地質(zhì)雷達(dá)在礦區(qū)探測(cè)中的有效應(yīng)用

季偉林

（華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)，安徽 蕪湖 241000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，相應(yīng)的礦區(qū)勘探技術(shù)水平也逐漸得到提升。在礦產(chǎn)開(kāi)采行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，以往傳統(tǒng)的探測(cè)技術(shù)以及質(zhì)量檢測(cè)方法顯現(xiàn)出一定的不足之處，不但會(huì)降低探測(cè)的工作效率，還會(huì)產(chǎn)生一定的破壞。目前的礦區(qū)探測(cè)工作對(duì)先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)提出了迫切需求，而地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的先進(jìn)發(fā)展使其在礦區(qū)探測(cè)中得到了廣泛利用。就我國(guó)目前的探測(cè)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在操作性和工作效率以及對(duì)工程的影響上要優(yōu)于其他先進(jìn)探測(cè)技術(shù)，所以很有必要對(duì)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的工作原理以及在礦區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，從而使地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠更好的為礦區(qū)探測(cè)工作服務(wù)。

1 地質(zhì)雷達(dá)簡(jiǎn)述及其工作原理

1.1 地質(zhì)雷達(dá)簡(jiǎn)述

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是一種發(fā)展較快的勘探技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠通過(guò)連續(xù)透視掃描以及二維彩色圖像等對(duì)工程探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)施顯示并對(duì)其進(jìn)行快速探測(cè)，隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及高頻電子技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)也得到了良好發(fā)展，雷達(dá)探測(cè)技術(shù)在探測(cè)設(shè)備上的高度集中使得此項(xiàng)技術(shù)的水水平得到很大提升，而且該技術(shù)的應(yīng)用范圍也更加廣闊。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)與其他雷達(dá)技術(shù)都是通過(guò)高頻電磁脈沖波的反射來(lái)對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是通過(guò)從地面向地下發(fā)射高頻電磁脈沖波來(lái)對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行探測(cè)。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用了高采樣率以及寬頻短脈沖來(lái)探測(cè)目標(biāo)探物，在分辨率上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他物理性質(zhì)的探測(cè)技術(shù)，而且能夠?qū)δ繕?biāo)的信噪比以及圖像等進(jìn)行顯示。

1.2 地質(zhì)雷達(dá)工作原理

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是一種新型物理探測(cè)技術(shù)，主要利用超高頻脈沖偶極子來(lái)對(duì)地下介質(zhì)進(jìn)行探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備中的專(zhuān)用天線(xiàn)能夠最大限度地將高頻電磁脈沖能量發(fā)射到地下介質(zhì)中，倘若地下介質(zhì)由于巖層發(fā)生物理或者化學(xué)變化而致使相應(yīng)的電差發(fā)生改變，那么變化的這一部分電磁脈沖能量就能夠被反射出來(lái)并通過(guò)天線(xiàn)記錄下來(lái)。如果地下介質(zhì)的介電常數(shù)以及傳播速度已知，就可以遵循有關(guān)反射波雙程履行條件來(lái)對(duì)地下巖性界面的深度以及地質(zhì)信息等進(jìn)行計(jì)算，從而使探測(cè)的預(yù)期目的得以有效實(shí)現(xiàn)。

2 地質(zhì)雷達(dá)在礦區(qū)探測(cè)中的有效應(yīng)用

2.1 在礦山邊坡加固工程中的應(yīng)用

一些礦山邊坡工程由于受地表水或者地下水的浸泡，局部可能會(huì)有孔隙或是空洞等問(wèn)題的出現(xiàn)，導(dǎo)致礦山邊坡安全性受到影響。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠在不破壞礦山邊坡的前提下來(lái)對(duì)出現(xiàn)的空洞或者孔隙帶進(jìn)行探測(cè)，進(jìn)而為灌漿以及加固等工程措施提供明確的方向。地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射出來(lái)的電磁波在受到空氣和水的作用后能夠?qū)ο佈ê陀客ǖ酪约八畨纬霈F(xiàn)的裂縫等工程隱患進(jìn)行探測(cè)。通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用能夠明顯體現(xiàn)出橋體結(jié)構(gòu)中介質(zhì)的變化，從而可以通過(guò)反射信號(hào)的振幅以及頻率變化等對(duì)橋體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 在礦區(qū)地下管線(xiàn)探測(cè)中的應(yīng)用

礦區(qū)地下管線(xiàn)是基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分，礦區(qū)地下管線(xiàn)大多為信息傳輸管線(xiàn)和能源供輸管線(xiàn)，這些管線(xiàn)能夠保證各項(xiàng)資源的正常使用。然而，由于礦區(qū)地下管線(xiàn)等資料沒(méi)有足夠完善，所以在一些新建工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，常常由于施工人員的失誤操作導(dǎo)致地下管線(xiàn)遭到破壞，影響相關(guān)設(shè)備以及資源的正常使用。

由于地下管線(xiàn)與周?chē)镔|(zhì)的介質(zhì)各不相同，所以地質(zhì)雷達(dá)能夠通過(guò)反射的電磁波脈沖來(lái)對(duì)地下管線(xiàn)的布設(shè)位置以及埋深等情況進(jìn)行詳細(xì)探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效避免地下管線(xiàn)被破壞情況的發(fā)生，從而使有關(guān)施工單位在充分掌握地下管線(xiàn)的布設(shè)和走向以及埋深等信息的前提下來(lái)順利開(kāi)展施工作業(yè)。

2.3 在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

2.3.1 軟土地基的探測(cè)

在礦山地質(zhì)勘過(guò)程中，軟土地基具有含水量大和承載力差以及壓縮性大等特點(diǎn)。軟土地基很容易受到應(yīng)力的作用而發(fā)生變形，由于受到成巖的作用，所以軟土地基中沖積黏土的承載力會(huì)存在一定的強(qiáng)度。而地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在軟土地基探測(cè)中的應(yīng)用能夠?qū)浲恋暮穸冗M(jìn)行探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)在探測(cè)軟土厚度時(shí)會(huì)有間斷的反射波產(chǎn)生，因?yàn)橛倌嘀芯哂休^高的含水量，所以地質(zhì)雷達(dá)的反射視周期會(huì)得到有效降低，從而使地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)能夠更好的發(fā)揮探測(cè)功能。

2.3.2 基巖面的探測(cè)

在礦山地質(zhì)勘中，如果施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)為軟土，為了使地基具有強(qiáng)大的承載力，工程設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中常常會(huì)利用基巖樁進(jìn)行地基施工。對(duì)基巖面起伏較大的區(qū)域來(lái)說(shuō)，對(duì)基巖面的起伏情況進(jìn)行準(zhǔn)確描述非常重要，而地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)鶐r面的起伏情況進(jìn)行有效探測(cè)，從而使施工人員對(duì)基巖面的起伏狀況有足夠的了解。此外，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在地基回填材料厚度的探測(cè)中也到了有效應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的水平不斷提升，在礦區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用也更加廣泛。在實(shí)際應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)的過(guò)程中，有關(guān)探測(cè)人員應(yīng)熟練掌握地質(zhì)雷達(dá)的特點(diǎn)以及工作原理，同時(shí)將此項(xiàng)技術(shù)有效應(yīng)用到礦區(qū)探測(cè)工作中，從而使礦區(qū)地質(zhì)情況得到明確檢測(cè)和判斷。