試析物探技術在礦山地區(qū)地質勘查中的應用

楊智勇

（四川省冶金地質勘查局六0 一大隊，四川 攀枝花 617027）

物探是礦山地質勘查和工程地質勘查工作的一項重要技術手段，利用物探技術，勘查人員可以對勘查地區(qū)的地質結構、資源的分布、儲量等情況有大致的掌握，為之后的礦山開采工作及工程建設提供有利參考[1]。但要注意，通常采用單一的物探技術難以對勘查區(qū)實現(xiàn)全面的了解，因此在實際的應用中，常會采用多種物探手段，互相佐證，得到更加全面、準確的勘查結果。

1 物探技術的技術優(yōu)勢及應用范圍

1.1 技術優(yōu)勢

物探技術能夠實現(xiàn)對淺層礦山地質情況的勘查工作，獲取更加精準的信息數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)對地形復雜的礦山地區(qū)開展地質勘查工作，并得到更加準確的數(shù)據(jù)參數(shù)，實現(xiàn)從淺層到深層幾百米的勘查工作。這種物探技術的操作簡便、易上手、勘查周期也比較短[2]。工程地質勘查工程中采用物探技術能夠探查工程所在地的地質情況，所以為保障工程項目的施工安全，在施工之前，應借助物探技術了解工程場地的地質狀況。物探技術所采用的設備儀器也都是目前比較常見的，成本也相對容易接受，并且能夠滿足現(xiàn)有的勘查精度要求，對各類地質環(huán)境都可取得比較理想的勘查結果，幫助之后的礦產(chǎn)開發(fā)工程提供更加準確、詳實的地質信息。

1.2 應用原則

通常單一的物探技術，不能全面了解礦山地區(qū)及工程所在地的地質情況，因此在應用時通常選擇幾種物探技術綜合應用，也成為了綜合物探技術。通過集中不同的物探技術優(yōu)勢互補，改善了單一物探技術的局限性。具體的應用時，應采取從地上到地下的原則，深度層層遞進。從地面開始勘查，之后先鉆探再物探，結合地面環(huán)境調查、鉆探收集的地質信息，再進行采用物探技術開始進行地下的部分[3]。進行地下勘查時，采用鉆探和物探相結合，并利用通信設備將所采集的信息遠程傳輸給地面上，結合不同深度的勘查采集數(shù)據(jù)，綜合分析地下礦產(chǎn)資源的相關信息。

1.3 應用范圍

通過物探技術能夠勘查礦山地區(qū)不同深度的礦產(chǎn)資源物理信息，收集勘查數(shù)據(jù)，對礦產(chǎn)的結構特征、密度、儲量等進行綜合分析，還能了解工程項目所在地的地下水系統(tǒng)及地質情況。

1.3.1 水文地質勘查

利用物探技術開展水文地質勘查是最為普遍的，基于水質導電性以及巖層電磁場等特性的勘查，判斷水文地質的情況[4]。通過物探技術了解水文地質情況，結合水文地質情況制定采礦方案，防止地下水質影響采礦工程及工程建設項目的開展。

1.3.2 礦山隧道勘查

因為礦產(chǎn)資源很多都分布在山區(qū)，近年來我國加快基礎設施建設，在山區(qū)中建了很多的道路交通隧道。為了避免礦山開采過程中對隧道造成破壞，在進行采礦前就有必要對礦山內部的隧道情況進行勘查。在采礦前及采礦中進行探測查，從而避開隧道，防止對隧道造成破壞。

1.3.3 地質災害探測

礦山工程及工程項目可能面臨各類地質災害問題，這些地質災害是人類采礦活動改變了礦區(qū)原有的自然環(huán)境、地質環(huán)境所致。看似災害是突發(fā)的，實際上在其發(fā)生前，其內部就已經(jīng)產(chǎn)生了明顯變化，是有征兆的,只是從肉眼觀察表面是看不到的。因此對于采礦導致環(huán)境變化的地區(qū)，就可通過物探技術探查地下情況，判斷發(fā)生地質災害的風險，如果風險較高，就需及時處理，加以預防。

1.3.4 復雜地質結構下的礦山深部勘查

單一的鉆探技術對地質結構復雜的地區(qū)，進行礦產(chǎn)資源深部勘查時所取得的效果不夠理想，而通過物探技術，特別是多種物探整合起來的綜合物探技術，能夠高效開展復雜地質礦山的深部勘查，更加全面地了解礦山深部的地質結構情況，為礦產(chǎn)開發(fā)提供有利參考。

2 物探中的幾種常用技術

2.1 瞬變電磁法

此種物探技術應用較為廣泛，亦被簡稱作TEM，此種技術是一種利用電磁原理的物探手段。在具體的應用中，瞬變電磁法利用地下礦體自身的導電性能與磁力的差異，通過電力感應原理，探測一定范圍內的電磁變化，根據(jù)電磁變化判斷可能存在的礦產(chǎn)資源，為后續(xù)的礦山工程方案制定提供參考[5]。除此之外，還可以利用瞬變電磁技術，在進行礦山地質勘查及工程地質勘查中，勘查礦山及工程項目中的采空區(qū)所在位置，使之后的工程方案中避開這一區(qū)域并進行填充，防止造成采空區(qū)問題引起地質災害。具體應用就是在所勘查的范圍中，通過TEM 勘查裝置發(fā)出電磁射線，基于不同巖石、礦體等對于電磁的不同影響，接收到不同的反饋信號，從而掌握礦體的相關性質。再利用地下水、采空區(qū)空氣的電磁性質，判斷地下水文以及采空區(qū)的位置，制定應對方案。除上述功能外，瞬變電磁技術的煙圈效應能夠實現(xiàn)大面積勘查，也大幅提高了勘查效率，節(jié)約了勘查成本，因此近年來，得到了眾多地勘機構的青睞。

2.2 礦井直流電法

因為礦山的地質環(huán)境比較復雜，礦山中含有大量的地下水，這些地下水可能會對礦產(chǎn)開采造成影響，因此開展礦井直流電法這一物探技術，能夠實現(xiàn)對井下大空間的有效勘查[6]。利用不同礦體、巖石、地下水的電性差異，根據(jù)全空間電場理論，進行井下水文地質的綜合分析，比如對礦井巷道底板部分的結構勘查以及地下富水層所在位置的勘查，巷道迎頭區(qū)域的結構和富水區(qū)的勘查等都可以采用這一物探技術。

2.3 探地雷達法

探地雷達也成為GPR 技術，此種物探技術在礦山地質勘查以及工程地質勘查中都可以靈活地應用，能夠實現(xiàn)對多個復雜地質條件之下的勘查工作，提升物探的應用范圍。使用時，由雷達設備天線發(fā)射雷達波，再由設備天線接收反射回的電磁波，從而探明目標的所在位置，以及深度。這種物探技術準確性高、操作簡單、靈敏快捷，并能夠在短時間之內實現(xiàn)對勘查區(qū)的多次探測，還是一種無損檢測技術，因此近年來得到了眾多地勘單位的認可。

圖1 探地雷達法的原理示意圖

3 地質勘查中物探技術的應用

3.1 測線的設置

物探測線的布置需要根據(jù)勘查區(qū)域的范圍以及需要勘查的內容進行綜合確定。具體的設置工作，還需要結合礦山及工程項目的勘查要求，結合圖紙規(guī)劃、被測范圍，綜合確定最佳測線設置位置，從而為項目的勘查工作提供可靠條件。

3.2 物探的內容設計

勘查工作人員需要對勘查的內容來設計，要對和工程息息相關的內容進行勘查與信息收集。比如礦山地質勘查中，想要了解地下水對礦山開采的影響，就需對濕度、環(huán)境、水文等相關內容進行勘查，收集相關信息。此外，還應考慮可能影響勘查精度的影響都包括哪些方面，并對相關影響因素加以有效控制。比如不同土質環(huán)境下的勘查效果是不同的，為減少土質差異帶來的干擾，需要結合土壤的相關參數(shù)來設計物探技術在應用時的工序以及方法。從土壤的情況看，如果是松散的土地，在進行電磁、雷達等物探技術時，應盡量選擇頻率較低的參數(shù)。如果土地較硬，則可設置為較高的頻率參數(shù)。總之，物探技術在具體的應用時，包括勘查內容及勘查方法，都是需要結合場地的實際情況，以及勘查需求進行科學設計。

3.3 間距優(yōu)化

物探技術在應用時，勘查的間距也需要充分加以考慮。間距的設計優(yōu)化，要有效滿足礦山地質勘查及工程地質勘查的實際要求，以及所采用的具體物探技術。但實際操作時，很難做到和設計完全相符，因此也要預留一些合理的誤差空間，在這一范圍內可以有所出入。

4 結語

綜上，在礦山地質勘查以及工程地質勘查工作中，應用物探技術能夠增強勘查工作的開展效果，有效探明勘查區(qū)域的地質情況、地下水分布。為礦山項目及工程項目的有效開展，提供更為可靠的勘查數(shù)據(jù)信息，具有顯著應用價值。