淺談深部開采中地球物理勘探技術的應用

李杰強

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七0六隊，新疆 阿勒泰 836500）

隨著科學技術的不斷發展，地球物理勘探技術也獲得了極大的發展。地球物理勘探技術，是根據巖礦石及其圍巖存在不同的物性特點，通過先進的儀器設備對天然和人工形成的物理場變化情況進行觀察，進而了解的地質構造特征，探尋礦產資源，應對水文地質工程地質問題，開展環境監測的重要勘探手段。近年來，隨著礦產資源需求不斷擴大，礦井開采逐漸向深部延展，但是在礦井開采深度不斷加深的情況下，常常遭受地質構造、礦井水、煤層瓦斯及頂底板條件等諸多因素影響，對礦井安全生產構成極大威脅，為此這就需要發揮好地球物理勘探技術的作用，詳細勘察這些致災因素，并采取有效措施進行應對，進而實現礦井的高產穩產。下文結合實踐，對深部開采中地球物理勘探技術的應用進行探討，以供參考[1]。

1 重力勘探

該項勘探技術在物理勘探技術中占據非常重要的地位，是根據處于地球表層巖礦石所存在的差異性物性特征為基礎，通過智能管理加速值進行測定工作，研究勘測點上地球自轉產生離心力和地球質量引力二者之和存在的變化規律，來研究地質構造特征，對礦產資源進行尋找的一種技術措施。伴隨科學技術的不斷發展，重力勘探技術也獲得了極大的提升，相應的探測精度也在逐步增強，能夠精確地進行測點定位，測高技術也獲得了很大的發展。過去在進行重力勘探過程中，過去在進行重力勘探過程中CH-3、TAK-3M以及瑞典諾伽重力儀發揮了非常重要的作用，但是這些儀器勘探精度相對較低。進入80年代以后我國自主研發的重力勘探儀器，也獲得了極大的發展，測量精度水平進一步提升。水準儀，經緯儀以及完成地形圖的定位預測高，在20世紀80年代主要是通過這些技術來實現的。90年代GPS三維定位技術獲得了很好的應用。現如今在區域構造劃分以及掌握基底起伏特征和煤盆地圈定過程中，重力勘探技術應用越來越普遍，能夠更好地指導煤田普查工作，同時，該技術對覆蓋層下沒戲分布范圍確定，勘探小斷層以及巖溶發育帶等發揮著非常重要的作用。

2 磁力勘探

磁性差異存在于巖石與礦石間，磁力勘探正是基于這些特征，對地磁場的變化情況進行勘探與研究，對勘探目標，地質情況及性質進行判斷的一種先進的地球物理勘探方法。此法勘探，如果是探測資源為目的，則在地質填圖以及成礦遠景區預測，對磁性礦體進行尋找中發揮著重要作用。該項技術在我國的應用于1936年開始，20世紀50年代，該項技術獲得了很大發展，磁測工作在深部地層勘探中得到了普遍應用。

隨著科學技術的不斷發展，我國也在此法勘探儀器研發方面獲得了重大突破，極大地推動了磁法勘探技術的持續發展，相繼生產出很多勘探儀器，90年代之后，該項技術獲得很大發展，尤其是HC-90航空氦光泵磁力儀投產使用，其靈敏度大大增強，而且工作跨度非常大。后來生產的HC-95地面手持式氦光泵磁力儀，靈敏度達0.05nT。特別是瞬變電磁法，是磁力勘探中的一種重要技術手段，該技術應用是非接觸式時間域電磁法，在探測含水地質體方面發揮著非常重要的作用。尤其YCS128礦用瞬變電磁儀，具有非常大的探測深度，同時具有非常強的高阻層穿透力，相對干擾較少，而且噪聲低等諸多優勢，在探測遠區和近區中發揮著非常重要的作用，可以進行不同時窗探測，能夠探測到各個深度范圍內的地質信息數據[2]。

3 電法勘探

在地球物理學勘探過程中，電法勘探的應用非常普遍，而且相應的種類繁多。這種勘探方法是基于電性在介質中的差異特征為前提，通過對人工電磁場以及天然電磁場進行觀測，掌握其時間和空間分布特征，來對探測對象形態性質進行勘探的一種重要技術手段。所以電法勘探具有很多種類，根據電磁場所具有的時間特征，有交流電法和直流電法以及脈沖電法之分。直流電法勘探過程中，主要是對地質體相關的直流電場分布情況來進行勘探研究，其場源有天然和人工兩類之分。瞬變或脈沖法，又有過渡場法之稱，其場源是脈沖式電流，斷電過程中，對地下導體感應形成的瞬變二次場在時間上的變化進行勘探[3]。

4 地震勘探

地震學方法在資源勘探中發揮著重要的作用，該方法是研究地層中通過人工手段激發的彈性波所具有的傳播特性，如波的形狀以及其傳播速度和衰減情況等，同時研究界面，折射反射等情況，來對地層構造埋深和巖性特征進行判斷。油氣勘探過程中，地震勘探技術手段應用最為普遍，同時水資源勘探、煤田勘探以及鹽礦勘探等方面該技術的應用也非常多。

對于地震勘探技術而言，在此方面國內學者認為其具有“三高一準”的特點，即在信噪比方面非常高，同時還有較好的保真度，同時還有較好的保真度，分辨率非常高，成像非常準確，不僅在構造圖中發揮著非常重要的作用，同時在地層構造以及沉積特征方面的探測有著較好的應用效果，地震勘探技術在煤田地震勘探過程中有著非常廣泛的應用。

5 地球物理測井

該技術手段是對鉆孔內地球物理場存在的變化特征進行探測的研究技術，對于井孔區域介質分布情況進行研究，進而對工程、地質等相關的科學問題進行研究解決，該技術又稱為鉆井地球物理勘探技術。

隨著近年來測井理論不斷發展，以及數據采集和數據處理技術的高速發展，與解釋方法的不斷提升，測井數據內相關的地質信息變得越發豐富起來，大大提升了礦產資源研究水平，同時也為地質構造學，地層學，巖石學等相關地質研究領域的發展起到了良好的推動作用。該項技術分辨率非常高，可以將巖層縱向連續變化特征給定量提供出來，更好地指導地質研究工作。特別是伴隨計算機技術的高速發展，特別是伴隨計算機技術的高速發展，使得地質現象定量描述更加精準化，通過地球物理測井技術，能夠更好地開展相關地質研究工作，促進地質研究工作水平的不斷發展。

6 遙感

在地球物理學當中，遙感技術是一個重要的分支，該項技術利用空中對地面圖像進行攝取，和物體電磁能量反射與輻射等相關的各種技術手段。近紅外以及可見光，微波和紅外等都屬于其電磁波范圍，介于0．4μm～25cm的波長范圍。

在微博雷達成像技術支持下，能夠對覆蓋云層進行穿過，并對地面圖像信息進行獲取，合成孔徑雷達利用活動品在，來對多信號進行獲取，對雷達全息圖進行構建，側視航空雷達發展于20世紀50年代，能夠對茂密植被區域進行構造圖繪制。

7 結語

礦井高效安全生產和深部礦井勘探有著非常重要的聯系，同時，深部礦井開采過程中受到的各種安全因素較多，地質勘探波場具有非常豐富的信息數據，震波動力學和運動學變化會受到地下介質形態特征不同而引起相應參數改變，通過聯合應用地震波和多種勘探手段，能夠有效提升其勘探效率與質量，井下勘探存在非常多的干擾因素。地面半空間場理論和電磁波場以及礦井全空間下電場存在很大差異，巷道空間以及全空間電場分布會影響礦井高密度電法勘探過程中的視電阻率，應當進行分析校正。