物探在金礦找礦中的應用研究

黃進調

（江西省煤田地質局普查綜合大隊 江西南昌 330000）

物探在金礦找礦中的應用研究

黃進調

（江西省煤田地質局普查綜合大隊 江西南昌 330000）

隨著我國國民經濟的高速發展，礦產資源需求與保障能力之間的矛盾日益突出，金屬礦勘查已成為當前地質工作的重要任務。在這樣的情況下就會出現找礦難度加大的問題，此時物探技術的重要性也就體現出來了。本文首先分析了物探發展現狀以及趨勢和金礦找礦的一些基本信息，結合實際說明了物探在金礦找礦中存在的問題和今后發展方向。

物探；金礦找礦

1 引言

以煤為主的能源消費結構、復雜的成煤模式和開采條件決定了中國礦井物探技術的發展具有自身特點。物探方法在礦產勘查領域的應用已有上百年歷史，并在其中發揮了重要的作用。我國的含煤地層特征、地質構造模式和開采條件的復雜性，決定了我國礦井物探技術發展歷程和內涵的獨特性。目前礦井地震技術正在面向災害源精細探測及監測方向發展。由于礦井物探涉及全空間、強干擾環境，與地面差異大，需要在基礎理論、勘探技術和反演方法上有所突破，大力研發適合我國地質條件探測深度大，分辨率高，抗干擾能力強的物探技術和儀器，利用其實證性強的特點，建立礦井地球物理學科體系。向深部“第二空間”進軍，尋找深部礦和隱伏礦是當前擴大資源量、增強礦產資源保障能力的主要途徑之一。在這種形勢下，勘查技術面臨嚴峻挑戰，同時也必然帶動新一輪技術的創新與發展。結合巷道掘進技術和鉆探工藝創新物探方法，并重視其他物探方法在深部礦井勘探與監測中的應用，近年來地下物探方法備受重視，其發展和應用水平不斷提高，充分發揮礦井地球物理場的災害預警能力。

2 背景概述

我國以煤炭為主的能源結構特點決定了礦井物探服務于煤炭安全生產的的重要性。在礦產資源形勢日益嚴峻的背景下，深部找礦成為中國找礦工作的一大主題。深部找礦是一項高科技含量，高風險的系統工程，在注重深部找礦物探技術創新的同時，對于埋藏較深的隱伏礦，深鉆的成本會大幅度提高，鉆探的命中率也較低，還要注重多學科資料的綜合研究，合理利用各種參數。物探技術作為極具深部找礦潛力的技術手段，在深部金屬礦勘查中將發揮越來越重要的作用。

2.1 物探簡介

礦井物探，是特指在礦井地下開采空間進行各類地質勘查的地球物理方法的總稱。礦井物探具有距探測目標近、物探異常明顯、探采對比實證性強、運用靈活等優點。現在，物探方法作為深部找礦方法的主要組成部分，其地位和作用正在不斷增強。多種方法和技術的綜合應用及互相佐證，可減少物探多解性，從不同側面最大限度揭示地下找礦信息。

2.1.1 我國礦井物探技術的發展現狀

礦井地震勘探技術系指針對煤礦開采中的各種地質條件進行的淺層反射波地震勘探、面波勘探、槽波勘探、煤層折射波勘探等的總稱。井下地震勘探只能利用地下有限空間來開展工作，與地面地震相比，不受上覆松散低速層影響，由于槽波地震對于煤層厚度、斷層的探測具有直接意義，因此槽波地震勘探是礦井地震技術中的一個特色方法。進入21世紀以來，礦井直流電法勘探儀器日趨小巧輕便，精度和抗干擾能力顯著提高，網絡并行電法技術解決了常規直流電法儀器串行采集的問題，且初步實現實時、遠程、動態監測功能。現有的科研成果和實踐經驗已經表明，礦井瞬變電磁法可用于圈定巷道前方、頂板的富水區、導（含）水斷層、采空區等低阻異常等，礦井電磁法中無線電波坑透技術是中國礦井物探的先驅。

2.1.2 我國礦井物探技術的發展趨勢

近年來，物探技術要增強深部探測能力并盡可能地降低噪聲電平和提高空間分辨率同時，還要提高礦床發現的成功率，增強礦體圈定能力。目前，物探技術的發展正經歷著觀念上的重大轉變—要將整個地球物理綜合信息融入到一個通用的地質模型中。應該注重地面和地下物探方法技術的發展與應用，最大限度地獲取鉆孔（井）或坑道中的原位物理場信息，建立通用地質模型，以提高深部礦和隱伏礦的預測和找礦效果。

2.2 金礦找礦

把物探儀器下放到鉆孔（坑道）中進行探測，相當于減小了物探工作的深度，并且免除了地形、覆蓋層等干擾因素的影響。物化探所在瞬變電磁測量技術研究中，引入了高溫超導技術，使高溫超導技術在地球物理的應用研究方面取得重大進展。利用井中物探，可得到地層與礦體的有關物理參數，探測范圍可達數百米甚至更遠。金、銀礦床是我國目前危機資源大調查的重點礦種，綜合物探是尋找這類礦產資源的最常用的勘探方法，開展井中物探，可以避免礦體近在咫尺而與鉆孔失之交臂帶來的風險，在前期的找礦工作中發揮了重大的作用，并在深部找礦工作中取得了較大的突破。

圖1 地質找礦結構分析

3 物探在金礦找礦的實施

需要克服探測空間有限、地質約束條件不明的困難，結合整合煤礦的開采實際，采用巷道與鉆孔組合，進行采空區地球物理場的觀測系統研究，對于災害源的識別，礦井物探方法需采用多尺度采集、處理、反演手段，實行長距離超前探測和實時連續跟蹤監測相結合的綜合物探技術。目前，我國礦井物探雖然積累了大量成果，但許多技術帶有明顯的經驗性，在應用中存在誤區。

3.1 物探在金礦找礦中存在的問題

我國煤炭開發正由淺部走向深部，特別是對開采石炭系煤層的華北型煤田，煤礦受巖溶水的威脅尤為突出，近年來，沖擊地壓災害也有明顯上升趨勢。礦井物探在動力災害預測預警方面具有重大需求。對于井下地質條件，首先要研究深部地下空間的地球物理場特征，并提出觀測和分析方法，指導礦井物探工作的深入開展，形成采動條件下的礦井地球物理場響應規律，一些地面物探中相對成熟、靈敏度和精度較高而較為笨重的儀器設備難以放入井（孔）中，這些基礎性研究都需要加強，要運用地球物理方法解決問題。

3.2 物探在金礦找礦中的發展方向

以地震全波場信息為基礎，利用多波聯合反演為手段進行礦井地震勘探研究是主導方向。研究針對災害源的深部礦井瞬變電磁精細探查技術，提高感應場的縱向分辨率、消除盲區、剔除干擾是目前礦井瞬變電磁需解決的突出問題。在新的煤炭開采形勢下，礦井物探在技術和方法上需要創新，不同方法各有所長，在充分考慮地球物理前提的情況下，進行技術方法試驗，選取最佳方法組合。充分利用巷、孔空間，對礦井物探技術提升具有現實意義。在新的煤炭開采形勢下，結合煤礦安全生產需求來深入研究礦井物探技術勢在必行。

4 結束語

我國經濟建設對資源需求量迅速增加，在深部礦產資源勘查中，地球物理勘探是最重要的技術手段之一，礦產資源保障能力與資源需求的矛盾日益突出，該領域的技術水平直接關系到我國深部資源探測的水平，這就為地質找礦工作提出了更高的要求，研究開發地球物理勘查新技術是我國危機礦山資源大調查的重要技術保證之一。在新的開采技術條件下，進行專門的災害地球物理場研究。老礦區由于干擾嚴重，是目前大多老礦區共存的嚴重影響電法勘探效果的重要因素，致使普通電法工作極為困難。解決探測精度有限、勘探周期長等問題，最終得到針對中小尺度災害源的高分辨礦井物探方法并提出可操作的技術規范。在建立具有深部全空間特色的理論體系的過程中，結合物聯網技術，開發礦用物探新的技術系統。

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P631.325

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1004-7344（2016）17-0148-02

2016-6-1