物探技術(shù)在礦山地質(zhì)資源勘探中的應(yīng)用研究

劉 雄

（中礦金業(yè)股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265402）

礦物資源是一類不可再生資源，在現(xiàn)階段國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)中具有一定重要性。當(dāng)前國(guó)家管理機(jī)關(guān)十分重視對(duì)礦產(chǎn)資源的合理利用，以促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)。由于礦業(yè)開(kāi)發(fā)深度的加大，整體開(kāi)發(fā)難度也逐步提高。

近年來(lái)，我國(guó)物探技術(shù)發(fā)展異常迅速，在很多礦山資源勘探工程中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，勘探作業(yè)的質(zhì)量以及效率得以充分提升，進(jìn)一步為我國(guó)礦山地質(zhì)資源勘探事業(yè)的發(fā)展提供了幫助[1-2]。重視綜合物探技術(shù)手段的應(yīng)用，就可以合理對(duì)礦井地質(zhì)環(huán)境開(kāi)展有效探查，對(duì)某些可能影響礦業(yè)開(kāi)發(fā)質(zhì)量的重大隱患進(jìn)行有效檢查，從而提升地質(zhì)資源勘探的工作效率及質(zhì)量。

1 綜合物探技術(shù)的基本原理與應(yīng)用范圍

當(dāng)前社會(huì)對(duì)礦山資源利用問(wèn)題更加重視，特別是發(fā)生重大礦災(zāi)事件時(shí)，各主管部門(mén)更注重于對(duì)礦山企業(yè)開(kāi)采工作的整治，以進(jìn)一步保障礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的安全性。在地質(zhì)監(jiān)測(cè)中，科研人員通過(guò)相應(yīng)儀器設(shè)備對(duì)周邊的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，能夠獲取大量巖石數(shù)據(jù)，并借助相關(guān)科研報(bào)告，對(duì)整體的礦山等地質(zhì)隱患實(shí)施有效監(jiān)測(cè)，從而提升礦山工作效率。此外，在水文地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，還要求科研人員密切關(guān)注對(duì)周?chē)V井內(nèi)水文地質(zhì)信息的獲取，以保證周?chē)V井內(nèi)地下水的覆蓋范圍可及時(shí)被技術(shù)部門(mén)人員所探測(cè)，并合理判斷周?chē)V井地下水的情況，以防止在礦業(yè)開(kāi)發(fā)中發(fā)生重大安全事故。綜合物探技術(shù)的應(yīng)用廣泛，使用范圍涉及到了地下水巖層探測(cè)工作和地下水分布調(diào)查等工作，同時(shí)在考古行業(yè)也具有一定的應(yīng)用價(jià)值，可以在不損害地質(zhì)環(huán)境的情況下，對(duì)地下墓葬結(jié)構(gòu)作出合理調(diào)查。綜合了物探方法應(yīng)用后，在地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，就可以獲取到大量地質(zhì)構(gòu)造異常數(shù)據(jù)，從而清晰了解到地震的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在礦井資源開(kāi)發(fā)中，還可以通過(guò)使用相關(guān)的儀器設(shè)備，運(yùn)用地下水的導(dǎo)電性，對(duì)附近礦井的電磁場(chǎng)作出有效分析，從而有效地減少安全事故的發(fā)生。

在礦井地質(zhì)勘探中應(yīng)用綜合物探技術(shù)，可以對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行有效定位。因?yàn)榈V井周?chē)牡刭|(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，如果缺少合理指引就會(huì)導(dǎo)致盲目采礦，這會(huì)對(duì)整個(gè)采礦工作產(chǎn)生很大的影響。特別是由于地下水的高度富集，會(huì)對(duì)整個(gè)礦井的開(kāi)發(fā)工作造成很大的危害，技術(shù)人員通過(guò)運(yùn)用綜合物探技術(shù)手段，就可以協(xié)助礦井開(kāi)發(fā)工作人員合理地了解礦井水資源分布，從而有效進(jìn)行礦漿治理工作，提升礦井開(kāi)發(fā)效益[3]。目前，針對(duì)地質(zhì)環(huán)境的合理勘探，雖然礦井開(kāi)發(fā)工作人員已經(jīng)制定好了具體工作規(guī)劃，但只有當(dāng)勘探技術(shù)人員對(duì)礦山水源和水量做出合理勘探之后，方可實(shí)施采礦開(kāi)發(fā)作業(yè)，這樣可以減少安全事故的產(chǎn)生。

2 常用物探技術(shù)分析

2.1 瞬變電磁法

在常規(guī)物探建設(shè)項(xiàng)目施工中，通過(guò)合理應(yīng)用瞬變電磁法，就可以對(duì)礦井積水狀況做出合理解釋。在現(xiàn)階段，地質(zhì)物探技術(shù)也是電磁探測(cè)法的組成部分，可以應(yīng)用在礦山地質(zhì)勘探中，通過(guò)周?chē)h(huán)境的變化，可精確了解到地下礦體的方位，同時(shí)運(yùn)用電磁的變化，可預(yù)報(bào)其他地質(zhì)狀況。因?yàn)榈V井地下水存在特定的導(dǎo)電性，科研人員通過(guò)瞬變電磁法，可以在特定區(qū)域內(nèi)掌握礦井水文地質(zhì)狀況，并可以把相關(guān)的數(shù)值準(zhǔn)確標(biāo)注在地圖上，為礦業(yè)開(kāi)發(fā)工程做出合理指導(dǎo)，從而提高礦業(yè)開(kāi)發(fā)工程的穩(wěn)定性，有效減少礦難事件的發(fā)生。

探測(cè)人員在采用瞬變電磁法時(shí)，必須根據(jù)城市整體建設(shè)的實(shí)際需要，在礦區(qū)設(shè)置5 條主測(cè)線路、8 條震害探測(cè)線路和6 條加密線路，從而在很大程度上提高當(dāng)前的勘查工作精度，這也使得勘查工作滿足了整體礦山開(kāi)發(fā)的要求。當(dāng)應(yīng)用瞬變電磁法進(jìn)行探測(cè)時(shí)，可以利用邊長(zhǎng)600 m×600 m 的回線測(cè)量設(shè)備，以及時(shí)對(duì)整個(gè)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探。

2.2 探地雷達(dá)法

探地雷達(dá)測(cè)量法在礦井地質(zhì)監(jiān)測(cè)中也稱為GPR，是現(xiàn)階段礦井地質(zhì)監(jiān)測(cè)中的一種常規(guī)方式，該方法在整體工作上更加靈活，既可以直接監(jiān)測(cè)礦井的地質(zhì)環(huán)境，對(duì)地質(zhì)環(huán)境作出合理分析，同時(shí)可以將有關(guān)的監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總起來(lái)，從而形成礦井開(kāi)發(fā)地圖，這更有利于礦業(yè)開(kāi)發(fā)工作高效有序地開(kāi)展。

在礦井開(kāi)發(fā)工作中，探地雷達(dá)法的廣泛應(yīng)用，可基本滿足當(dāng)前礦業(yè)發(fā)展的科技要求。技術(shù)人員在應(yīng)用這種特殊地質(zhì)技術(shù)監(jiān)控方法時(shí)，可方便作業(yè)，且總體監(jiān)控準(zhǔn)確率較高。并且由于該種地球物理學(xué)測(cè)量技術(shù)的廣泛使用，總體上運(yùn)營(yíng)花費(fèi)相對(duì)較少，而且技術(shù)人員還可以對(duì)周?chē)鞣N地質(zhì)學(xué)自然環(huán)境做出有效劃分，有較大的市場(chǎng)適應(yīng)作用[4]。在礦井地質(zhì)技術(shù)勘查中，可以通過(guò)探地雷達(dá)對(duì)周?chē)牡刭|(zhì)與自然環(huán)境做出有效劃分，從而準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到礦體情況，并針對(duì)此制定合理礦業(yè)發(fā)展計(jì)劃，增加總體經(jīng)濟(jì)效益，確保礦井技術(shù)開(kāi)發(fā)工作的秩序發(fā)展。

3 綜合物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

3.1 測(cè)線布置

在地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，通過(guò)綜合物探技術(shù)手段可以對(duì)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分類，以增強(qiáng)礦山地質(zhì)勘探能力，并可從各個(gè)視角獲取礦山等地質(zhì)環(huán)境的有效數(shù)據(jù)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)技術(shù)人員對(duì)物探技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)地質(zhì)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了合理監(jiān)測(cè)，從而判斷出了各種礦體和地下水的變化情況等。測(cè)線布設(shè)工作是對(duì)現(xiàn)階段綜合物探技術(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用的重要準(zhǔn)備工作。探測(cè)人員必須明確現(xiàn)階段探測(cè)工作目標(biāo)，并借助一定的數(shù)據(jù)分析，梳理出一個(gè)有效文件。測(cè)線布設(shè)工作中，必須要求科研人員合理遵循相應(yīng)的客觀規(guī)律，并根據(jù)地質(zhì)水文監(jiān)測(cè)有關(guān)規(guī)定，盡量地在保留原始數(shù)據(jù)探測(cè)結(jié)果基礎(chǔ)上，利用振幅的波動(dòng)程度來(lái)體現(xiàn)波動(dòng)大小，從而獲得物探結(jié)果。同時(shí)在使用物探技術(shù)的過(guò)程中，還必須保證地質(zhì)工作時(shí)使用的比例尺和礦山地圖上使用的比例尺要相符，以使礦業(yè)工作者可按照勘探效果完成日常開(kāi)采的管理工作，提升工作人員效能。在現(xiàn)階段工作中，勘探技術(shù)人員必須進(jìn)行測(cè)線布置工作，以測(cè)定地層的厚度，同時(shí)按照國(guó)家相關(guān)的法律規(guī)定，從而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理開(kāi)發(fā)。

3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)

參數(shù)設(shè)計(jì)工作是現(xiàn)階段提高物探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平的關(guān)鍵工作，勘探技術(shù)人員在對(duì)礦山地質(zhì)條件進(jìn)行合理研究之后，就可以對(duì)相關(guān)的參數(shù)加以設(shè)計(jì)，從而確定好每個(gè)參數(shù)，以提高當(dāng)前的物探作業(yè)效果?？碧焦ぷ髡咴趯?duì)礦山地質(zhì)條件進(jìn)行測(cè)定的同時(shí)，需注意對(duì)細(xì)節(jié)的掌握，并從各個(gè)視角去考察項(xiàng)目條件，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)當(dāng)前勘測(cè)項(xiàng)目做出合理分析。

勘探技術(shù)人員還必須根據(jù)相應(yīng)地質(zhì)勘探工作的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)各種技術(shù)參數(shù)做出科學(xué)選擇，以保證勘探質(zhì)量。例如，現(xiàn)階段應(yīng)用的測(cè)震儀主要有2 個(gè)通道，分別為12 通道和24 通道，其中24 通道具有較大的空間分辨率，在日常工作中得到普遍應(yīng)用。

此外，還需選用合理的激震方法，現(xiàn)階段最常見(jiàn)的激震方法主要有三類，分別為錘擊法、炸藥和落重式地震波。合理選用激震方法可提高工作質(zhì)量，同時(shí)在實(shí)際使用中，還必須依據(jù)實(shí)際狀況，合理選用適當(dāng)?shù)牡卣鸩╗5]。其中錘擊法的勘探深度為25 m 左右，炸藥的勘探深度大約為100 m，重式地震波的深度約為40 m 左右。在不同的使用場(chǎng)所，可以采用不同的激振方法來(lái)提高當(dāng)前工作質(zhì)量。

物探技術(shù)所選取的道間距離在一定程度上影響整體測(cè)量的準(zhǔn)確性。在對(duì)礦井地理?xiàng)l件進(jìn)行調(diào)查時(shí)，要求勘探科技人員注重對(duì)道間距離的選取工作，以便進(jìn)一步提升星球物理學(xué)勘查作業(yè)效率。通過(guò)對(duì)這些星球物理學(xué)勘查科技數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，可以掌握礦山地下礦體情況。至于影響礦井發(fā)展的地下水，必須在勘查工作中對(duì)其進(jìn)行有效標(biāo)示，以便礦井開(kāi)拓科技人員利用測(cè)量的成果報(bào)告，了解礦井發(fā)展中存在的重大實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而建立有效辦法，減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生概率[6]。為減少總體設(shè)計(jì)勘探誤差，要求勘查科技人員對(duì)有關(guān)的工藝技術(shù)及工作參數(shù)加以調(diào)節(jié)，逐步減少總體設(shè)計(jì)誤差，提高總體設(shè)計(jì)物探工作效率，以便礦井管理人員制定具體實(shí)施的開(kāi)采方法，消除當(dāng)前礦井發(fā)展中面臨的隱患。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，管理人員需注重對(duì)先進(jìn)采礦測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，以提高礦山地質(zhì)資源勘探效率，提高整體工作精度，為礦山企業(yè)資源開(kāi)發(fā)提供必要的數(shù)據(jù)支撐。在礦產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作中，加強(qiáng)對(duì)地域水文條件自然環(huán)境的監(jiān)測(cè)，在很大程度上可以了解地下水礦體信息，并通過(guò)準(zhǔn)確性較高的地質(zhì)勘查科學(xué)技術(shù)，可有效地解決礦業(yè)發(fā)展中產(chǎn)生的問(wèn)題，進(jìn)而保證對(duì)礦山企業(yè)各種資源的合理、科學(xué)、有序利用，同時(shí)增強(qiáng)礦業(yè)工作的安全性。