物探技術在礦山地質勘探中應用及發展趨勢

蘭鴻宇

（岳陽市規劃勘測設計院有限公司，湖南 岳陽 414000）

我國經濟社會的發展促進礦產資源消耗量的增加，在現階段如何對礦山地質進行有效合理的勘探，以提升礦產資源的開采及利用效率，已經是社會各界所廣泛關注的問題之一。

綜合物探技術在現階段是應用范圍較廣，且整體探勘效率較高，成本較低的技術，科學有效地對該技術進行應用，將能夠為我國礦產資源開采和礦山勘探形成良好的推動作用。

1 礦山地質勘探之中物探技術的應用

1.1 地震勘探技術的應用

地震勘探技術是當前地質勘察過程中應用尤為廣泛的物探技術之一，該技術在應用的過程中首先需要針對相應的資料進行收集﹑處理，從而才能確保相關勘探工作開展得順利和有效。在實地資料收集的過程中，相關工作人員需要采取人工的方式來進行地震波的激發，通過形成地震波對地下不同介質對地震波的反射與折射狀況來分析地下的實際情況，在這種方法之下可以實現比較良好的勘探效果。其次，在完成對相關資料的采集之后，需要進一步進行資料的分析工作，從而才能為后續的礦產資源開發工作形成條件。以實際的情況為例，工作人員在進行信息的解釋階段，需要以現階段已經獲取的資料對礦區礦層組成情況進行深入的分析，并依據所獲取的探測結果采取地震勘察技術對地震波進行追蹤與對比，由于不同地質條件下地震波的反射強度﹑反射的連續性和相位等信息是具有較為顯著的差異的，因此通過把握這些差異即可以實現對地質信息的有效分析。在進行地震勘探技術的應用階段，需要注意如下內容：①為了確保相關勘探工作進展的順利性，工作人員有必要對礦區具體的地質條件進行全面掌握，尤其是需要對礦區實施全面勘察，確保數據掌握的準確性；②在對信息進行系統性掌握的基礎上進行地震勘察線的設置，在設置過程中，需要嚴格地按照地震勘察的工作規范進行，避免由于整體工作規范性方面的不足而導致其他問題的出現，影響勘察活動的準確性；③正確選擇檢波器是確保勘察活動有效性的重要一環，通常情況下相關的勘察工作之中需要選擇規格相同的檢波器，并以兩串兩并的方式對其進行應用；④要確保相關工作之中數據觀測的有效性，在接收通道的設置方面需要確保其間距在5m左右，炮間距在10m左右。在上述的工作方法下，通常可以確保對礦區地質情況的有效勘察，從而為礦產資源的開發和利用創造有利條件。

1.2 瞬變電磁技術的應用

瞬變電磁技術也是現階段礦山地質勘察之中比較常見的一種技術，該技術的基本原理是將不接地回線或接地導線作為場源，在以此脈沖磁場間歇期間利用線圈或是接地電極觀測地下介質之中形成的感應渦流場，從而實現對地質情況進行有效探測的方法。

從既往對于瞬變電磁技術的應用情況來看，該措施在進行施工的過程中整體效率較高，能夠比較良好地實現對地質狀況的勘測，同時該方法在使用過程中也不會受到地形因素的影響，因此適用范圍也比較廣泛。在礦山物探施工的過程中，進行瞬變電磁技術的應用首先需要選取與勘探工作需求相適應的裝置，現階段瞬變電磁法的裝置類型包括同一回線裝置和重疊回線裝置等。同一回線裝置是當前相關測量之中最為簡單的一種類型，這種裝置的發射器與接收器處在同一線框之內，因而既能夠作為接收框也能夠作為發射框，在使用過程中由于這一裝置的整體重量較輕，因此能夠適應多數勘探需求，但同時需要注意的是，同一回線裝置在整體的勘探深度方面相對較小，因此對于實際的勘探工作會形成一定程度的限制。而重疊回線裝置所指的是相關發射框與接收框在幾何形狀與尺寸方面相同，但在進行布置的過程中需要將兩個框進行獨立布置的裝置。這種裝置在實際的勘探活動之中，發射圈可以逐測點進行移動，因此通常不會存在激發盲區，但這種裝置也存在整體分辨率不高以及導體較多﹑設備較重等缺點。除此之外，瞬變電磁技術可選的裝置還包括固定發射移動接收裝置﹑雙線框裝置等一系列裝置，相關裝置在進行應用的過程中也分別具有自身的優缺點，因此相關單位和人員應當根據實際的勘測需求進行裝置的合理選擇。與地震勘測技術類似，針對資料的處理和解釋是瞬變電磁技術勘測過程中較為關鍵的部分，在實際工作之中相關單位和人員需要按照收集原始數據﹑格式轉換﹑全區視電阻率計算﹑時深轉換﹑圖件繪制﹑資料解釋和地質結論的流程完成對相關資料的解釋工作。其中原始資料的獲取主要是通過對野外觀測的各項數據進行編錄，針對已經獲取的原始數據進行整理和編號等，在這種方法之下實現對勘測所需的各類數據進行獲取。在全區視電阻率計算的階段之中，就是要采取全區視電阻率的計算公式對電阻率進行計算，這是由于如果常用的重疊回線裝置采用晚期場計算，則會導致中期時段視電阻率增大，并造成誤差，而通過應用全區視電阻率計算公式則能夠比較有效地消除誤差問題。

1.3 探地雷達法技術的應用

探地雷達是一種進行高頻脈沖電磁波發射從而實現對地下目標進行勘探的方法，相關設備在進行電磁波發射之后，電磁波在傳播過程中如果遇到典型差異的介質就會在臨界面發生反射現象，而不同的介質之中，電磁波在能量﹑波速﹑振幅以及傳播路徑等方面存在著較為突出的差異，從而可以實現對具體地質情況的有效勘探與掌握。在進行相關的勘探活動過程中，這種方法具有勘探速度快﹑過程連續性強和分辨率高等特點。

在采用探地雷達進行地質勘探的過程中，對數據的處理是尤為關鍵的一環。從實際情況來看，由于不同地質條件下巖層介質存在著不均勻特性，因此會導致相關條件下高頻電磁波在傳播階段出現衰減﹑散射等情況，同時特定環境下的噪聲干擾和電磁干擾等問題也會導致B-scan的二維圖形產生模糊現象，這種情況將導致相關勘探工作無法對區域地質的實際情況進行有效掌握，因此對數據的處理工作是這個過程中極為重要的內容。在探地雷達的數據處理階段，相關單位和人員需要從三個步驟來完成整體的處理工作，首先在數據編輯階段需要針對相關數據進行充分的整合與剔除，在現場勘探的過程中，由于觸發﹑外部噪音源和系統故障等問題往往會導致多個數據的破壞，在面對這種情況的時候需要對數據進行填補，而如果相關區域地下的情況整體復雜程度較高，或是實際操作階段存在操作不當的問題導致數據出現比較嚴重的破壞，則需要對數據進行剔除，以增強數據的準確性。在數據的濾波處理階段，相關單位和人員可以通過兩種方法來實現濾波操作，其中包括主單波道的時間變化的時域濾波和以橫向距離變化的多波道空域濾波，通過相應的濾波處理可以比較有效地對獲取的信息之中存在的漂移信號和其他低頻分量進行去除。整體而言，探地雷達法是當前進行礦山地質勘探過程中應用效果較為良好的一種技術，這種技術在實際應用階段的自動化程度較高，同時也能夠針對不同地質參數和勘探需求進行適應，從而有效地提高了地質勘探活動的質量和效率。基于現階段地質勘探雷達所具有的優勢，相關單位和人員最終能夠對礦山地區所存在的斷層﹑采空區等地質情況形成有效的分析，達到提升礦井開采整體安全性的目的。

1.4 其他地質勘探技術的應用

除了上述的地質勘探技術之外，電流透視技術﹑無線電波技術以及瑞利波技術等在現階段的礦山勘探之中也具有一定的應用。

首先電流透視技術是依托電流透視法對勘探區域的地質結構進行反應的方法，這種方法可以比較充分地對巖石內部的地質構造以及含水情況等進行探測，從而可以彌補傳統的電流法進行相關的地質勘探過程中，電流無法充分地反映出巖石內部情況的問題。需要注意的是，電磁透視法在進行應用的過程中應當高度地關注外磁場可能對勘探工作造成的影響，當存在外磁場的情況下，天然磁場將會出現較為顯著的波動，并導致感應電流的產生，從而引發電磁場的改變，引起勘探質量的降低。其次，瑞利波法也是現階段應用相對廣泛的技術，該技術是對不同地質條件下瑞利波的傳播速度來進行地質結構的探測，當相關區域存在較為顯著的斷層結構的情況下，瑞利波的傳播速度和頻率將會出現顯著的變化，從而可以幫助人們明確具體的地質結構和地質斷層。無線電波法是通過將高頻率的電磁波發射到地下，當電磁波在地下傳播的過程中，電磁波將會出現較為突出的衰減現象，而通過對電磁波的瞬間情況進行分析，就可以幫助相關勘測人員掌握地下的地質結構。

2 礦山物探勘察技術的發展趨勢

2.1 數字化技術將得到進一步的應用與發展

在現階段我國的相關技術已經得到了極大的發展，而這些技術的發展也逐步開始應用于礦山的物探工程之中。數字化技術是相關應用的代表和未來的主要發展方向，通過推動勘察技術的逐步數字化發展，將能夠為礦山的勘探工作提供充足的動力。

從實際情況來看，礦山數字化勘探技術是由多個技術共同構成，其中主要包括測繪技術﹑計算機技術和數據處理技術等，在具體的實踐過程中需要依托軟件系統對勘探所獲取的數據實施全面的處理，并根據所獲取的數據，進行適當的調整，以最終實現相應的勘察目標。在這一系列操作之下，可以確保相關的數據和內容轉化為CAD數據內容，相較于以往的勘探措施，圖文所呈現的內容更為直觀。同時數字化背景下的礦山勘探相較于以往的技術類型也具有更為智能化和自動化的特征，在保證相關勘探活動具有更高效率的前提下將有效地促進勘察工作的質量提升，并充分縮短勘察工期，提升整體的經濟效益。在未來的工作之中，相關勘察技術仍然具有進一步數字化和智能化發展的空間，在資料的處理方面，可以依靠計算機的電子化運行，對現有的礦山地質勘探數據庫進行整合，增強施工開展的時效性。與此同時，相關技術的應用也能夠對相應區域的各項地質指標進行全面的分析，為各類先進的地質勘探技術應用和引進創造基礎。

對于人員而言，未來的礦山地質工程勘探工作由于大量依靠計算機對數據進行分析，從而可以有效地降低勘探人員在實際工作之中的工作量，同時傳統的礦山地質勘探活動之中，以人員為基礎進行相關數據整理的方法也比較容易出現誤差，導致最終勘探活動推進質量差的現象，而數字化和智能化的數據處理方式，則能夠最大程度地保障信息數據處理的準確性，確保工程的順利推進。

2.2 GIS技術在礦山物探工程中的應用

以當前的具體情況來分析，相關工作的開展已經對數字化技術進行了比較充分和廣泛的應用，相關的數字化技術在應用過程中可以比較有效地實現對空間位置的定位和搜集，在地理信息技術和相關數據庫技術的應用及引導之下，將有助于地質信息數據庫系統的構建和完善，對于現階段的工作也將起到巨大的促進。

依托GIS地質信息數據庫，礦山地質勘探工程將能夠針對數據進行綜合化的電子處理，在此前提下對所獲取的數據信息，以及相關數據所具有的特征進行比對，快速地實現結果的輸出，對于保障勘探工作的質量和效率具有直接的作用。整體而言，現階段的礦山地質勘察工作正在全面朝向數字化和智能化的方向發展，在未來的發展過程中，相關人員有必要對現階段的勘察數字化系統進行充分結合，進而對相關過程之中所產生的各類龐雜和繁瑣的數據進行有效處理。隨著該領域數字化的趨勢加深，相應的數字化系統和數據庫形成，在進行數據管理的過程中，對于計算機技術的應用也將更為廣泛，為了確保相關的技術與計算機進行緊密的結合，工作人員在實施管理的階段則應當加強數據概念模型的構建力度，保障勘察實體與相關聯功能之間的融合，推動勘探質量的提高。

3 結語

綜上所述，在現階段的礦山地質勘探工作之中，相應的物探技術已經較為多樣化，通過這些技術的合理應用能夠幫助相關單位和人員準確地掌握目標區域實際的地質結構，為礦產資源的有效開發和利用形成條件。而為了提升勘探的質量和效率，相關的工作與計算機互聯網技術之間的密切結合也是發展的必然，未來有關各方應當加強自身在工作方式方面的研究與改進力度，促進礦產資源開發充分滿足現階段我國社會的需求。