工程物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

封 偉

（中陜核工業(yè)集團地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100）

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異與社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國礦產(chǎn)勘探行業(yè)發(fā)展態(tài)勢十分迅猛，而礦山地質(zhì)勘查是礦產(chǎn)勘探行業(yè)的核心工作之一[1]。礦山地質(zhì)勘查是為了確保礦區(qū)工程順利開展施工建設(shè)而進行的地質(zhì)勘查實地考察工作，主要是為了及時規(guī)避各類地質(zhì)安全隱患，并為礦區(qū)工程的施工設(shè)計提供地質(zhì)方面的參考。礦山地質(zhì)勘查工作可以看做是礦區(qū)工程建設(shè)的準備工作，對礦山工程的質(zhì)量與經(jīng)濟效益起著決定性的作用。而工程物探技術(shù)的應(yīng)用也為礦山地質(zhì)勘查工作的開展提供了技術(shù)性的支持。工程物探技術(shù)是一種較為常見的礦區(qū)地質(zhì)施工技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用于對礦區(qū)工程建設(shè)施工現(xiàn)場的環(huán)境與地質(zhì)條件進行勘查。通過工程物探技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)礦山地質(zhì)勘查水平的提升從而達到提升礦山工程建設(shè)質(zhì)量的目的。

1 在地下地質(zhì)條件勘探中的應(yīng)用

表1 當(dāng)今礦山地質(zhì)勘查工作中常用的工程物探技術(shù)

工程物探技術(shù)又被稱為地球物理勘探技術(shù)，該技術(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于礦山地質(zhì)勘探工作中。當(dāng)今礦山地質(zhì)勘查工作中常用的工程物探技術(shù)參見表1。

在地下地質(zhì)條件勘探中，主要會應(yīng)用到工程物探技術(shù)中的高密度電阻率法來進行地下地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集工作。高密度電阻率法主要是應(yīng)用環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、工程、水文的實際需求而研制的，是一種通過不同地層之間的電阻率存在差異的原理來對該地區(qū)地質(zhì)的電場變化規(guī)律以及分布特點進行研究與觀測，并在進行研究與觀測的基礎(chǔ)上對該地區(qū)的地下地質(zhì)構(gòu)造進行深入勘查的物理勘探技術(shù)。在應(yīng)用高密度電阻率法進行地下地質(zhì)條件勘探時，可以發(fā)現(xiàn)該方法的觀測精度很高，相比其他物探方法需要更大的數(shù)據(jù)量采集，并且該方法在電性不均勻性探測中表現(xiàn)出眾。在該工程物探技術(shù)中，隨著探測深度的增加，供電電極距也會隨之增加。把隔離系數(shù)用X來表示，電極距用Y來表示，那么X的數(shù)值不斷增大會使Y的數(shù)值也隨之得到一定程度的增加。隨著X與Y數(shù)值上的不斷增加，地下深度介質(zhì)的反映能力也會不斷提升。但是由于電阻測線的測點總數(shù)無法改變，使得電極距的數(shù)值增大之后，該技術(shù)所能夠勘探的深度會出現(xiàn)測點數(shù)量減少的現(xiàn)象，因此在應(yīng)用高密度電阻率法進行礦區(qū)物理條件勘探時，必須將密度較高的電阻率法測量結(jié)果在該地區(qū)觀測電極的重點進行直接記錄，使整體的礦區(qū)物理條件勘探結(jié)果以一種倒三角梯形的工作剖面以及電性分布表現(xiàn)出來。將電極的排列間距用Z來表示，那么電極距Y的計算公式就是Y=X×Z。進行地下地質(zhì)條件勘探時還需要設(shè)置探線來進行數(shù)據(jù)的采集與檢測，其探線的放置如圖1。應(yīng)用高密度電阻率法可以對礦區(qū)地下地質(zhì)條件進行準確迅速的探測。

圖1 高密度電阻率法探線放置圖

2 在淺層地震勘探中的應(yīng)用

在礦山淺層地震勘探中通常是應(yīng)用工程地震縱波反射法來實現(xiàn)礦山淺層的物探工作。該工程物探技術(shù)的工作原理是利用地震縱波的反射原理，即朝著地下深處進行地震縱波的傳播，當(dāng)?shù)卣鹂v波遇到彈性的反界面會立刻發(fā)生反射，通過對反射回來的地震縱波進行接收，然后對這些反射回來的地震縱波的振幅特征以及時頻特征進行分析，就可以對該礦區(qū)的淺層地質(zhì)信息有深入的了解，并對該礦區(qū)是否存在發(fā)生淺層地震的可能性進行準確的判斷。例如在某礦區(qū)的淺層地震勘探中使用了工程地震縱波反射法對地表以下300米的淺層地表進行了勘探，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)的淺層地表存在發(fā)生淺層地震的可能性，由此判斷該地區(qū)不適合進行礦區(qū)工程的建設(shè)。在勘探試驗中對該礦區(qū)的干擾波進行速度以及頻率的數(shù)據(jù)分析之后，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展該礦區(qū)的淺層地震勘探并合理選擇工作參數(shù)，然后利用模擬濾波全通過的方法記錄勘探數(shù)據(jù)與進行淺層地表地質(zhì)分析，在記錄淺層地表勘探數(shù)據(jù)時記錄長度至少要維持在200米左右。

3 結(jié)語

在礦山地質(zhì)勘查中，工程物探技術(shù)起到很大的作用，是一項非常重要的內(nèi)容，并且在勘查中需要對物探技術(shù)進行針對性的選擇與應(yīng)用才能獲得更好的勘查效果。在對工程物探技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)做好研究并進行應(yīng)用的同時，也要對工程物探技術(shù)進行進一步的研究，只有不斷提升工程物探技術(shù)的技術(shù)水平，才能不斷提升礦山地質(zhì)勘查效果。