綜合物探技術(shù)在礦山水文地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

陶立波

摘 要：在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，采礦行業(yè)得到了快速發(fā)展，隨著采礦量的不斷增加，采礦的深度越來越深。礦山深井下的地質(zhì)條件復(fù)雜，形成各異水文地質(zhì)條件，在共同作用下各類地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)采礦事業(yè)帶來不小的損失。綜合物探技術(shù)通過結(jié)合多種物探技術(shù)，提高了大深度采礦井的勘探質(zhì)量， 更加清晰地掌握礦山地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，由此制定合理的礦山開采方案和地下水控制措施，提高開采效率，減少事故風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：綜合物探技術(shù);水文地質(zhì);勘探

我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，對(duì)能源的需求也逐年增加。在這種背景下， 如何對(duì)礦山地質(zhì)進(jìn)行有效合理的勘探成為相關(guān)部門面臨的重大課題。因此，物探技術(shù)在礦山地質(zhì)探測(cè)中的廣泛應(yīng)用，尤其是綜合分析水文地質(zhì)條件上的應(yīng)用，能夠幫助勘測(cè)者深入了解采礦層的結(jié)構(gòu)和含水層狀態(tài)，避免開采過程中突涌或者透頂?shù)陌l(fā)生，進(jìn)而提高地質(zhì)勘測(cè)的效率。

1 物探技術(shù)概述

物探技術(shù)是從20世紀(jì)中后期被采用的，廣泛的運(yùn)用在了礦井施工的前期勘測(cè)和解析工作中，對(duì)于我國部分地區(qū)礦山開采提供了相應(yīng)的技術(shù)支持，并在近幾年的礦井施工勘測(cè)和解析工作中取得了良好的成績(jī)，能夠有效提升礦產(chǎn)資源開采的安全系數(shù)，并對(duì)于開采過程中存在的地質(zhì)異常問題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證開采系統(tǒng)布局的科學(xué)性和合理性。當(dāng)前隨著信息技術(shù)的發(fā)展物探技術(shù)也日益更新，其操作更加便捷，施工簡(jiǎn)易。

2 礦山地質(zhì)探測(cè)中物探技術(shù)的應(yīng)用情況

針對(duì)地下結(jié)構(gòu)和水文情況進(jìn)行勘探的過程中，需要借助相應(yīng)的勘探方式和勘探手法來進(jìn)行探測(cè)，這樣才能保證勘探結(jié)果的科學(xué)性和有效性。現(xiàn)通過物探方法和物探技術(shù)的運(yùn)用，有效結(jié)合實(shí)際的礦山地質(zhì)情況進(jìn)行勘探，發(fā)揮出勘探技術(shù)的價(jià)值和作用[1]。

礦山地質(zhì)勘探中物探應(yīng)用主要是通過物探數(shù)據(jù)釋譯結(jié)果，分析地層構(gòu)造內(nèi)地下水情況，含水層的透水性以及地下水總量。

2.1 礦山地質(zhì)探測(cè)中技術(shù)

優(yōu)勢(shì)綜合物探不僅能夠?qū)ΦV山淺層的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探，獲取精確的參數(shù)，還能夠?qū)Σ煌疃?、不同地形的地質(zhì)環(huán)境開展勘探，并獲取穩(wěn)定的參數(shù)結(jié)果，完成從淺層的地下2m到深層的地下數(shù)百米至幾千米的勘探工作。此外，這種技術(shù)還能夠適應(yīng)各類地質(zhì)環(huán)境，且操作簡(jiǎn)便，勘探的周期不長，所使用的技術(shù)及設(shè)備也都是來自現(xiàn)有的常用物探技術(shù)，成本也不會(huì)很高，并能有效滿足不同精度要求，對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境的都能取得令人滿意的勘探效果，促使采礦企業(yè)能夠快速、準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)情況，同時(shí)分析礦區(qū)水文地質(zhì)情況，為后續(xù)的采礦工程設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考[4]。

2.2 礦山地質(zhì)探測(cè)中所使用的物探方法

在物探工作的基礎(chǔ)上，分析水文地質(zhì)條件，有針對(duì)性設(shè)計(jì)采礦工程地下水控制措施，采取止水帷幕或者疏干等方式，能夠有效降低礦井施工期間各類異常事故和災(zāi)害發(fā)生的頻率，有效確保開采工作的順利進(jìn)行，增強(qiáng)開采單位的開采效益。因此，在礦山地質(zhì)勘探過程中，為了提高施工質(zhì)量，需要引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)來完成施工前期的勘測(cè)技術(shù)。從物理的角度上來說現(xiàn)階段的勘測(cè)方式為重力法、磁法、地震法、地?zé)岱?、電法和放射法等，目的是了解?dāng)前地下礦山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和具體的礦產(chǎn)資源、分布質(zhì)量。從探測(cè)位置上可以借助地面物探法、礦井物探法等。而地面物探技術(shù)，又包括重力勘探、磁法勘探、低溫勘探等。相對(duì)于其他的稀有礦來說，礦山勘測(cè)較為容易，開采難度也較小，水文地質(zhì)條件相對(duì)簡(jiǎn)單。

3 三種主要物探手段

3.1 地磁法地磁法

是利用野外天然存在的磁場(chǎng)來進(jìn)行測(cè)定的，它使用地磁強(qiáng)度和指向來對(duì)礦物進(jìn)行分析。地磁技術(shù)是測(cè)量電磁場(chǎng)頻率極低的電子，分析頻率較低的電子，確認(rèn)那里是否有金屬磁場(chǎng)，能否進(jìn)一步深入測(cè)量，是測(cè)量初期比較好的測(cè)量技術(shù)。

3.2 瞬變電磁法

這種技術(shù)在綜合物探中十分常見，這種技術(shù)也被簡(jiǎn)稱為TEM，是利用電磁的物探法。在實(shí)際應(yīng)用中，TEM技術(shù)利用地內(nèi)礦體的導(dǎo)電和磁功能存在的差異性，以電磁感應(yīng)為理論依據(jù)，掌握勘探范圍中的電磁變化，從而在勘探時(shí)及時(shí)判斷可能存在的地質(zhì)情況，為之后的采礦方案的制定，以及可能出現(xiàn)的問題制定應(yīng)對(duì)措施比如通過瞬變電池技術(shù)，能夠在勘探中有效探明礦井采空區(qū)域的積水所在位置，對(duì)于之后采礦方案的設(shè)計(jì)具有重要參考，是目前礦山水文地質(zhì)勘探工作中的一種常用技術(shù)。在綜合物探中加入TEM，能夠利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大勘探面積，利用瞬變電磁所具有的煙圈效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)區(qū)情況進(jìn)行較大面積的掌握[3]。

4 在礦山地質(zhì)勘探中運(yùn)用綜合物探技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行實(shí)地勘查

技術(shù)人員在勘查一個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)實(shí)際情況時(shí)要因地制宜地進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃臈l件、地理狀況、地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查，有助于礦山地質(zhì)勘查工作安全有效地開展，并且對(duì)于礦產(chǎn)資源的科學(xué)開發(fā)具有重要影響作用，所以技術(shù)人員需要對(duì)工作區(qū)地質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)地踏勘。

例如黑龍江省鶴崗市蘿北縣北部存有大量石墨礦，該礦在地質(zhì)勘探及其配套尾礦庫、排土場(chǎng)工程地質(zhì)水文地質(zhì)勘察過程中，使用物探方法中的高密度電法無法完成前期物探勘探工作。由于石墨的導(dǎo)電性，導(dǎo)致高密度電法在電極產(chǎn)生高壓測(cè)定地層結(jié)構(gòu)時(shí)，沿著石墨礦地層擴(kuò)散出去，無法完成對(duì)應(yīng)電極接收信號(hào)工作，最終數(shù)據(jù)不完成，無法分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)條件。在此情況下，需使用地震法或者大面積控制孔法來完成地質(zhì)勘探工作和分析地層情況及其水文地質(zhì)條件，保證勘探質(zhì)量。

4.2 對(duì)于不同地形應(yīng)用針對(duì)性的勘查

地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作受到多種因素的制約，尤其是水文地質(zhì)勘探，其中地形因素的制約作用最明顯的，地形因素對(duì)地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄影響較大。地形存在差異，那么應(yīng)用的地質(zhì)勘查手段也應(yīng)該依據(jù)地形的實(shí)際特征來確定。為了保證地質(zhì)勘查中水文地質(zhì)勘查工作順利有效地進(jìn)行，在使用綜合物探技術(shù)的時(shí)候要選用針對(duì)性的技術(shù)手段。

4.3 選擇合適的礦產(chǎn)資源定位方法

礦產(chǎn)資源是一個(gè)總的資源概括類別，礦產(chǎn)種類的區(qū)別影響著對(duì)應(yīng)勘查、開采的手段不同同時(shí)，各類礦產(chǎn)資源的埋藏深度和周圍環(huán)境也各有差異，埋藏深度不同的礦產(chǎn)資源需要不同的勘查手段，其實(shí)際的勘查工作一定要依據(jù)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來正確實(shí)行，從而保證地質(zhì)勘查工作有效安全地開展，對(duì)于礦產(chǎn)資源的定位更加準(zhǔn)確[4]。

5 結(jié)束語

在礦山水文地質(zhì)勘探工作中，綜合物探技術(shù)對(duì)于提升水文地質(zhì)勘探的效率和工作結(jié)果的精準(zhǔn)性具有重要意義。對(duì)此，技術(shù)人員需要基于實(shí)際情況來針對(duì)性選用地震勘探技術(shù)、瞬變電磁法等綜合物探技術(shù)，并注意對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行實(shí)地考察、選擇合適的礦產(chǎn)資源定位方法、對(duì)于不同地形應(yīng)用針對(duì)性的勘查手段等方面的內(nèi)容地質(zhì)勘探中物探技術(shù)的運(yùn)用，既提高了礦山開采效率，同時(shí)又能夠提高礦井防治水工作的技術(shù)水平，加強(qiáng)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的防治，提升礦山開采工作的安全性，對(duì)于礦山開采中存在的較大安全隱患問題進(jìn)行防御。結(jié)合物探技術(shù)有效勘測(cè)出礦山地質(zhì)中存在的斷層和含水層，為礦山安全生產(chǎn)提供保證。希望通過本文的分析能夠幫助礦產(chǎn)資源開采工作技術(shù)優(yōu)化升級(jí)，更好的發(fā)揮地質(zhì)災(zāi)害的治理作用，推動(dòng)能源開采產(chǎn)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉娜.基于礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探方法的應(yīng)用探討[J].世界有色金屬， 2020，（08）：137-138.

[2] 吳超凡，邱占林，路拓，梁文全.綜合物探技術(shù)在大彎煤礦巷道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2020，52（04）：43-47.

[3] 劉娜.基于礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探方法的應(yīng)用探討[J].世界有色金屬，2020，（08）：137-138.

[4] 吳超凡，邱占林，路拓，梁文全.綜合物探技術(shù)在大彎煤礦巷道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].煤炭工程，2020，52（04）：43-47.

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