物探技术在矿山采区地质勘查实践中的应用分析

薛 杨

（西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054）

近年来，由于地质灾害会对人民生活造成巨大影响，以及地质资源的科学开发能有效提高矿产资源利用率，我国加强了对地质勘查工作的重视，投入了大量的研究资金，物探技术在矿山采区地质勘查工作中的有效应用逐渐增加[1]。我国的物探技术研究取得了较大进展，物探技术在矿山采区地质勘查中得到了广泛的应用。如今，研究人员能够在规避地质灾害、为灾害预报提供重要依据的同时，利用物探技术，为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术。

1 地质勘查的概念和意义

地质勘查是指采用地质探测手段和方法对地质进行勘查、探测、查验，确定地质层具体情况，判断地质基础类型，计算矿产开发所需的基础参数，对矿产开发和地质结构、水文、岩石等研究具有重要意义。

2 物探技术的基本原理及常见技术

物探技术主要是指通过物理手段进行勘探的技术，以各种地质的密度，磁性，电性弹性等物理性质为基础进行的研究采用不同的物探仪器，对天然或人工的地质环境进行探测分析所获得的物探资料，推算物产分布和地质构造情况，其中主要的物探方法包括重力勘探，此法勘探电法勘探，地震勘探，放射性勘探等，依据工作空间的不同，又可分为：地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等[2]。根据应用地的差异，又会出现很多综合物探方法。在物探技术人员的潜心研究下，目前物探应用的范围原来越广，其重要性也逐渐得到体现。

3 物探技术的基本勘查原理

物探技术是对地质结构及内容成分的勘查，经常被用于地质检测、地震预测、开采矿产，以及建筑工程施工之前的检查准备工作中。通常是利用各种物探仪器对土质和土壤的情况，以及地下水、岩石层的情况进行测定，确定地下空间的具体状态，从而预测开发地区是否可能发生地震、是否存在值得开采的矿物资源以及是否符合修建建筑[3]。对于物探技术用于矿产开发而言，该技术能够有效保障矿产开发中的开发安全，避免安全事故的产生，解决一些开发地质上的问题。因此，矿区开采人员首先了解物探勘查的基本原理，更好的应用物探技术，解决一些开采中可能遇到的安全问题，对资源进行良好的定位和分析。

4 物探技术的常见勘查技术

在矿产勘探中，最常见的物探技术有三种，分别是地震波技术、电磁法和电测法，接下来我们将对这三种技术进行具体的解析。

4.1 地震波技术

地震波技术在物探技术中属于最常见最基础的勘查技术，其原理主要是根据地震波在地下的传播速度以及折射波和发射波的反馈数据来判断地下的地质构造。通常会在地下较浅位置制造一定的爆炸，使地下产生剧烈的震动，在震动过程中引发弹射波，采用精密的仪器进行追踪和分析，根据弹射波在岩石中的折射角度和传播速度等数据来确定地下矿产的深度和形状，同时还可以根据地震波在不同介质中的传播速度以及折射角度来判断地下物质的组成情况，对地下资源状况进行有效的判断。

4.2 电磁法

电磁法主要是依据地下各种矿石的导电性和导磁性存在差异这一特性，采用精密仪器进行电磁探测，就能得出矿物质的种类。其主要原理是应用电磁感应现象，根据仪器所得的地下矿产电磁感应数据来判断地下矿产的组成和种类[4]。

4.3 电测法

还有一种非常常见的、同样也是非常重要的物探勘查技术，那就是电测法，电测法勘探一般来说所依据的岩石或者是矿物质的物理参数，能够进行勘查的物质也就相应的要多一些[5]。除了能够对使用电磁法一样能够进行勘测的矿产进行勘查之外，还能够寻找一些金属、非金属以及地下水源和其他的能量物质，可以说电测法所涉及到的领域相对来说更广泛一些。

5 物探技术在矿产勘查中的优势

当前我国的物探技术处于飞速发展的阶段，这一技术在地质勘查和矿产开采，看嫦娥工作中取得了极大的进步随着国家对于矿产资源的开发的不断重视勘查的一些优势也逐渐显露出来。在矿山开采资源开发过程中，工作人员可以利用各种物探技术对施工的地点的地质情况进行勘测，有效测定资源的位置，减轻施工人员的开采强度，避免浪费人力、物力及财力。同时，对于开采中的施工准备工作而言，适宜的物探技术能够有效判断开采地是否符合开采条件，根据具体要求分析土壤、岩石及地下水的是否符合开采要求，避免出现沉降等地质灾害，有效保障开采工作的工作质量[6]。同时，由于物探技术能够有效测定地震等自然灾害，也能有效的保障矿产开采人员的人身安全，确保矿产开发企业不会因自然灾害而导致大量的经济损失。

物探技术的优势还体现在其能够被综合运用，综合物探技术具有效率高、分辨率高、干扰小、频带宽及灵活性强等主要优势。具体而言。

5.1 勘查效率高

综合使用各种物探技术，能够有效提高采样工作的工作效率。由于物探技术的操作过程简单方便，且具有实时处理数据的功能，因此智能化程度较高。对于一些较为危险的勘查工作，例如煤矿采区地质勘探，能够有效规避安全事故的发生，解决人工勘探的困难，提高勘探效率[7]。

5.2 数据分辨率高

物探技术所使用的探地雷达工作频率高，其精密度可达毫米数量级。勘探所得的数据准确性较高，经系统分析后能够提取出更加有价值的参考信息，使得勘查工作的有效性能够得到良好的提高。

5.3 干扰小

物探技术不易受到干扰，主要由天线接收并发送信号，而天线处于密封设备中，因此不仅能够提高对地面信号的接收水平，还能够满足规避空中干扰的目的。

5.4 频带宽

该技术能够有效结合数据处理技术和信息技术以及网络技术，将所得探测数据根据科学的处理算法，应用到系统设计中，使得勘查系统能够获得有效数据[8]。其天线收发能力较强，频带宽，使用效果好，对于信息的有效传播具有重要意义。

5.5 勘查设备先进

根据我国当前经济形势和资源需求加大的情况，实际浅层矿产资源已经得到了充分的开发，因此资源探测的深度和难度逐渐加大，勘探设备的精确性和有效性对于勘探技术具有重要作用，能够有效推进地质勘探工作的不断进步，因此设备的先进性成为了矿产开发的关键[9]。物探技术所使用的主要设备——探地雷达，具有体积小、重量轻、便于携带，以及精密性极高的特点。在实际运用中能够被灵活应用，确保勘探数据的准确性，在深层开发中的应用优势十分显著。

由此可见，物探技术的科学使用能够提高，为施工人员的生命财产安全带来有效保障，对于矿产开发企业的信誉和市场竞争力提高也发挥了重要的作用。

6 物探技术在矿山采区地质勘查实践中的主要应用

6.1 地震波技术的应用

随着物探技术在地质勘探中得到了广泛的应用，研究人员逐渐发现地震波技术对于地址勘探具有巨大的作用，充分表现了物探技术的科学性，然而随着科学技术的发展，物探种类逐渐增加，目前地震波技术作为最重要的物探技术之一，在地质勘测过程中发挥了不可替代的作用，地震波技术使用的是在不同介质之间的传播速度不同来判断地质种类，这种技术在油田的开发过程中发挥了巨大的作用，石油资源也为国家的经济发展奠定了重要的基础。科学技术水平的进步使得地震波技术逐渐得到良好的优化，能够通过精密的仪器得到准确的地质检测结果[7]。除此之外，地震波技术在地质勘探中还具有预测自然灾害的功能，对于保障施工人员的生命安全，以及提高矿产开发企业的市场竞争力和企业信誉也具有重要作用。由此可见，地震波技术在地质勘查和矿产开采中发挥着巨大的作用。

6.2 电磁法的应用

电磁法在矿物开采工作的应用中取得了显著的成果。近些年，来研究人员逐渐发现，电磁法对于科技的矿产资源种类的分析具有良好的效果，能够有效满足科研的需求。电磁法能够通过矿物质的物理特性对矿产的种类进行准确的判断，为开采工作提供良好的科学性、指导性依据。加之电磁法所使用的技术是通过感应电流来探究地下的地质情况，因此对地下矿物质的损害较小，能够有效判断地质中资源的规模和类型，对挖掘工作起到了重要的指导作用。

6.3 电测法的应用

电测法的显著优点在于其相比于其他物探技术而言，解决问题的能力较强，其应用的广泛程度也较高。在电测法的各种应用中，对于煤矿防治水的工作具有重要的作用，电测法能够有效探测煤矿及其周边的水环境，为煤矿等能源的开发作出了重要贡献，当前随着国民经济快速发展，人民对于煤矿等能源的需求逐渐增加，相关企业加快了煤矿开采的力度，而在煤矿开采中经常会出现安全事故，水害就是发生安全事故的重要原因，电测法技术能够有效地解决这一重要问题。电测法中的瞬变电磁法能够十分准确的探测出煤矿中的富水环境情况，较为准确地勘测出煤窑中采空区、构造、陷落柱的含水量，从而提升煤矿开采速率和安全性。这一巨大优势，使得相关人员更加关注电测法的勘查。

7 矿山采区地质勘查中物探技术的应用前景

在矿山采区地质勘查实践中，物探技术的应用优势十分显著。从其实际运用而言，物探技术具有着优良的发展前景。特别是地质雷达的应用发展对于物探技术的进步意义重大，其所呈现出来的勘查效果非常突出。地质雷达实际上所采用的就是电磁法，通过不同介质的传播特性来进行检测。另一个重要的发展方面就是GIS技术，其发展能够有效利用空间中的数字和数据来获取地理信息的特征，判断如何有效应用地质信息，加强对地质信息的管理，确保主流的物探技术能够有效应用到矿产采区地质勘查中，为了确保地质资源勘探工作的有效开展。除此之外，矿产开发企业还应当注重建设完善的物探技术管理制度，加强对工作人员的行为约束和技能培训，保证一线施工人员能够按照规范化的操作流程进行科学的勘查工作，保障矿产勘查工作顺利有序开展。

8 结语

物探技术与地质勘查结合能够有效探测到地下矿产质量和数量，为开采提供有力的技术支撑和资料信息，对于研究矿产资源状况、地震预测、矿产寻找、灾害预警等工作具有重要作用。因此，矿山采区地质勘查的相关工作人员应当注意科学、合理的采用各种物探技术，根据实际勘查需要，选择适宜的一种或多种物探技术，加强地质勘查的有效性。确保物探技术应用的科学性，推动采矿工程施工工作的有序开展。同时，提升我国矿产开发工程建设质量，推动矿产行业的进一步发展。