基于復雜地形條件的特殊物探施工方法研究

魏景山

（中國煤炭地質總局水文物測隊，河北 邯鄲 056000）

近年來，礦山工程中物探技術不斷被推廣應用，因為地質條件以及自然環境復雜，影響技術應用效果的因素較多，這對物探技術的應用，有著較高的要求。基于此，深度分析此課題，明確探險和塌方等因素對物探技術應用的影響，提出復雜地形條件下的物探作業方法，有著重要的意義。

1 地形條件對物探的影響分析

在礦山工程中，地形條件對物探方法的應用影響，具體體現在以下方面：1）溫度因素。受到礦體荷載的作用，加之氣候和溫度因素等的影響，產生熱脹冷縮問題，使得壓實度無法達到工程標準，土基變形的不斷積累，使得礦產工程極易出現差異沉降，進而破壞物探，使得礦山工程的質量受到影響。2）地質條件。從物探方法應用實際來說，其主要是開展區域地質調查，在具體施工中，利用機械設備，采取鉆孔方式或者其他方法，進行巖土孔隙或者裂隙施工。從技術應用角度來說，極易受到滲水和涌水等的影響，難以保證探測結果的真實性。3）軟土層和滲水等。若遇到軟土層，會給物探施工造成極大的影響，極易引發鉆探布孔數量不足或者深度不夠問題，使得地基無法達到礦山工程建設的要求，加之雨水因素的影響，加劇了水土流失，降低地基強度，此時如果運用物探方法，極易出現承重荷載力不足的情況，增加物探作業的難度和檢測時間，進而降低檢測結果的質量。

2 特殊地形條件下的特殊物探施工方法應用實例

結合某礦山工程實例，分析特殊地形條件下，運用小井深、小藥量的特殊物探施工方法，采集數據信息，獲得的效果[1]。經過實踐，驗證了采用特殊物探施工方法，能夠保證采集數據的質量，為后續的開采工作，提供了完整的地質依據。現結合具體實踐，分析特殊物探施工方法的具體應用，做如下論述：

2.1 地質概況

此礦區可采煤層總計3層，主要位于山西組地層中部，厚度范圍為4.45m～5.25m，復存在F78斷層以東，整個區域全部剝蝕。測區的東部，受到剝蝕作用，出現16煤層露頭。整個探測區域為華北型石炭二疊系含煤構造，地層情況具體如下（從上到下）：1）第四系厚度范圍為71.74m～118.70m；2）二疊系山西組厚度范圍為0--70.22m；3）石炭系太原組厚度范圍為55.86m～98.13m；4）本溪組厚度范圍為5.78m～23.02m。5）奧陶系馬家溝組揭露深度的最大值為50m。

2.2 地球物理特征

探測區域的地表條件：探測區域的地勢較為平坦，地面標高普遍在+34m左右，潛水面主要在地表下部2m左右，探測區域內存在著大量的村莊。探測區域內存在1條貫穿西南的運河。由于地表覆蓋物較多，增加了野外施工作業的難度。地震地質條件具體如下：1）淺層。第四系覆蓋整個探測區域，平均厚度范圍為71.74m～118.70m，地質條件比較好。2）深層。此區域主采煤層12、16頂底板，以泥巖和細砂巖為主，和煤層之間有著波阻抗界面，并且12煤層和16煤層相對穩定，并且能夠產生很強的反射波，地質條件比較好。

2.3 物探方法的試驗分析

考慮到礦區地形條件較為復雜，在三維地震勘探作業中，通過大量試驗，明確激發因素和接收因素等內容。從試驗記錄來說，小井深激發的地震記錄，其信噪比略低，不過能夠獲得有效反射波，而且分辨率很高；從小藥量激發采集的單炮記錄來說，反射波具有層次清晰和頻率高等特點。獲得的試驗結果，為村莊以及魚塘區域內物探作業的開展，提供了技術保障。

2.4 試驗獲得的成果

獲得的處理結果主要包括炮點和檢波點平面位置圖；此次三維地震探測資料覆蓋總面積約為1.89km2；三維偏移數據體以及生產縱向時間剖面。依據炮點和檢波點平面位置圖，能夠了解到在村莊以及魚塘等實現障礙物內，測線以及炮點的布置，相對來說很均勻，沒有出現大面積空擋情況。依據生產縱向時間剖面圖能夠得知，村莊和魚塘區域采用小井深、小藥量的技術措施后，時間剖面上只留下了一個小小的缺口，深度沒有影響到新底層底界，并且能夠了解煤層的反射波能量很強，層次很清楚[2]。

2.5 解釋的成果

探測區域內煤系地層整體形態如下：為傾覆的寬緩向斜，方向為東北向，解釋了總計11條斷層，斷層的落差大小不相同。南端煤層存在著被剝蝕的情況，存在隱伏露頭，并且在露頭周圍12煤層存在一條沖刷帶，為東西向。西南方向解釋存在陷落柱，面積大約為0.0225km2。

3 特殊地形條件下的特殊物探施工方法應用方法

若在裂隙巖層中，實施物探作業，常見坍塌情況。為避免造成安全問題，減少資源浪費，采用低壓技術施工，或者采用物探技術手段開展施工作業，當礦層內灌注施工完成后，裂隙全部凝固，再開展物探施工作業。除此之外，可運用物探策略，將礦層把控在合理范圍內，控制礦層坍塌率，使其處于10L/mp-15L/mp范圍內，最大程度上控制礦產資源的浪費，當礦層沉積后，將坍塌率維持10L/mp-15L/mp范圍內，完成后續的施工作業。

若礦山濕度較大，比如滲水區域和涌水區域，采用水流控制措施后，再運用化學物探檢測法，通過向煤礦層內，加入水玻璃氯化鈣速凝劑，進而減少礦層的流動性，實現止水密封，減少滲水和涌水的不利影響。若滲水漏水問題較為嚴重，采用一般的物探方法難以有效控制，極易造成物力和財力浪費，甚至不會獲得探測成效，建議應用特殊物探方法[3]。

4 結語

綜上所述，對地形較為復雜的礦山，若采取傳統的物探技術手段，無法支撐相關工作的開展，要嘗試運用特殊物探方法。文中結合實例，分析了特殊物探方法的應用效果。經過實踐驗證，在復雜地形條件下，運用此方法，能夠獲得不錯的探測效果。