綜合物探在礦山恢復治理方面的應用

王 穎，王文文

（河北省地礦局第九地質大隊，河北 邢臺 054000）

近些年來，我國科學技術水平不斷提高，很多新的科技產品問世，在很多工作領域得到了進一步的普及和應用，在礦產資源開發利用中，過度無節制的資源開采和利用造成了資源短缺和嚴重的環境問題[1，2]，礦區的潛在環境問題對我國經濟的的穩定發展產生了不利的影響，所以對礦區環境的治理工作迫在眉睫，技術人員需要選擇相關的技術設備，進行污染區域的綜合數據采集和分析，并結合采集的數據對治理工作進行合理的規劃和設計，采取有效的應對措施和解決方案，并利用科學合理的治理技術進行綜合治理[3，4]，綜合物探技術在礦區水文地質問題治理工作中，具有重要的技術應用價值，在采礦過程中，很容易造成礦山采空區域，在一些淺部礦區，由于地下采空區域的形成，很容易出現地面塌陷，造成地表沉積形成洼地，給地表建筑和公路設施以及房屋都帶來了極大的安全隱患，加強礦山采空區域的綜合治理具有重要的意義。近些年來，礦山勘查工作采用了綜合化物探技術，實現了綜合的礦山勘查和采空區域情況的了解，對相關治理方案的制定提供了重要的技術支持[5，6]，在一定程度上促進了我國礦山環境治理工作的順利開展。

1 礦山恢復治理的必要性分析

在我國礦山開采工作開展進行中，要在環境保護的前提下，以人為本，不斷的提升人們的安全意識和防范災害意識，我國人口眾多，人口密度大，所以在進行礦山開采和利用中，勢必會對周圍的人們生活環境造成不同程度的影響，有些礦山災害甚至會威脅人們的生命健康安全，所以在礦山地區開展工作，要提高人們的安全防護意識，堅持以人為本的經濟發展理念，保障人們的生命財產安全，在開展礦區環境治理工程中，首先要求技術人員對礦山的整體情況進行掌握和了解，對礦山的污染類型和破壞情況進行統籌的分析，為以后的治理決策和治理方案規劃提供重要的技術支持，綜合物探技術對技術人員制定科學合理的礦山防治措施具有重要的作用。

礦山水源污染會導致當地水文環境的破壞，對人們的生命健康安全產生可嚴重的威脅，加強礦山水文環境治理，對促進生態平衡，改善生態環境具有中要的意義，有利于構建良好的生存環境，在采礦工程開展過程中，由于采礦技術和采礦方式存在一些弊端，導致礦山地下出現大面積的采空區域，在雨水和其他環境問題的作用和影響下，容易出現邊坡不穩定情況，出現山體塌陷和滑坡，嚴重影響和生態平衡。采用綜合物探技術，加強礦山環境治理工程的開展具有一定的現實意義，也是我國經濟與環境協調發展的必然趨勢。

2 綜合物探在礦山恢復治理方面的應用

2.1 綜合物探技術在礦山工程采空區治理中的應用

2.1.1 礦山工作區域特點

以某礦區為例，通過技術分析與研究，對礦山整體情況進行掌握，此礦區富含煤礦和鐵礦，還有其他石膏礦物質類型，內部礦層斷裂縱橫交錯，巖漿活動劇烈，為各種礦產資源的貯存提供了良好的條件，所以人們對此礦區的開采歷史相對悠久，同時，由于過度的資源開采，造成了很多采空區域，采空區域分布比較零散，關于采空區域的資料數據記載也不夠全面。

2.1.2 治理施工方案

在礦山建筑工程采空區域治理工作中，采用綜合物探技術，主要運用技術中的淺層工程地震技術和瞬變電磁技術兩種，對礦山進行精準探測，對礦山中巖石彈性特征和地質層電性等層面進行檢測，結合探測數據進行驗證，有利于開展后續的治理工作。

在礦區礦產資源開采過程中，通過對礦石周圍區域與未開采區域的地層情況對比，結合彈性特征判斷地層波抗阻情況，通過差異性分析，獲取地下異常數據，礦山采空區域的地層沉降，以及變形和彎曲，都是有一定的前提和作用力才能實現，利用高斯射線束法，制作地震勘查物理模型，具有明顯的波場特點，所以結合探測結果對礦山區域進行劃分，分為一般沉陷區和重沉陷區。

在完整的地層結構中，電性特征相對穩定，并產生連續變化的趨勢，當出現采空區域，則會產生空腔高阻電性特征，在對采空區域進行充水填充時，具有很強的導電性，導電效果強于圍巖地層，最終形成低阻電性體，具備分辨電性的前提和條件。

綜合物探技術在礦山采空區域應用過程中，需要在野外進行，通常采空區的深度為80m左右，結合相關的地質資料開展探查工作，運用相近的低沉儀器設備，利用人工錘點的方式激發反射潑，技術人員對反射波進行采集，瞬變電磁法的測線與地震測線實現了重合，利用數據相互驗證的方式，對提升探查數據的準確度具有重要的意義。

2.1.3 綜合解釋

利用彈性界面反射波的原理，對鉆孔地震剖面進行分析和對比，從而劃定不同波阻對應目標地區的異常情況和正常情況，技術人員通過對數據的對比和分析，了解了采空區域的塌陷和幅度，從而判定其影響范圍，瞬變電磁的解釋依靠電阻率剖面圖，并結合相關電阻率的平面圖對異常地質情況進行分析，對電性異常體進行位置的判斷，對深度進行掌握。以實際的地質情況作為理論依據，客觀合理的判定沉降范圍和沉降位置，利用兩種方式進行綜合探測，對探測結果進行對比和分析，當結果出現較大差異，需要結合地震波特征進行解釋采空區域的中心位置，數據差異較小時，可以對結果進行直接解釋和圈定，一般情況下，在采空區域的兩側區域會出現瞬變電磁解釋的異常，對此進行綜合解釋，可以判定采空區域的中心位置和具體的沉降程度。

2.2 物探資料的分析和技術應用效果

綜合物探方法在礦山采空區環境治理中，除了瞬變電磁法和彈性界面反射波外，還可以選定一個采空區域綜合解釋圖件范圍，通過判斷資料疊加情況，對中心邊緣地層進行判斷，一般出現地質沉降情況，具體表現是地質層的反射波不完整，出現反射波異常情況，是礦山綜合性破壞沉陷的表現。

在具體的礦山采空區域治理工程開展中，結合綜合物探技術，合理的設計注漿孔，對不穩定的施工設施進行加固，通過技術探查，為相關采空區的治理工作提供了依據，結合地質多變的特點，運用綜合物探解釋采空區域中心位置的驗證，對注漿治理工程的有效開展具有一定的促進作用。

3 綜合物探技術在礦山水文地質治理的應用

3.1 電法方法的應用

電法方法是綜合物探技術中的重要手段，在對礦山地質水文問題治理的工作中，容易出現紕漏和疏忽，電法方法可以有效的解決這一問題，通過電法方法可以對礦山中的資源進行全面的勘探，具有很好的應用效果，再具體的技術應用中，采用波多尺度分解，利用正反和三維可視化方法進行異常磁場區域檢測和圈定，所得到的平面形狀具有一定的特點，可以判定區域的水文情況，在技術應用過程中，需要在礦井中進行磁測，判定井中水文地質因素是否存在，最終可以促進技術人員對區域異常情況的了解和掌握，一些地區出現異常的電性性征，利用電法方法測量效果十分明顯，對進一步驗證工作的開展具有重要的促進作用，利于技術人員開展礦山深部勘查工作。

3.2 面波方法的應用

在進行面波方法應用過程中，需要依靠遙感技術聲波系統的電氣設備，通過對信號均勻度特點的分析和研究，根據面波信號的頻率情況和表現，有效的判定水文地質情況以及存在的問題，協助技術人員制定科學合理的水文環境恢復治理決策和方案，大大的提升了水文地質測量工作的效果和質量，提升了勘測技術的穩定性，面波技術的應用普及性相對很高，操作性很強。

4 結論

通過以上關于綜合物探技術在礦山恢復治理中的應用分析，分別對礦山采空區和礦山水文地質恢復治理的應用情況進行了解，綜合物探技術對礦山恢復治理工作的順利開展具有重要的促進作用，技術人員在具體的礦山恢復治理工作開展中，應該結合礦山實際的情況采取有成效的勘測方法，對提升礦山恢復治理工作的效率和質量具有重要的意義。