的應用分析

薛 楊

（西安科技大學 能源學院，陜西 西安 710054）

近年來，由于地質災害會對人民生活造成巨大影響，以及地質資源的科學開發(fā)能有效提高礦產(chǎn)資源利用率，我國加強了對地質勘查工作的重視，投入了大量的研究資金，物探技術在礦山采區(qū)地質勘查工作中的有效應用逐漸增加[1]。我國的物探技術研究取得了較大進展，物探技術在礦山采區(qū)地質勘查中得到了廣泛的應用。如今，研究人員能夠在規(guī)避地質災害、為災害預報提供重要依據(jù)的同時，利用物探技術，為探測地球內部結構與構造、尋找能源、資源和環(huán)境監(jiān)測提供理論、方法和技術。

1 地質勘查的概念和意義

地質勘查是指采用地質探測手段和方法對地質進行勘查、探測、查驗，確定地質層具體情況，判斷地質基礎類型，計算礦產(chǎn)開發(fā)所需的基礎參數(shù)，對礦產(chǎn)開發(fā)和地質結構、水文、巖石等研究具有重要意義。

2 物探技術的基本原理及常見技術

物探技術主要是指通過物理手段進行勘探的技術，以各種地質的密度，磁性，電性彈性等物理性質為基礎進行的研究采用不同的物探儀器，對天然或人工的地質環(huán)境進行探測分析所獲得的物探資料，推算物產(chǎn)分布和地質構造情況，其中主要的物探方法包括重力勘探，此法勘探電法勘探，地震勘探，放射性勘探等，依據(jù)工作空間的不同，又可分為：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等[2]。根據(jù)應用地的差異，又會出現(xiàn)很多綜合物探方法。在物探技術人員的潛心研究下，目前物探應用的范圍原來越廣，其重要性也逐漸得到體現(xiàn)。

3 物探技術的基本勘查原理

物探技術是對地質結構及內容成分的勘查，經(jīng)常被用于地質檢測、地震預測、開采礦產(chǎn)，以及建筑工程施工之前的檢查準備工作中。通常是利用各種物探儀器對土質和土壤的情況，以及地下水、巖石層的情況進行測定，確定地下空間的具體狀態(tài)，從而預測開發(fā)地區(qū)是否可能發(fā)生地震、是否存在值得開采的礦物資源以及是否符合修建建筑[3]。對于物探技術用于礦產(chǎn)開發(fā)而言，該技術能夠有效保障礦產(chǎn)開發(fā)中的開發(fā)安全，避免安全事故的產(chǎn)生，解決一些開發(fā)地質上的問題。因此，礦區(qū)開采人員首先了解物探勘查的基本原理，更好的應用物探技術，解決一些開采中可能遇到的安全問題，對資源進行良好的定位和分析。

4 物探技術的常見勘查技術

在礦產(chǎn)勘探中，最常見的物探技術有三種，分別是地震波技術、電磁法和電測法，接下來我們將對這三種技術進行具體的解析。

4.1 地震波技術

地震波技術在物探技術中屬于最常見最基礎的勘查技術，其原理主要是根據(jù)地震波在地下的傳播速度以及折射波和發(fā)射波的反饋數(shù)據(jù)來判斷地下的地質構造。通常會在地下較淺位置制造一定的爆炸，使地下產(chǎn)生劇烈的震動，在震動過程中引發(fā)彈射波，采用精密的儀器進行追蹤和分析，根據(jù)彈射波在巖石中的折射角度和傳播速度等數(shù)據(jù)來確定地下礦產(chǎn)的深度和形狀，同時還可以根據(jù)地震波在不同介質中的傳播速度以及折射角度來判斷地下物質的組成情況，對地下資源狀況進行有效的判斷。

4.2 電磁法

電磁法主要是依據(jù)地下各種礦石的導電性和導磁性存在差異這一特性，采用精密儀器進行電磁探測，就能得出礦物質的種類。其主要原理是應用電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)儀器所得的地下礦產(chǎn)電磁感應數(shù)據(jù)來判斷地下礦產(chǎn)的組成和種類[4]。

4.3 電測法

還有一種非常常見的、同樣也是非常重要的物探勘查技術，那就是電測法，電測法勘探一般來說所依據(jù)的巖石或者是礦物質的物理參數(shù)，能夠進行勘查的物質也就相應的要多一些[5]。除了能夠對使用電磁法一樣能夠進行勘測的礦產(chǎn)進行勘查之外，還能夠尋找一些金屬、非金屬以及地下水源和其他的能量物質，可以說電測法所涉及到的領域相對來說更廣泛一些。

5 物探技術在礦產(chǎn)勘查中的優(yōu)勢

當前我國的物探技術處于飛速發(fā)展的階段，這一技術在地質勘查和礦產(chǎn)開采，看嫦娥工作中取得了極大的進步隨著國家對于礦產(chǎn)資源的開發(fā)的不斷重視勘查的一些優(yōu)勢也逐漸顯露出來。在礦山開采資源開發(fā)過程中，工作人員可以利用各種物探技術對施工的地點的地質情況進行勘測，有效測定資源的位置，減輕施工人員的開采強度，避免浪費人力、物力及財力。同時，對于開采中的施工準備工作而言，適宜的物探技術能夠有效判斷開采地是否符合開采條件，根據(jù)具體要求分析土壤、巖石及地下水的是否符合開采要求，避免出現(xiàn)沉降等地質災害，有效保障開采工作的工作質量[6]。同時，由于物探技術能夠有效測定地震等自然災害，也能有效的保障礦產(chǎn)開采人員的人身安全，確保礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)不會因自然災害而導致大量的經(jīng)濟損失。

物探技術的優(yōu)勢還體現(xiàn)在其能夠被綜合運用，綜合物探技術具有效率高、分辨率高、干擾小、頻帶寬及靈活性強等主要優(yōu)勢。具體而言。

5.1 勘查效率高

綜合使用各種物探技術，能夠有效提高采樣工作的工作效率。由于物探技術的操作過程簡單方便，且具有實時處理數(shù)據(jù)的功能，因此智能化程度較高。對于一些較為危險的勘查工作，例如煤礦采區(qū)地質勘探，能夠有效規(guī)避安全事故的發(fā)生，解決人工勘探的困難，提高勘探效率[7]。

5.2 數(shù)據(jù)分辨率高

物探技術所使用的探地雷達工作頻率高，其精密度可達毫米數(shù)量級。勘探所得的數(shù)據(jù)準確性較高，經(jīng)系統(tǒng)分析后能夠提取出更加有價值的參考信息，使得勘查工作的有效性能夠得到良好的提高。

5.3 干擾小

物探技術不易受到干擾，主要由天線接收并發(fā)送信號，而天線處于密封設備中，因此不僅能夠提高對地面信號的接收水平，還能夠滿足規(guī)避空中干擾的目的。

5.4 頻帶寬

該技術能夠有效結合數(shù)據(jù)處理技術和信息技術以及網(wǎng)絡技術，將所得探測數(shù)據(jù)根據(jù)科學的處理算法，應用到系統(tǒng)設計中，使得勘查系統(tǒng)能夠獲得有效數(shù)據(jù)[8]。其天線收發(fā)能力較強，頻帶寬，使用效果好，對于信息的有效傳播具有重要意義。

5.5 勘查設備先進

根據(jù)我國當前經(jīng)濟形勢和資源需求加大的情況，實際淺層礦產(chǎn)資源已經(jīng)得到了充分的開發(fā)，因此資源探測的深度和難度逐漸加大，勘探設備的精確性和有效性對于勘探技術具有重要作用，能夠有效推進地質勘探工作的不斷進步，因此設備的先進性成為了礦產(chǎn)開發(fā)的關鍵[9]。物探技術所使用的主要設備——探地雷達，具有體積小、重量輕、便于攜帶，以及精密性極高的特點。在實際運用中能夠被靈活應用，確?？碧綌?shù)據(jù)的準確性，在深層開發(fā)中的應用優(yōu)勢十分顯著。

由此可見，物探技術的科學使用能夠提高，為施工人員的生命財產(chǎn)安全帶來有效保障，對于礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的信譽和市場競爭力提高也發(fā)揮了重要的作用。

6 物探技術在礦山采區(qū)地質勘查實踐中的主要應用

6.1 地震波技術的應用

隨著物探技術在地質勘探中得到了廣泛的應用，研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)地震波技術對于地址勘探具有巨大的作用，充分表現(xiàn)了物探技術的科學性，然而隨著科學技術的發(fā)展，物探種類逐漸增加，目前地震波技術作為最重要的物探技術之一，在地質勘測過程中發(fā)揮了不可替代的作用，地震波技術使用的是在不同介質之間的傳播速度不同來判斷地質種類，這種技術在油田的開發(fā)過程中發(fā)揮了巨大的作用，石油資源也為國家的經(jīng)濟發(fā)展奠定了重要的基礎?？茖W技術水平的進步使得地震波技術逐漸得到良好的優(yōu)化，能夠通過精密的儀器得到準確的地質檢測結果[7]。除此之外，地震波技術在地質勘探中還具有預測自然災害的功能，對于保障施工人員的生命安全，以及提高礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)的市場競爭力和企業(yè)信譽也具有重要作用。由此可見，地震波技術在地質勘查和礦產(chǎn)開采中發(fā)揮著巨大的作用。

6.2 電磁法的應用

電磁法在礦物開采工作的應用中取得了顯著的成果。近些年，來研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)，電磁法對于科技的礦產(chǎn)資源種類的分析具有良好的效果，能夠有效滿足科研的需求。電磁法能夠通過礦物質的物理特性對礦產(chǎn)的種類進行準確的判斷，為開采工作提供良好的科學性、指導性依據(jù)。加之電磁法所使用的技術是通過感應電流來探究地下的地質情況，因此對地下礦物質的損害較小，能夠有效判斷地質中資源的規(guī)模和類型，對挖掘工作起到了重要的指導作用。

6.3 電測法的應用

電測法的顯著優(yōu)點在于其相比于其他物探技術而言，解決問題的能力較強，其應用的廣泛程度也較高。在電測法的各種應用中，對于煤礦防治水的工作具有重要的作用，電測法能夠有效探測煤礦及其周邊的水環(huán)境，為煤礦等能源的開發(fā)作出了重要貢獻，當前隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，人民對于煤礦等能源的需求逐漸增加，相關企業(yè)加快了煤礦開采的力度，而在煤礦開采中經(jīng)常會出現(xiàn)安全事故，水害就是發(fā)生安全事故的重要原因，電測法技術能夠有效地解決這一重要問題。電測法中的瞬變電磁法能夠十分準確的探測出煤礦中的富水環(huán)境情況，較為準確地勘測出煤窯中采空區(qū)、構造、陷落柱的含水量，從而提升煤礦開采速率和安全性。這一巨大優(yōu)勢，使得相關人員更加關注電測法的勘查。

7 礦山采區(qū)地質勘查中物探技術的應用前景

在礦山采區(qū)地質勘查實踐中，物探技術的應用優(yōu)勢十分顯著。從其實際運用而言，物探技術具有著優(yōu)良的發(fā)展前景。特別是地質雷達的應用發(fā)展對于物探技術的進步意義重大，其所呈現(xiàn)出來的勘查效果非常突出。地質雷達實際上所采用的就是電磁法，通過不同介質的傳播特性來進行檢測。另一個重要的發(fā)展方面就是GIS技術，其發(fā)展能夠有效利用空間中的數(shù)字和數(shù)據(jù)來獲取地理信息的特征，判斷如何有效應用地質信息，加強對地質信息的管理，確保主流的物探技術能夠有效應用到礦產(chǎn)采區(qū)地質勘查中，為了確保地質資源勘探工作的有效開展。除此之外，礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)還應當注重建設完善的物探技術管理制度，加強對工作人員的行為約束和技能培訓，保證一線施工人員能夠按照規(guī)范化的操作流程進行科學的勘查工作，保障礦產(chǎn)勘查工作順利有序開展。

8 結語

物探技術與地質勘查結合能夠有效探測到地下礦產(chǎn)質量和數(shù)量，為開采提供有力的技術支撐和資料信息，對于研究礦產(chǎn)資源狀況、地震預測、礦產(chǎn)尋找、災害預警等工作具有重要作用。因此，礦山采區(qū)地質勘查的相關工作人員應當注意科學、合理的采用各種物探技術，根據(jù)實際勘查需要，選擇適宜的一種或多種物探技術，加強地質勘查的有效性。確保物探技術應用的科學性，推動采礦工程施工工作的有序開展。同時，提升我國礦產(chǎn)開發(fā)工程建設質量，推動礦產(chǎn)行業(yè)的進一步發(fā)展。