綜合物探在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用探討

邢中海

（河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450009）

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的重點(diǎn)表現(xiàn)形式

國(guó)內(nèi)的發(fā)展太依賴于礦山開采活動(dòng)，所以毫無(wú)例外就會(huì)存在部分地質(zhì)災(zāi)害的事情出現(xiàn)，從而帶給礦山開采工作巨大的壓力。這里面最重要的災(zāi)害種類包括泥石流、地面沉降還有滑坡等，全部會(huì)帶給礦山開采活動(dòng)影響，并且還會(huì)影響附近居民的生活。礦山地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)體現(xiàn)在下列兩項(xiàng)內(nèi)容：第一部分煤礦的采空區(qū)上端極易發(fā)生地面塌落，從而危害地標(biāo)建筑，例如公路下沉、房屋倒塌等，對(duì)于土地資源的循環(huán)利用帶來(lái)消極影響，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。第二部分礦山地層遭受損害后，會(huì)引起大量的水流進(jìn)入，但是大部分礦山開采過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)豐富的巖粉，從而污染地下水質(zhì)，對(duì)附近居民的用水安全帶來(lái)巨大影響。

2 物探方法在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用意義

一直以來(lái)，人們?cè)谏a(chǎn)的時(shí)候都尋求安全第一的原則，這也是人們生產(chǎn)生活的基本保障。如果想要實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，就一定要克服各種各樣的消極因素還有困難，打造一個(gè)安全的生產(chǎn)環(huán)境。礦山地質(zhì)災(zāi)害防治工作可以通過(guò)有效的策略轉(zhuǎn)換變礦山地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)幾率，構(gòu)建一個(gè)安全的生產(chǎn)環(huán)境。從而盡最大可能降低和防治災(zāi)害的出現(xiàn)。礦山企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，“安全”一直位于第一，，所以要求主動(dòng)構(gòu)建良好的安全環(huán)境，并且作為我國(guó)的一項(xiàng)基礎(chǔ)國(guó)策，是保障施工人員生命安全的核心內(nèi)容。安全生產(chǎn)是礦山企業(yè)的不竭動(dòng)力，假如沒有安全保證，那么何談生產(chǎn)，更別說(shuō)效益了，無(wú)法實(shí)現(xiàn)礦山的可持續(xù)發(fā)展和員工的家庭和諧。所以，當(dāng)正確的應(yīng)用物探方法，專注于礦山地質(zhì)災(zāi)害的勘探偵查，確保礦山企業(yè)的生產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)且合理的管理控制目標(biāo)，更好的展現(xiàn)企業(yè)安全生產(chǎn)的價(jià)值原則，才能夠給企業(yè)獲取最大效益，如此可以確保企業(yè)在復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境占據(jù)一席之地。

3 物探方法在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用原則

進(jìn)行礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查工作的時(shí)候，著重使用物探技術(shù)對(duì)災(zāi)害常發(fā)區(qū)開展監(jiān)管，對(duì)這一區(qū)域的地質(zhì)地貌開展簡(jiǎn)要分析，勘查其地質(zhì)結(jié)構(gòu)，確定地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生位置，同時(shí)對(duì)這一位置進(jìn)行全方位的地質(zhì)調(diào)查。最終，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，開展整理初期判斷成功。所以，物探方法需要遵守下列原則：

3.1 整合大信息量原則

因?yàn)椴煌瑓^(qū)域的地質(zhì)環(huán)境有所差異，存在許多的不同之處，因此在應(yīng)用過(guò)程中有眾多的資料需要研究探討?？碧綄?shí)踐時(shí)，能夠應(yīng)用豐富的形式的地球物理手段得到多參數(shù)異常。根據(jù)角度的差異，對(duì)各個(gè)區(qū)域的大量的信息地址資料開展全面探究分析。

防止這部分區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的構(gòu)成、特點(diǎn)還有構(gòu)成條件，防止了物探過(guò)程里的部分異常問(wèn)題。

3.2 堅(jiān)持已知指導(dǎo)未知的原則

地球物理勘探手段是一個(gè)從已知到未知的程序，我們要遵守局部到整體，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的布局手段。在勘查的時(shí)候，要全面利用不同區(qū)域已有資料，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的區(qū)域或者地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域，科學(xué)有效地選取地球物理勘探是后端以及地球物理過(guò)程里的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，爭(zhēng)取依照已有資料構(gòu)建區(qū)域地質(zhì)模型，有效地進(jìn)行指導(dǎo)。實(shí)際數(shù)據(jù)手機(jī)在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋還有結(jié)果論斷等過(guò)程中擁有相應(yīng)的參考意義和比對(duì)性。

3.3 萬(wàn)三組合原則

對(duì)于已經(jīng)知曉的地質(zhì)資料位置物探時(shí)，由于不同地區(qū)的土壤質(zhì)量有所差別，所以可進(jìn)行選擇的物探策略也各有特點(diǎn)，最終得到的測(cè)試結(jié)果也不盡相同。因此，秉持萬(wàn)三組合的基本原則，科學(xué)性使用物探方式，不僅可以確?？碧叫Ч?，同時(shí)能提升經(jīng)濟(jì)利益。

4 物探方法應(yīng)用的根本途徑

物探方法重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)各個(gè)性質(zhì)的地質(zhì)層，同時(shí)憑借先進(jìn)的勘探設(shè)施對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)開展勘查，然后對(duì)其展現(xiàn)出的問(wèn)題的差異獲得不同地質(zhì)層的分布狀態(tài)、實(shí)際厚度還有穩(wěn)定性情況等等。另外，通過(guò)勘查物探還可以深入發(fā)現(xiàn)地質(zhì)層里出現(xiàn)的問(wèn)題，因?yàn)槲锾郊夹g(shù)針對(duì)的對(duì)象的差異，所以其最后選擇物探技術(shù)途徑同樣有所差異，通常來(lái)講，物探技術(shù)作為重要的土壤地質(zhì)勘探方式，根據(jù)礦山整體的實(shí)際狀況，廣泛應(yīng)用的物探手段重點(diǎn)包括兩項(xiàng)：首先是電法物探技術(shù)，重點(diǎn)通過(guò)電剖面技術(shù)、瞬變電磁技術(shù)了解地質(zhì)層狀況；隨后應(yīng)用地震物探技術(shù)，借助不同種類的反射波，發(fā)揮反射波技術(shù)作用，獲取勘查結(jié)果；其次是探地雷達(dá)物探技術(shù)，專注于寬角技術(shù)和投射技術(shù)，展現(xiàn)較好的綜合應(yīng)用效果；最終是彈性波物探技術(shù)，重點(diǎn)是通過(guò)地震波還有聲波來(lái)監(jiān)測(cè)地質(zhì)層地質(zhì)異常情況，這兩項(xiàng)物探方法技術(shù)層面各有差異，所以在應(yīng)用實(shí)踐里它的詳細(xì)技術(shù)的應(yīng)用要具體情況具體分析。

5 現(xiàn)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查過(guò)程里廣泛應(yīng)用的物探方法

5.1 崩塌

崩塌作為礦山地質(zhì)災(zāi)害勘探的專業(yè)名詞，只要是為了表現(xiàn)高陡邊坡的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由較為都陡峭的山脊出分隔，形成張裂面，同時(shí)和母體徹底分開。重點(diǎn)包括滾動(dòng)、跳躍、下墜還有傾斜。危巖體具有較強(qiáng)的危險(xiǎn)性，包含多種地質(zhì)災(zāi)害特征，特別是崩塌現(xiàn)象，對(duì)此提出了諸多勘查物探策略。

（1）電阻率測(cè)探法。這一措施擁有簡(jiǎn)易、成熟，相對(duì)于常見的數(shù)據(jù)更加直接，定性的同時(shí)專注定量結(jié)果，確保物探技術(shù)的全面性。崩塌勘探需要預(yù)先對(duì)潛在問(wèn)題進(jìn)行處理，重點(diǎn)關(guān)注勘探隱伏斷裂帶結(jié)構(gòu)區(qū)域，對(duì)覆蓋層厚度有清醒的認(rèn)識(shí)，知曉基巖面的具體形狀；繼而了解勘探隱伏洞穴深度和范圍，最后獲取崩塌區(qū)域的地層勘探結(jié)果數(shù)據(jù)。應(yīng)用的環(huán)境為：第一，地形沒有過(guò)大的改變；第二，電學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)變大、地層傾角陡的位置不適合應(yīng)用。

（2）電磁感應(yīng)法。這一措施對(duì)低電阻率體非常敏感，同時(shí)有大量的組合手段，可以應(yīng)用多樣的方法勘探各種地質(zhì)體。要求處理的問(wèn)題涵蓋：勘探隱伏斷層還有斷裂帶的區(qū)域；勘探巖性接觸帶的區(qū)域；勘探隱伏裂縫的區(qū)域和關(guān)聯(lián)性；勘探隱蔽洞穴的區(qū)域、深度還有填充特點(diǎn)。應(yīng)用環(huán)境：第一地形起伏不大；第二非強(qiáng)雜散電流干擾區(qū)。

5.2 滑坡

滑坡重點(diǎn)是憑借其固有的軟弱構(gòu)造面（帶）的土地。因?yàn)槿藶檫€有自然要素的影響，使得本來(lái)的平衡環(huán)境失衡，會(huì)對(duì)人類安全還有生態(tài)環(huán)境帶來(lái)顯性或者隱形的危害，引起失衡，并且還會(huì)引發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)受損，造成不可挽回的后果。滑坡勘查的地球物理方法有：

（1）地質(zhì)雷達(dá)法。地質(zhì)雷達(dá)法擁有便捷、彩色城像、成果直觀可視還有現(xiàn)場(chǎng)處理翻譯等特性。針對(duì)滑坡勘探，低頻地質(zhì)雷達(dá)有效勘探深度可達(dá)到60m，符合大部分地質(zhì)人物勘探深度需求，構(gòu)成滑坡體的對(duì)應(yīng)介質(zhì)由于含水量差異，它的介電常數(shù)也有所區(qū)別，所以在雷達(dá)剖面里面能夠構(gòu)成波阻抗界面，則是地質(zhì)雷達(dá)方法作用于滑坡勘探的地球物理基礎(chǔ)。在滑面周圍，巖石自然結(jié)構(gòu)發(fā)生大量的改變，孔隙水越來(lái)越多，同時(shí)礦化度提升，在滑面區(qū)域電磁波能夠構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)衰減界面，以完成對(duì)滑動(dòng)面的明確定位。

（2）瑞雷波法。適合用于復(fù)雜地形環(huán)境，尤其是反射清晰、分辨率大、數(shù)據(jù)直接、成本適當(dāng)?shù)臏\層精細(xì)構(gòu)造?；驴碧揭筇幚淼膯?wèn)題包括：第一明確覆蓋面厚度還有基巖面形狀；第二明確滑坡堆積厚度還有對(duì)基層形狀。

5.3 地面沉降

地面沉降本身是涵蓋范圍較全面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不僅包含地表層的土壤，還涉及水循環(huán)的各項(xiàng)要求。隨著各類因素的交互影響，會(huì)產(chǎn)生多種力學(xué)效應(yīng)，以此對(duì)山體的平衡狀態(tài)造成威脅，巖土覆蓋層下沉，在地面出現(xiàn)沉降坑。具體的勘探方式如下。

（1）激發(fā)極化法。伴隨地面塌陷勘查過(guò)程里要處理的問(wèn)題包括：明確地下水位深度；隱伏斷層的勘探、斷裂帶的區(qū)域還有含水特點(diǎn)；地下洞室的區(qū)域還有明確填充特點(diǎn)。應(yīng)用環(huán)境為：第一，地形影響較小、要求相應(yīng)的工作場(chǎng)所；第二，符合巖性變化小的項(xiàng)目，是分析巖石極化特點(diǎn)的措施之一。

（2）探地雷達(dá)。這一物探方法分辨率清晰，使用規(guī)模廣，花費(fèi)較多。通常來(lái)說(shuō)，地面沉降勘探預(yù)先設(shè)定地下洞穴的具體位置，了解其深度和空間形態(tài)等內(nèi)容，探究地層結(jié)構(gòu)與巖性接觸沉降面積之間的相互關(guān)系，對(duì)隱伏斷層展開深入勘探，判斷其基本特性，同時(shí)測(cè)量沉降堆積體厚度，確定堆積層形狀。

6 物探技術(shù)在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查的應(yīng)用發(fā)展

6.1 分析科學(xué)的搶險(xiǎn)步驟，保證物探工作順利實(shí)施

礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查內(nèi)容反復(fù)，作為一個(gè)系統(tǒng)性工作，要不同技術(shù)的搭配使用，工作的時(shí)候不同設(shè)備之間會(huì)相互限制。因此工作的時(shí)候要統(tǒng)一調(diào)度。雖然物探工作是非常重要的及技術(shù)工作，然而同樣要求通過(guò)設(shè)備對(duì)地表還有地下開展勘探，要保證空間的安靜和穩(wěn)定，同時(shí)需要在組織程序上合理的計(jì)劃。

6.2 技術(shù)思路一步步創(chuàng)新，解決各個(gè)威脅

地球物理勘探實(shí)際過(guò)程離不開的就是技術(shù)，伴隨技術(shù)創(chuàng)新，各個(gè)工程物探設(shè)備的性能已經(jīng)十分優(yōu)異，這就導(dǎo)致人們沒有關(guān)注物探技術(shù)的基礎(chǔ)思維，太過(guò)于依賴設(shè)備，和物探工作本質(zhì)相背離。當(dāng)代礦山開采的時(shí)候，避免礦山地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域是其發(fā)展的核心內(nèi)容，但是解決這個(gè)問(wèn)題的核心就是地質(zhì)架構(gòu)進(jìn)行勘查定位。即便現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已有的區(qū)域架構(gòu)地質(zhì)圖大致標(biāo)記處理主要的地質(zhì)架構(gòu)位置，然而由于以往的技術(shù)的局限性，大多數(shù)架構(gòu)位置的標(biāo)記都是依照勘探人員的工作經(jīng)驗(yàn)得以標(biāo)記，和實(shí)際有著巨大的差異，地質(zhì)層勘查誤差會(huì)嚴(yán)重威脅礦山的安全生產(chǎn)，發(fā)揮物探方法的功能作用能有效的規(guī)避安全事故的出現(xiàn)。

7 總結(jié)

伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的日益加強(qiáng)，物探方法的有效應(yīng)用，能夠確保礦山施工安全、有秩序的進(jìn)行，目前憑借其各個(gè)優(yōu)勢(shì)獲得了施工人員普遍認(rèn)可。所以在礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查要正確應(yīng)用。