探礦工程中地球物理勘探技術的應用策略

饒建平

（江西省中環巖土工程勘察院，江西 南昌 330000）

0 引言

由于礦產資源的需求量不斷增加，推動了探礦行業的快速發展。鑒于礦產開采面臨環境復雜，加上開采難度相對較大，因此，要求相關人員選擇地質勘探技術，準確確認礦產資源信息。傳統地質勘探精度不高、效率低，和當前開采環境要求不符，對于勘察工作質量造成影響，所以，在勘察階段，可以引入地球物理勘探技術，為探礦工程順利實施提供支持。

1 地球物理勘探技術及其應用優勢

1.1 技術概述

地球物理勘探就是運用物理學、數學等領域學科知識，融合數據采集、分析和處理多種技術，輔以探測儀器、探測設備的綜合運用，對于地球當中物理場變化規律、分布特點進行觀測，全面分析地球介質構造、內外物質組成、演變情況，根據各類探測物變化規律，找到勘探目標。該技術在地質勘探當中的應用可以實現宏觀、微觀等層面的信息勘探，宏觀方面能夠分析儲層礦性、地層分布、物質構造等信息；微觀方面能夠對地質分布、儲存流體、地質模型情況詳細了解，借助勘探技術，明確地球構造，為預測地質災害提供真實數據[1]。

1.2 應用優勢

首先，地球物理勘探的應用，能夠將探礦勘探精度提高，在實踐勘探過程，相關人員利用先進的儀器設備分析地質信息，獲取地質數據。與此同時，勘探人員還可以選擇人工智能和大數據等技術輔助數據處理，將數據檢測精度不斷提高。其次，地球物理勘探的應用效率不斷提高，因為地質勘探流程復雜，還涉及地質構造分析，一旦巖性不均勻，其中存在復雜多變的物質，要獲得高度準確的勘探結果，必然要對于勘察數據全面分析，在地球物理勘探的支持下，勘探人員可以利用計算機、人工智能以及大數據等技術，利用勘探儀器，精準獲取地質信息數據，通過可視化方式展示勘探結果，將探礦工程的勘測效率不斷提高。最后，地球物理勘探適合應用于復雜地質條件，勘探過程安全性較高。因為地質勘探需要精準獲取地質結構信息，如果勘察方案制定合理性不足，就容易出現安全事故，傳統勘探技術應用需要在勘探結束以后，才能了解勘測區域的地質構造信息，同時，勘探階段也有可能存在潛在安全風險，對此，選擇地球物理勘探，勘探人員利用掃描設備、探測設備即可獲得地質信息數據，提前預測地質災害，從而優化勘探方案設計，保證人員安全的前提下，能夠獲得準確的勘探結果。

2 地球物理勘探技術類型

2.1 磁法勘探

磁法勘探就是利用磁力設備勘探延時、礦物磁性差異，根據勘測結果，分析磁場變化信息，為資源勘探提供支持。由于磁法勘探技術應用需要使用檢測儀器，這類儀器攜帶便利，而且成本相對較低，檢測效率能夠得到保證，特別適合有色金屬的勘探，同時，磁法勘探還可應用于地質研究，將磁力儀器設置在飛機上方，對于航空磁力展開測量，確保對磁力范圍進行大范圍掃描，降低地質勘探事故發生概率[2]。

2.2 電法勘探

電法勘探是借助航空電法、地面電法以及直流電阻率方法完成勘探工作，直流電阻率勘探方法能夠獲得準確的勘探結果，適合應用于水文地質等勘探工作開展，因為地球物理勘探這項技術應用對于勘探區地形特點有明確要求，所以，勘探人員需要前期對于勘察區地形條件全面勘探。而直流極化法則適合應用于水源查找、鐵礦和銅礦等資源勘探。還可以利用瞬變電磁法，依托設備向地下傳遞脈沖磁場，利用測量設備觀測數據，將電阻率計算出來，該勘探技術適合應用于設備攜帶，勘探范圍超過500m。

2.3 地震勘探

應用地震勘探能夠對地層彈性波密度、波組等進行分析，還能利用檢測設備探查電磁波信號，具體方式就是利用人工方法激發電波信號，分析地質構造，勘探礦產資源分布特征。當前，地震勘探技術快速發展，在技術應用階段，將高分辨率成像技術引入，建立地震模型，能夠通過立體化途徑將勘探結果呈現出來。

2.4 重力勘探

在探礦工程領域，重力勘探也屬于地球物理勘探技術類型之一，具體而言，地震勘探主要選擇勘察儀器對于礦體、地層密度之差進行勘察，為地質探究提供依據。該技術的應用十分便捷，屬于礦產資源勘探高效方法之一，在勘探技術的運用過程，可以對沉積盆地或者巖體巖漿多種地質情況加以檢測，勘查和金屬相關的礦產資源分布情況

2.5 檢測波勘探

檢測波勘探方法有兩種：①發射法，該方法應用頻率高，屬于較為典型的探測技術之一。技術應用階段，通過對地震環境的模擬發射檢測波，檢測波經過反射，便于人員分析檢測波變化特點，高效監測地球信息。該方法的應用可以輔助勘探人員獲得更為精準的勘探信息，操作難度不高，因此勘探效率高。技術應用過程，為了確保數據準確，還需要將高新技術引入其中，提高技術應用效果。技術還可應用于復雜地質環境當中，對于地質災害進行預測。②折射法，該方法屬于地球物理勘探常用方法，大多在爆破環節應用此方法。爆破過程會投射出折線，相關人員對于折線傳播特征進行分析，有效監控地質環境，對于地質災害采取精準預測，了解到異常地質變化情況，讓檢測效果能夠得到保證。該方法準確度也相對較高，因此有著廣泛應用[3]。

2.6 數字化勘探

隨著信息化技術的發展，探礦工程勘探技術應用也不斷轉型，探索技術的革新應用路徑。數字化技術就是其中之一，在探礦期間，應用數字化技術，建立探礦模型，用立體化模型在其中填充地質信息，將地質信息整體情況反映出來，為管理人員來更為直觀感受。數字化勘察必然離不開信息收集，在信息化技術的應用下，能夠推動采礦勘察的數字化建設進程。

3 探礦工程中地球物理勘探技術應用

3.1 金屬礦物的勘探

在探礦工程領域，對于金屬礦物的勘探需求相對較多，在金屬礦物的勘探方面，可以選擇此磁法勘探、電法勘探等多種技術，輔助礦物勘探工作開展。例如：應用電法勘探需要勘探金屬礦物過程，按照巖石、土層二者之間存在導電性方面的差異進行，分析穩定磁場條件之下，金屬礦物所處地層電流變化規律、特點，在觀察、分析以后，對于金屬礦物存儲量、存儲位置精準確定，合理運用地球物理勘探，為礦產開采提供數據支撐。可應用地球物理勘探這項技術完成金礦尋找，精準區分金礦環境，對于成礦地帶進行預測，并對礦區精準定位，借助數據分析這項技術對于金礦體進行分析，高效率完成找礦工作，輔助金礦資源開發。除此之外，應用該技術才能對成礦情況進行預測，深入分析區域地質環境，對于金礦庫存產量、存儲形態以及庫存位置詳細調查，高質量完成找礦工作。

3.2 礦井勘探的應用

當前，煤礦勘探工作當中，礦井勘探屬于關鍵環節，礦井勘探工作開展能夠為煤礦開采工作奠定基礎，因此，在開采過程要選擇有效地勘探技術，對于礦井信息全面勘察，及時找到礦井基礎設施是否存在問題。例如：利用地震勘察法對于礦井的井巷質量全面檢測，在巷道底板下方、兩側設置二維測線，按照頂板和底板的聲波屬性采取合理計算，確保炮點、偏離距和檢波點等位置設置準確，根據地球物探方法對于井巷的地震信息全面收集，為礦井勘察基礎設施質量分析提供支持[4]。

4 探礦工程地球物理勘探技術應用注意事項

4.1 提前分析技術應用可行性

地質勘探工作的開展需要利用地球物理勘探技術，在此期間，需要相關人員準備精密儀器、設備。通常來講，勘探信息獲取有可能受到外部環境方面的影響，導致數據精度不高。例如：矽卡巖、火山巖本身擁有較強的磁性，巖體可能對勘探儀器、勘探設備使用情況造成影響，應用該技術對于碳之間、黃鐵礦進行激電，在此期間也會出現非礦異常現象。同時，應用勘探技術，如果遇到熔巖破碎帶、地形起伏強烈的地質環境，影響設備采集電阻率信息，對于地質勘察效率、質量等保證造成影響。所以，應用地球物理勘探這項技術，需要相關人員提前分析勘察區地質構造特點。

例如有色金屬礦產的勘探，由于這類礦產資源存儲深度大，可能位于巖層附存區，加上有色金屬的礦層薄、品位低，極有可能對實物探測效果造成影響，勘探期間需要將金屬礦物勘探可行性充分考慮其中，對于不同勘探技術靈活選用，詳細分析礦產資源庫賦存情況，根據不同影響因素，制定解決方案，提高資源勘探效率，保證勘探過程安全。

4.2 合理選擇勘探技術

考慮到地球物理勘探的技術種類豐富，不同技術應用優勢、應用條件各有不同，為了保證勘探工作效率、質量和安全性，要求勘探人員根據實際需求，選擇勘探技術。不同的地球物理勘探適合不同的探礦工作需求，只有根據地質條件特點，綜合考慮才能保證技術的適用性[5]。同時，礦體、圍巖以及地質條件都存在較大差異，地質體、礦化體規模龐大，因此，為了保證勘探工作效率，必須要選擇合適的勘探方法。從地質勘探實踐需求角度出發，如果勘探內容為角巖、鐵礦以及基性巖，那么，勘探期間可以選擇磁法勘探這項技術，能夠最大限度確保勘探質量。如果要測定內容為硫化體，則勘探期間需要選擇電法勘探，原因是激電能夠高效探測黃鐵礦化之處巖體破碎情況。例如：探測金礦選擇電法勘探能夠直接得到金礦資源的賦存數據；針對礦產埋深較大的資源探測，選擇重力勘探方法；針對沉積礦床勘探，也可選擇重力勘探，精準獲取巖層厚度、巖層構造等數據信息。

4.3 合理制定勘探方案

在地球物理勘探應用期間，為了將勘探技術優勢充分發揮，保證勘探結果高度準確，需要相關人員考慮對地質勘探結果產生影響的主要因素，選擇合適的勘探技術，制定勘探方案，為技術順利應用奠定基礎。在方案制定期間，相關人員應該明確勘探結果的影響因素，選擇有效措施，保證勘探結果應用高度可靠。因為地球物理勘探涉及多學科內容，還涉及工程領域、礦產領域和地質領域知識，隨著技術的發展，空間幾何領域技術的引入，加上高分辨率視頻處理等技術應用，能夠精準識別地質構造特點、分布情況，能夠輔助復雜地質結構探測，確保技術方案和復雜的勘探地貌、地形相適應。

4.4 合理使用勘探儀器

因為地球物理勘探的應用涉及的勘探技術相對較多，包括地震勘探，電法勘探、磁法勘探，檢測波勘探多種技術，技術選擇不同，應用儀器設備也各有不同，設備質量和精度對于勘探結果可靠性會產生一定影響，所以，為了保證技術應用效果，提高勘探工作效率，需要制定完善的勘探方案，嚴格檢測勘探儀器，保證儀器質量，在勘探工作開展期間儀器的運行狀態良好，防止由于儀器設備本身質量問題或者精度問題，影響勘探結果的準確度[6]。例如：在勘探期間，選擇高溫超導磁強計這一儀器能夠輔助磁場信息變化接收、監測，在礦產勘測領域應用范圍較廣。在設備應用階段，需要根據實際需求，對于設備型號、類型等進行選擇，注意設備靈敏度檢測，保證其能夠達到規定要求。如果選擇電法勘探，還需要保證軟件運行狀態良好，能夠高效率對地質勘探數據信息全面獲取，防止由于軟件故障，導致勘探結果精度受到影響，由此可見，地球物理勘探的應用，儀器和設備質量的保證是技術價值發揮的重要前提。

例如，電磁探礦檢波器也屬于地球物理勘探常用設備之一，設備的使用原理是利用鋼圈、芯體之間運作，將地面震動信息向儀器當中傳輸，保證儀器設備之間能夠達到共振狀態，使用者可以根據顯示信息記錄諧波，采集繪制數據信息，對于地形情況進行監控。在此類設備的使用期間，需要注意如果線圈、磁鐵、地殼三者之間共振，當地殼運動的時候，彈簧片、磁鐵之間可以達到共通效果，將振動數據向外殼傳輸。

5 結語

綜上所述，地球物理勘探可廣泛應用于探礦工程當中，由于該技術的種類相對較多，可以根據探礦工程的探測要求，靈活選擇技術應用形式。技術應用不但能夠保證勘探工作進度，而且還能提高勘探效率，保證人員安全。在探礦工程實踐應用階段，相關人員需要分析技術應用可行性，對于勘探技術合理選擇，綜合制定技術方案，合理選擇勘探儀器，保證勘探結果準確。