新綜合物探法在礦產資源開采精準定位中的應用研究

尹維民

（山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013）

在現階段的礦山開采勘探發展過程中，社會對礦產資源的需求量不斷增加，但礦產資源不斷減少，導致開采難度不斷增加。然而應用傳統的物探方法已經很難發現新的礦脈，因此需要對傳統的物探技術進行升級，并融合現代科學技術研發出可以實現精準定位的物探技術，為礦產資源的開采工作提供技術上的支持。

1 新綜合物探法在礦產開采中的意義及特點

1.1 新綜合物探在礦產開采中的意義

對于大多數的礦山開采而言，由于礦區獨有的地質結構和組成成分會對開采工作面造成十分嚴重的影響。因此，需要確定某個基準面場的實際變化，并對其進行構造特點的探測，以獲得該區域地質成分和結構數據。

通常情況下采用一種物探方法進行礦產資源開采的地質勘探，往往會出現得出結論不精確的現象，導致技術人員無法對施工區域進行準確的地質判斷。在這種情況下，需要借助專業的資料或者其他方法對不同數據進行證實，為此，可以通過對目標區域進行地質結構鉆探驗證，得到準確的勘探數據。同時，在實際的地質勘查過程中，設計人員應當對物探工作的工作量進行分配，并做好應對不同地質的解決方案和工作準備，從而保障物探工作的有效推進，并取得預期的效果[1]。

1.2 物探方法在工程勘查中的應用特點

在對開采的未知區域進行勘探工作時，可以先利用物探技術進行首輪勘查，采用該方式的主要原因在于其具備以下幾個特點：第一，物探方法可以實現對地質復雜的基巖面進行全面探查，并能夠為之后的勘探鉆孔布置提供數據支持。同時，勘探工作的鉆孔分布是否合理是可以影響到整個勘查任務的質量。因此，物探技術可以在礦產資源開采中實現自身的經濟價值。第二，新綜合物探方法可以準確地對地質結構發育區的實際結構進行探查，對復雜性較高的地質區域有著較強的探測能力，而且其可以將地質情況以三維巖溶或者四維變化的形式表現出來。第三，其也可以對地下設施的實際運行狀態進行勘查，具有節約成本，保證地質勘查質量的優勢[2]。

2 物探方法的實際應用

2.1 基巖起伏區內新綜合物探法的運用

對花崗巖為主要地質的基巖起伏區而言，在進行物探工作時經常會遇到基巖出現不均勻的風化問題，并且常規的勘探技術會使基巖體表面發生劇烈震動，如果使用傳統的單一鉆探技術進行基巖體表面的形態勘探工作，將增加人力和財力方面的投入，且無法保證對地層的“無縫”勘查效果。針對這種情況，施工團隊可以使用高密度電阻率剖面技術進行探查，對巖層剖面進行解析，獲得高阻值的電波信號結構，然后按照電波形態設計鉆孔布置點位。同時，物探工作也可以利用電法剖面技術對鉆孔進行有側重的合理化布置，以有效提升鉆探穩定性，保證地質勘查數據的精度，滿足實際的設計和施工需要[3]。

2.2 地質結構發育區內物探方法的運用

在利用新綜合物探法對礦產資源開采進行定位時，在遇到發育型結構且實際地形復雜多變的地質時，需要對物探工作進行全方位設計，設計內容主要包括探測地基基礎結構、提供復雜地基的處理方案、地質深層滲透以及劃分地質分布區域等。在對地質結構進行探測時，物探技術通常運用于理想性較高的物性差異界面，其可以將地質體空間結構圖形化、數據化，以了解區域內物理場變化情況。

一般而言，需要在對礦產資源開采前就先行使用物探技術對設定區域進行探測，找出巖層中的各種異常和多種場位的變化特征，以有效避免之后的指導鉆探工作出現勘探誤差，影響到勘探數據的真實性和準確性。而且，為了實現對地質結構屬于發育區的礦產資源開采的精準定位，可以利用平面自然電位分布技術以及使用對稱電阻率測深技術這兩種物探技術對地質結構進行勘探，以獲得較合理的解釋結果。

2.3 新綜合物探法在礦山工程地質勘查中的運用

目前，在我國礦山工程地質勘查過程中，仍會存在一些地質礦帶缺少數據資料的現象，如果不明確實際的地質信息，完善必要的數據資料，將會對之后的新建礦山開采工作造成很大的影響，甚至可能造成工程開采過程中地基失穩問題的發生。因此，在這類區域進行勘查時，需要使用探測精度較高的探測技術和設備來明確該礦產的實際地質結構。如果使用傳統的鉆探技術進行地質探測則很難全面了解實際的地質情況。例如，在某礦山工程中使用雷達物探技術對未知地質進行探測時，通過雷達圖像顯示發現在地下約6m深度有兩個較為明顯的曲線異常，而在鉆探檢測時卻沒有發現任何異?，F象，這就表明傳統的勘探技術已經無法適用現代礦產資源開采行業，難以為礦產資源的開采工作提供安全保障。

2.4 利用大數據智能分析技術定位礦產資源

新綜合物探法的設計部分主要包括以下幾點：

第一點，需要對地質開采模型的施工工藝進行研究。在仔細研究采煤機和液壓支架自動跟機實際工作原理的基礎上，按照地質模型規劃采煤機等的開采參數模型，進而達到精準開采的需求。

第二點，建立關于地質物探的開采模型。對目標礦產資源開采區域進行網格化切割，并選取合適的基點作為坐標原點，建立空間直角坐標系，利用物探設備采集的數據模型進行絕對坐標系的轉換。而且基準點應當設置在綜采工作面的進風巷礦層底角處，之后將各工作面以及其他絕對坐標依次與其進行校準，然后依據轉換后的絕對坐標，生成精確的資源開采模型，并且此模型還應當具有煤層采高、推進度、挖底以及俯仰角度等基礎開采信息，從而為之后的工作提供全方位的數據支撐。

第三點，利用地質模型和專業設備對礦產模型進行精準度的修正。此環節主要以地質模型為基礎，結合區域雷達和慣導監測技術獲取實時地質數據，并通過智能系統對大數據進行融合計算，進而達到優化和修正開采模型的目標。

2.5 開采面空間導航定位及精準控制技術

該技術主要通過光纖陀螺儀慣性導航技術，將慣導系統支持的開采礦機行進路線計算結果與設計切割路線進行比對，并通過對設計切割曲線進行修正，從而達到對工作面進行校直和修正水平控制等目標。

同時通過實時監控慣性導航x、y、z三個方向的位移變化數據，將采礦機的三維位姿狀況及時傳送至控制中心。管控人員可通過對采礦機位姿變化數據的分析，進一步更正截割模板中的采高數據，從而達到提升精準定位控制效果的目的。另外，在礦產資源開采過程中可以利用雷達定位技術，在刮板輸送機的頭部和尾部安裝測距激光雷達，實現對輸送機頭部、尾部以及進、回風兩端距離進行實時監控的目標，進而得到開采面輸送機實際位移情況，為精準開采定位控制提供決策依據。

3 新綜合物探法在實際應用中的注意事項

科學有效的物探方法能夠影響整個礦山工程的設計和施工，而且通過為礦產開采工程設計和生產提供重要的地質數據資料，可以提升開采效果。但想要實現這一目標，還需要重點注意以下兩點問題。

3.1 物探方法的選擇需要注重針對性

只有對礦產區域進行實地考察才可以準確地選擇出科學合理的物探方法，并充分發揮物探技術的重要價值。但是不能認為新綜合物探法可以適用于任何地質的勘查工作，在進行礦山礦產資源開采定位時，應當結合開采區域的實際地質情況和開采復雜性進行充分判斷，選取最適合的物探方法進行探測，進而確保整個物探定位的質量。在確定好物探方法之后還要排除施工現場的干擾因素，例如，物探區域有明顯的潮濕或者周邊區域有大量的水分都會對地質物探帶來干擾，因此，在物探工作開始之前應當及時處理好施工區域的影響因素，從而降低不重要因素對物探工作的影響，提升地質探測的真實性和精準性。

3.2 注重分析驗證的有效性

在對物探數據進行驗證時，應該使用多種方式進行檢驗，在將物探數據和其他輔助信息進行對比處理時，都需要根據實際情況進行驗證方法的選擇。而且在具體實施過程中，需要以檢驗質量和準確程度兩方面為依據，進而確保驗證方法的真實準確性，以將地質物探結果分析驗證的真實有效地體現出來。

4 結語

目前礦山資源開采對物探精度提出了更高的要求，而新綜合物探法的應用范圍越來越廣，因此在進行現階段的礦山勘探時，完全可以使用新綜合物探法對未知區域的地質情況進行勘察，以有效提高礦產資源開采精準度，減少人力、物力和財力的投入。并且可以通過對綜合物探勘探信息進行分析，為技術人員和開采人員提供相關地質數據，進而利用相關數據提升保障開采人員的人身安全，促進礦產企業的經濟發展。