基于礦山地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探方法的應(yīng)用探討

劉 娜

（山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276000）

就目前我國(guó)礦物資源產(chǎn)量來看，每年我國(guó)礦物資源的產(chǎn)量可達(dá)世界總產(chǎn)量的四分之一，在世界上的排名是很可觀的。同時(shí)，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展大量依靠礦物質(zhì)能源，礦物質(zhì)資源使用率高達(dá)70%。由此可知，我國(guó)對(duì)于礦物資源的依賴程度很深。可由于我國(guó)礦物資源開采技術(shù)落后，管理模式和監(jiān)督方式不完善，使得礦山地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[1]。近年來。隨著我國(guó)礦山資源建設(shè)進(jìn)程不斷向前，礦山的生態(tài)平衡也遭遇到了不同程度的危害，而這也使得我們?cè)絹碓疥P(guān)注礦山地質(zhì)災(zāi)害的勘測(cè)方法。本文就將深入探討研究礦山地質(zhì)災(zāi)害勘察中物探方法的應(yīng)用，以提高礦物資源開采的安全，以及礦物資源生產(chǎn)率。

1 物探方法對(duì)于礦山地質(zhì)自然災(zāi)害的作用

物探方法是應(yīng)用于礦山資質(zhì)勘察中的一種物理探測(cè)技術(shù)，能夠有效勘探、評(píng)估和預(yù)測(cè)地質(zhì)自然災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)于礦物資源開采有著重要的意義[2]。當(dāng)前，物探技術(shù)是一種成熟的探測(cè)地質(zhì)自然災(zāi)害的技術(shù)，它能為有關(guān)部門提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。并且，物探技術(shù)勘探的效果顯著，在實(shí)際的運(yùn)用中非常廣泛。在實(shí)際的礦物開采中，其主要作用有。

1.1 預(yù)測(cè)作用

物探技術(shù)能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用物理探測(cè)的方式，有效的發(fā)現(xiàn)該礦山地區(qū)可能會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域。并且，根據(jù)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析與研究，初步進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)于危險(xiǎn)區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)視，為礦物資源開采提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 監(jiān)測(cè)作用

物探技術(shù)除了能夠有效地對(duì)可能發(fā)生地質(zhì)自然災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，還能起到對(duì)其周邊的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)作用。它能夠運(yùn)用精密的探測(cè)方式，對(duì)可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并實(shí)時(shí)的記錄監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，為礦山開采自然災(zāi)害起到預(yù)防作用[3]。

2 地質(zhì)自然災(zāi)害勘探中物探方法的使用原則

物探方法是預(yù)測(cè)礦山地質(zhì)自然災(zāi)害的主要方法，能夠有效對(duì)易發(fā)生災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)，防控礦山地質(zhì)自然災(zāi)害的發(fā)生。該方式主要是通過對(duì)該地區(qū)的地形與地貌進(jìn)行分析，并勘察其地質(zhì)構(gòu)造，最后鎖定可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的重點(diǎn)區(qū)域。運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)與勘察，實(shí)時(shí)的分析其地質(zhì)環(huán)境，得出精確的結(jié)果。因此，能夠有效的提供數(shù)據(jù)給礦山開采工作。由此可知，其主要的使用原則是：

2.1 信息化原則

由物探技術(shù)的方式可知，物探技術(shù)需要依靠大量的地質(zhì)信息才進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。而不同的礦山環(huán)境有著不同的地質(zhì)條件，這就需要大量的數(shù)據(jù)支持物探技術(shù)的分析。同時(shí)，數(shù)據(jù)的信息化還能夠讓物探技術(shù)從各個(gè)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，避免誤差的產(chǎn)生，以得出綜合的數(shù)據(jù)，使得勘探結(jié)果更加科學(xué)精準(zhǔn)。

2.2 由已知分析未知

礦山地質(zhì)自然災(zāi)害的物探過程，實(shí)質(zhì)上是利用已知的地質(zhì)數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境以及地質(zhì)構(gòu)造，分析可能發(fā)生地質(zhì)自然災(zāi)害的區(qū)域。這是一個(gè)由已知到未知的過程，由簡(jiǎn)單的地質(zhì)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)，通過復(fù)雜的布局方式，深入分析與挖掘地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域。同時(shí)，運(yùn)用合理有效的探測(cè)技術(shù)，通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料，建立地質(zhì)模型，才能更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析。并得出科學(xué)的數(shù)據(jù)，為礦山開采提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 最優(yōu)原則

在實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害勘測(cè)過程中，常常會(huì)運(yùn)用多種方法，結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)，從各個(gè)角度進(jìn)行地質(zhì)分析與數(shù)據(jù)的處理。由于地區(qū)間地質(zhì)環(huán)境的差異，物探方法的不同，就常常會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果之間差異的區(qū)別。這時(shí)，就需要結(jié)合這些測(cè)試結(jié)果，根據(jù)實(shí)際的需求以及利用最優(yōu)化的原則來選擇最實(shí)用的物探方式，得出綜合最科學(xué)的探測(cè)數(shù)據(jù)。這種探測(cè)原則，既能夠有效保障勘測(cè)的實(shí)際效果又能夠很好的提升物探效益。

3 地質(zhì)災(zāi)害勘探中主要的物探技術(shù)

3.1 崩塌

崩塌在陡斜坡上發(fā)生的巖石或土體由于重力的影響而脫離母體崩落、滾動(dòng)到坡底的地質(zhì)自然災(zāi)害現(xiàn)象。如下圖所示：

圖1 斜坡崩塌災(zāi)害現(xiàn)象

這是一種危險(xiǎn)的自然災(zāi)害，在地質(zhì)災(zāi)害勘察的過程中，通常會(huì)運(yùn)用以下兩種物探方法。

（1）電阻率測(cè)探法。由于崩塌現(xiàn)象主要發(fā)生在地質(zhì)斷層的情況下，因此，只需要找到地質(zhì)斷層的位置，就可以判斷可能發(fā)生崩塌的區(qū)域。這個(gè)方法最大的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單直接，技術(shù)成熟，能夠直觀的得到可能發(fā)生崩塌的區(qū)域。該方法主要操作過程是：將電源供應(yīng)電極與AB極距離逐漸增加，在地上的探測(cè)點(diǎn)(即MN電極中間點(diǎn))中測(cè)定同點(diǎn)與不同AB極距離的外表ρS值，并在該探測(cè)點(diǎn)研究不同深度的地質(zhì)斷面情況。

（2）電磁感應(yīng)法。與電阻探測(cè)法不同的是，電磁感應(yīng)法主要應(yīng)用在地形平坦，電流干擾小的區(qū)域。電磁感應(yīng)法在電阻率低的時(shí)候更為適用，并且能夠自由組合為多種形式，以適應(yīng)于不同的地質(zhì)體。因此，就可以根據(jù)地形環(huán)境與地質(zhì)結(jié)構(gòu)選取更適宜的物探方法。

3.2 滑坡

滑坡指的是位于斜坡上的巖石或者是土體，在受到雨水沖刷，地震，水質(zhì)浸泡，或者人工干擾等一系列的因素影響之下，由于重力的作用，其松散面，軟弱帶上的巖石或砂礫就隨著斜坡滑落的自然現(xiàn)象。滑坡是一種常見的地質(zhì)自然災(zāi)害，通常是由于其斜坡表面的平衡被打破，就引起了滑坡現(xiàn)象。

在地質(zhì)勘察的過程中，通常運(yùn)用瑞雷波法進(jìn)行勘測(cè)。瑞雷波沿著地面?zhèn)鞑ィ砻婧穸燃s為1波長(zhǎng)。因此，同一波長(zhǎng)的瑞雷波以水平方向反映地質(zhì)條件的變化，而不同波長(zhǎng)的傳播特性則反映不同深度的特性，波長(zhǎng)由頻率控制。這種方法主要適用于地形復(fù)雜的情況下，并且能夠得到直觀清晰的數(shù)據(jù)，在滑坡的物探工作中廣泛使用。

雖然瑞雷波法能夠在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘測(cè)過程中得到精確地?cái)?shù)據(jù)，但是目前瑞雷波法仍面臨著一些問題，需要不斷地改善。需要解決以下的問題，一是覆蓋層厚度和基巖面形狀難以確定，二是滑坡的堆積厚度和堆積層的厚度難以確定。這兩個(gè)方面的問題使得瑞雷波法在實(shí)際的應(yīng)用過程中還存在著不足之處，需要加以改善。

4 物探技術(shù)如何在地質(zhì)災(zāi)害勘探中更好地發(fā)展

4.1 配合使用搶險(xiǎn)方法，保障物探工作的開展

物探技術(shù)是一種程序復(fù)雜，技術(shù)繁多，需要多種技術(shù)與設(shè)備相互配合展開的地質(zhì)災(zāi)害勘探工作。在實(shí)際的地質(zhì)勘探工作物探操作過程中，容易產(chǎn)生設(shè)備間互相干擾的問題。而這對(duì)于地質(zhì)勘察的結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生偏差，影響礦物開采工作的進(jìn)行。因此，在物探工作過程中，必須要有完善的管理機(jī)制，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的進(jìn)行指揮調(diào)度，才能保證各設(shè)備協(xié)同作業(yè)。同時(shí)，物探工作的主要任務(wù)還是進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的勘察，主要工作是利用現(xiàn)有資料配合儀器進(jìn)行地下的地質(zhì)探險(xiǎn)勘察。而這個(gè)工作過程，往往都是進(jìn)行地下作業(yè)，危險(xiǎn)系數(shù)很高，工作精密度高，這就需要在工作的過程中配合搶險(xiǎn)工作，合理的組織與安排物探工作，才能更好地保障物探作業(yè)的順利展開。

4.2 創(chuàng)新發(fā)展

隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，創(chuàng)新是緊跟時(shí)代步伐所必需的完成的使命。物探工作的核心是技術(shù)，而技術(shù)就需要不斷地跟進(jìn)科學(xué)發(fā)展的步伐，需要不斷地創(chuàng)新，才能取得更好地發(fā)展。隨著科技的逐步發(fā)展，物探設(shè)備的性能越來越優(yōu)異，發(fā)展速度越來越快。而這也使得物探工作遇到了瓶頸。眾所周知，物探工作是通過已知數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)布局，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出危險(xiǎn)系數(shù)較高的區(qū)域。而這就可以看出要想做好物探工作，首先要具備的就是物探布局思想，而非設(shè)備的優(yōu)異。如今，物探技術(shù)越來越依賴先進(jìn)的設(shè)備，而忽視了物探思想，脫離了物探技術(shù)的本質(zhì)。因此，就需要不斷創(chuàng)新思維，靈活的思考物探方法布局，才能利用科技的進(jìn)步，設(shè)備的先進(jìn)給物探工作帶來更好地前景。

5 結(jié)語

礦物資源是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主要資源，對(duì)于我國(guó)的發(fā)展至關(guān)重要。因此，提高礦物資源開采的生產(chǎn)效率將直接影響我國(guó)工業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。而物探技術(shù)是預(yù)防和檢測(cè)地質(zhì)自然災(zāi)害發(fā)生的主要技術(shù)方法，能夠有效防控地質(zhì)自然災(zāi)害的發(fā)生，提高礦物開采效率。近年來，隨著地質(zhì)自然災(zāi)害頻發(fā)，物探技術(shù)也逐漸受行業(yè)所重視。而為了更好地了解礦山地質(zhì)情況，就需要不斷地改進(jìn)物探技術(shù)，提升我國(guó)物探技術(shù)水平。這不僅僅關(guān)乎到礦山資源開采的安全性，更加關(guān)乎的我國(guó)進(jìn)一步的發(fā)展。