物探技術在礦山地質探測中的應用研究

任岐山，王大光

（河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450009）

物探技術作為常用的一種地質勘測技術，在礦山領域應用十分廣泛。 現階段在礦山開采過程中，施工人員容易遇到各種自然災害和地質異常問題。傳統的采礦作業存在巨大的安全隱患，會威脅到施工人員的生命財產安全。因此，物探技術在礦山地質探測中的廣泛應用，能夠幫助勘測者深入了解采礦層的結構，避免地質災害的發生，進而提高地質勘測的效率。目前我國礦產資源的開采情況來看，開采技術落后，新技術的引進較為缺乏管理機制和監督機制不夠，導致礦山地質災害問題的頻發，影響到礦山開采工作。因此，本文就結合物探技術，分析其在礦山地質勘測中的應用。

1 物探技術概述

1.1 物探技術概述

物探技術是從20世紀中后期被采用的，廣泛的運用在了礦井施工的前期勘測和解析工作中，對于我國部分地區礦山開采提供了相應的技術支持，并在近幾年的礦井施工勘測和解析工作中取得了良好的成績，能夠有效提升礦產資源開采的安全系數，并對于開采過程中存在的地質異常問題進行實時監控，保證開采系統布局的科學性和合理性。當前隨著信息技術的發展物探技術也日益更新，其操作更加便捷，施工簡易。最常見的物探技術方式有超聲波勘探、低溫法勘探、重力勘探等多種類型，能夠結合探測的礦山開采區的區域環境和具體的勘測要求，提供勘測地質數據信息。

1.2 物探技術現狀

當前在地質水災害處理期間，經常會借助物探技術的運用來勘測地表和地下結構，以此來提升地下勘探技術的精確度和準確度。

從當前的礦山地質勘測來看，物探技術涵蓋了重力勘探、磁力勘探、電法勘探、瞬變電磁法勘、地震勘探等?，F如今大部分的物探技術的運用都是被采用到礦井開采和損害治理中，因此，進行勘探過程中，選擇物探技術時，常常會結合礦山地質情況進行相應的勘探，建立起勘探方案。而本文的研究主要集中對于物探技術運用在礦井開采中的使用效果進行說明和論述。

2 礦山地質探測中物探技術的應用情況

針對地下結構和水文情況進行勘探的過程中，需要借助相應的勘探方式和勘探手法來進行探測，這樣才能保證勘探結果的科學性和有效性?，F階段礦山勘探過程中需要明確具體的施工范圍的地質結構和方位，建設勘探設備，對礦層的分布、礦層的走向、地下水文的情況、地質構造等數據進行實時的監測，并針對特殊區域開展相應的物理勘探。通過物探方法和物探技術的運用，有效結合實際的礦山地質情況進行勘探，發揮出勘探技術的價值和作用。

2.1 礦山地質探測中所使用的物探方法

科學采取合理的物探技術，能夠有效降低礦井施工期間各類異常事故和災害發生的頻率，有效確保開采工作的順利進行，增強開采單位的開采效益。因此，在礦山地質勘探過程中，為了提高施工質量，需要引進先進的技術來完成施工前期的勘測技術。

從物理的角度上來說現階段的勘測方式為重力法、磁法、地震法、地熱法、電法和放射法等，目的是了解當前地下礦山的地質結構和具體的礦產資源、分布質量。其中重力法、磁法可以對地下礦產的具體情況進行分析，而電法則是通過了解目前礦產的分布位置，并結合各種礦物質的導電性能來分析礦產的種類。從探測位置上可以借助地面物探法、礦井物探法等。而地面物探技術，又包括重力勘探、磁法勘探、低溫勘探等。相對于其他的稀有礦來說，礦山勘測較為容易，開采難度也較小。

2.2 礦山地質勘測中所使用的物探技術

2.2.1 地面電法

地面電法能夠將礦山內部的資源區、采礦區進行實時監測，為礦山安全生產提供相應的數據支持。了解礦山地質條件，明確內部是否存在斷層水層，借助地面電法的效果察覺礦山地質勘探中是否存在潛在的風險。這也是目前在礦產資源地質探測時最常見的方式，為礦山開采提供技術支持。

2.2.2 高密度數字三維地震技術

在礦山開采期間，高密度數字三維地震技術能夠對復雜山丘的落差，進行實驗了解地層的分辨率、密度和覆蓋率，并且了解斷層之間的2M落差數據和陷落柱的直徑。該項技術被廣泛運用在小型礦山中，它能夠有效提高礦山探測的精準率，尤其是在斷層和陷落柱方面建立起數字三維模型，但同時對探測人員的

專業技術要求較高。

2.2.3 三維地震疊前偏移處理技術

三維地震疊前偏移處理技術通常采用頻率較高，該項技術能夠有效優化物探技術中的橫軸方向和圖線的精準率，直觀的對于施工區域周邊的巖石情況和地質情況進行分析，并且能夠改善縱軸方向，提高弱反射波的檢測能力。通過精確的勘測，能夠把握施工區域內的內控層、水層，確保后續礦井工作期間，能夠為實際的勘測工作提供相應的數據支持。除此之外，礦井物探技術作為一項地震性質的探測技術，能夠借助震動、地震反射頻率來收集相應的信息，并對信息進行處理，在小范圍的情況下通過高密度數字三維地震勘探技術，能夠幫助施工隊獲取精確的圖像信息，了解地質層的密度和具體的范圍?？睖y時對于存在的斷層水平面距離進行預判，尤其是在地勢險峻的山體中能夠對山體的地質情況進行探測分析。

2.2.4 屬性本解釋技術

物探技術運用在礦山地質勘測中，借助屬性本解釋技術能夠對于地震反射的頻率振動和能量建立起三維數據模型，并對礦山地質環境進行高精度的解釋。結合數據計算，獲取小型結構剖面圖，建立地震屬性數據體的。但該項技術在實際運用過程中，對于信息處理的依賴程度較高，需要較好的探測儀器，在一定程度上會大量的增加物質探測的成本。

2.2.5 巖性反演資料處理及解釋技術

巖性反演資料處理及解釋技術該項技術的運用過程中能夠有效提高反射波的可檢測性，通過探測礦山的地質結構，了解礦層中的瓦斯分布情況和含水量的分布情況，為后續的礦產資源開采規劃和設計提供相應的參考數據。巖性反演資料處理及解釋技術技術能夠借助微弱的地震波信號，了解地下層的含水狀況，但很容易受到信號的干擾，需要專業人員再結合相應的探測技術，做出綜合性的判斷，以防存在誤判的現象。

3 物探技術在勘探礦山地質中的應用

3.1 地質災害防治的應用

礦產資源勘采期間物探技術的運用能夠在一定程度上減少地質災害問題的出現，有效建立起地質災害的實施勘察，并進行預測和監測。首先物探技術作為礦山地質勘測的一種物理探測技術，它能夠對于容易存在的地質災害問題進行評估，也有利于礦山開采工作，并為相關開采部門提供科學的數據支持?，F階段的物探技術能夠結合當地的地質災害問題，有效發現礦山地區存在的地質災害問題，并進行詳細的數據分析，做好危險區域的重點監測和礦產資源的開采。

其次，物探技術能夠有效對容易發生的地質災害區域進行監測，還能夠對周邊的地質環境進行監測，應用精密的探測儀器對容易發生地質災害的區域進行實時的監控，借助大量的地質信息，依據實際礦山地質條件由已知來分析未知。如借助電阻率測探法、電磁感應法有效預判巖石和土層是否由于重力而脫離了母體崩落導致的坍塌現象。甚至可以借助得到相應準確的信息了解到目前礦山的覆蓋層、厚度和基巖面的形狀，了解滑坡的堆積厚度。

從已知來分析未知，借助已知的礦山地質自然災害的問題了解地質環境和地質構造，分析容易發生地質災害的區域，并建立起簡單的地質數據和結構。通過復雜的布局形式，深入的分析和挖掘地質災害的發生區域，運用合理的物探技術，通過數據資料的支持，建立起地質模型，更好的進行數據的處理，并綜合運用多種方式從各個角度對于地質問題進行分析，了解各區域間的地質環境差異，建立起最優原則，選擇最實用的物探技術。

3.2 礦山水災害防治中的應用

礦山施工前期需要合理的介入勘探技術，對施工區域進行勘測。首先需要了解地質構造和地質情況，提高施工期間的安全性。礦產資源開采過程中災害數據為依據，才能制定其科學的防治水災的措施，來減少施工期間的異常問題。物探技術也被廣泛運用斷層空間分布模型的解釋，首先相干體及方差體技術運用過程中，借助資料中的CDP電信息建立起三維成像，借助數據切片和透視，了解同一時刻不同地質層位的分布情況。在處理地下斷層中，通過三維圖像的方式，了解斷層的信息，并依據閉合點和常規的剖面圖進行斷層修改實施閉合調整。

另外探測者可以借助瞬變電磁法的超前預測功能，對于施工過程中的水文結構進行精準的預測，了解礦區域施工區內的底板的隔水層的深度隱藏的導水通道和各類水文的地質結構類型。因為在礦山地質開采過程中，作業人員往往會遇到潛在的引水通道吐水，不僅會阻礙礦產資源開采的順利進行，同時還會引發礦山安全事故。因此針對此類問題可以借助物探技術對采礦區域的構建機理進行分析，工作人員可以運用三維地震探測法進行實時監測，注意監測前，了解地質表面的水文信息，并對數據進行實時分析，之后再運用三維探測方式，對礦層頂板砂巖的含水厚度和深度進行檢測，制定合理的施工作業方案。

4 結束語

綜上所述，地質勘探中物探技術的運用，既提高了礦山開采效率，同時又能夠提高礦井防治水工作的技術水平，加強對于地質災害的防治，提升礦山開采工作的安全性，對于礦山開采中存在的較大安全隱患問題進行防御。結合物探技術有效勘測出礦山地質中存在的斷層和水層，為礦山安全生產提供保證。希望通過本文的分析能夠幫助礦產資源開采工作技術優化升級，更好的發揮地質災害的治理作用，推動能源開采產業的建設與發展。