物探技术在矿山地质探测中的应用研究

任岐山，王大光

（河南省地球物理空间信息研究院，河南 郑州 450009）

物探技术作为常用的一种地质勘测技术，在矿山领域应用十分广泛。 现阶段在矿山开采过程中，施工人员容易遇到各种自然灾害和地质异常问题。传统的采矿作业存在巨大的安全隐患，会威胁到施工人员的生命财产安全。因此，物探技术在矿山地质探测中的广泛应用，能够帮助勘测者深入了解采矿层的结构，避免地质灾害的发生，进而提高地质勘测的效率。目前我国矿产资源的开采情况来看，开采技术落后，新技术的引进较为缺乏管理机制和监督机制不够，导致矿山地质灾害问题的频发，影响到矿山开采工作。因此，本文就结合物探技术，分析其在矿山地质勘测中的应用。

1 物探技术概述

1.1 物探技术概述

物探技术是从20世纪中后期被采用的，广泛的运用在了矿井施工的前期勘测和解析工作中，对于我国部分地区矿山开采提供了相应的技术支持，并在近几年的矿井施工勘测和解析工作中取得了良好的成绩，能够有效提升矿产资源开采的安全系数，并对于开采过程中存在的地质异常问题进行实时监控，保证开采系统布局的科学性和合理性。当前随着信息技术的发展物探技术也日益更新，其操作更加便捷，施工简易。最常见的物探技术方式有超声波勘探、低温法勘探、重力勘探等多种类型，能够结合探测的矿山开采区的区域环境和具体的勘测要求，提供勘测地质数据信息。

1.2 物探技术现状

当前在地质水灾害处理期间，经常会借助物探技术的运用来勘测地表和地下结构，以此来提升地下勘探技术的精确度和准确度。

从当前的矿山地质勘测来看，物探技术涵盖了重力勘探、磁力勘探、电法勘探、瞬变电磁法勘、地震勘探等。现如今大部分的物探技术的运用都是被采用到矿井开采和损害治理中，因此，进行勘探过程中，选择物探技术时，常常会结合矿山地质情况进行相应的勘探，建立起勘探方案。而本文的研究主要集中对于物探技术运用在矿井开采中的使用效果进行说明和论述。

2 矿山地质探测中物探技术的应用情况

针对地下结构和水文情况进行勘探的过程中，需要借助相应的勘探方式和勘探手法来进行探测，这样才能保证勘探结果的科学性和有效性。现阶段矿山勘探过程中需要明确具体的施工范围的地质结构和方位，建设勘探设备，对矿层的分布、矿层的走向、地下水文的情况、地质构造等数据进行实时的监测，并针对特殊区域开展相应的物理勘探。通过物探方法和物探技术的运用，有效结合实际的矿山地质情况进行勘探，发挥出勘探技术的价值和作用。

2.1 矿山地质探测中所使用的物探方法

科学采取合理的物探技术，能够有效降低矿井施工期间各类异常事故和灾害发生的频率，有效确保开采工作的顺利进行，增强开采单位的开采效益。因此，在矿山地质勘探过程中，为了提高施工质量，需要引进先进的技术来完成施工前期的勘测技术。

从物理的角度上来说现阶段的勘测方式为重力法、磁法、地震法、地热法、电法和放射法等，目的是了解当前地下矿山的地质结构和具体的矿产资源、分布质量。其中重力法、磁法可以对地下矿产的具体情况进行分析，而电法则是通过了解目前矿产的分布位置，并结合各种矿物质的导电性能来分析矿产的种类。从探测位置上可以借助地面物探法、矿井物探法等。而地面物探技术，又包括重力勘探、磁法勘探、低温勘探等。相对于其他的稀有矿来说，矿山勘测较为容易，开采难度也较小。

2.2 矿山地质勘测中所使用的物探技术

2.2.1 地面电法

地面电法能够将矿山内部的资源区、采矿区进行实时监测，为矿山安全生产提供相应的数据支持。了解矿山地质条件，明确内部是否存在断层水层，借助地面电法的效果察觉矿山地质勘探中是否存在潜在的风险。这也是目前在矿产资源地质探测时最常见的方式，为矿山开采提供技术支持。

2.2.2 高密度数字三维地震技术

在矿山开采期间，高密度数字三维地震技术能够对复杂山丘的落差，进行实验了解地层的分辨率、密度和覆盖率，并且了解断层之间的2M落差数据和陷落柱的直径。该项技术被广泛运用在小型矿山中，它能够有效提高矿山探测的精准率，尤其是在断层和陷落柱方面建立起数字三维模型，但同时对探测人员的

专业技术要求较高。

2.2.3 三维地震叠前偏移处理技术

三维地震叠前偏移处理技术通常采用频率较高，该项技术能够有效优化物探技术中的横轴方向和图线的精准率，直观的对于施工区域周边的岩石情况和地质情况进行分析，并且能够改善纵轴方向，提高弱反射波的检测能力。通过精确的勘测，能够把握施工区域内的内控层、水层，确保后续矿井工作期间，能够为实际的勘测工作提供相应的数据支持。除此之外，矿井物探技术作为一项地震性质的探测技术，能够借助震动、地震反射频率来收集相应的信息，并对信息进行处理，在小范围的情况下通过高密度数字三维地震勘探技术，能够帮助施工队获取精确的图像信息，了解地质层的密度和具体的范围。勘测时对于存在的断层水平面距离进行预判，尤其是在地势险峻的山体中能够对山体的地质情况进行探测分析。

2.2.4 属性本解释技术

物探技术运用在矿山地质勘测中，借助属性本解释技术能够对于地震反射的频率振动和能量建立起三维数据模型，并对矿山地质环境进行高精度的解释。结合数据计算，获取小型结构剖面图，建立地震属性数据体的。但该项技术在实际运用过程中，对于信息处理的依赖程度较高，需要较好的探测仪器，在一定程度上会大量的增加物质探测的成本。

2.2.5 岩性反演资料处理及解释技术

岩性反演资料处理及解释技术该项技术的运用过程中能够有效提高反射波的可检测性，通过探测矿山的地质结构，了解矿层中的瓦斯分布情况和含水量的分布情况，为后续的矿产资源开采规划和设计提供相应的参考数据。岩性反演资料处理及解释技术技术能够借助微弱的地震波信号，了解地下层的含水状况，但很容易受到信号的干扰，需要专业人员再结合相应的探测技术，做出综合性的判断，以防存在误判的现象。

3 物探技术在勘探矿山地质中的应用

3.1 地质灾害防治的应用

矿产资源勘采期间物探技术的运用能够在一定程度上减少地质灾害问题的出现，有效建立起地质灾害的实施勘察，并进行预测和监测。首先物探技术作为矿山地质勘测的一种物理探测技术，它能够对于容易存在的地质灾害问题进行评估，也有利于矿山开采工作，并为相关开采部门提供科学的数据支持。现阶段的物探技术能够结合当地的地质灾害问题，有效发现矿山地区存在的地质灾害问题，并进行详细的数据分析，做好危险区域的重点监测和矿产资源的开采。

其次，物探技术能够有效对容易发生的地质灾害区域进行监测，还能够对周边的地质环境进行监测，应用精密的探测仪器对容易发生地质灾害的区域进行实时的监控，借助大量的地质信息，依据实际矿山地质条件由已知来分析未知。如借助电阻率测探法、电磁感应法有效预判岩石和土层是否由于重力而脱离了母体崩落导致的坍塌现象。甚至可以借助得到相应准确的信息了解到目前矿山的覆盖层、厚度和基岩面的形状，了解滑坡的堆积厚度。

从已知来分析未知，借助已知的矿山地质自然灾害的问题了解地质环境和地质构造，分析容易发生地质灾害的区域，并建立起简单的地质数据和结构。通过复杂的布局形式，深入的分析和挖掘地质灾害的发生区域，运用合理的物探技术，通过数据资料的支持，建立起地质模型，更好的进行数据的处理，并综合运用多种方式从各个角度对于地质问题进行分析，了解各区域间的地质环境差异，建立起最优原则，选择最实用的物探技术。

3.2 矿山水灾害防治中的应用

矿山施工前期需要合理的介入勘探技术，对施工区域进行勘测。首先需要了解地质构造和地质情况，提高施工期间的安全性。矿产资源开采过程中灾害数据为依据，才能制定其科学的防治水灾的措施，来减少施工期间的异常问题。物探技术也被广泛运用断层空间分布模型的解释，首先相干体及方差体技术运用过程中，借助资料中的CDP电信息建立起三维成像，借助数据切片和透视，了解同一时刻不同地质层位的分布情况。在处理地下断层中，通过三维图像的方式，了解断层的信息，并依据闭合点和常规的剖面图进行断层修改实施闭合调整。

另外探测者可以借助瞬变电磁法的超前预测功能，对于施工过程中的水文结构进行精准的预测，了解矿区域施工区内的底板的隔水层的深度隐藏的导水通道和各类水文的地质结构类型。因为在矿山地质开采过程中，作业人员往往会遇到潜在的引水通道吐水，不仅会阻碍矿产资源开采的顺利进行，同时还会引发矿山安全事故。因此针对此类问题可以借助物探技术对采矿区域的构建机理进行分析，工作人员可以运用三维地震探测法进行实时监测，注意监测前，了解地质表面的水文信息，并对数据进行实时分析，之后再运用三维探测方式，对矿层顶板砂岩的含水厚度和深度进行检测，制定合理的施工作业方案。

4 结束语

综上所述，地质勘探中物探技术的运用，既提高了矿山开采效率，同时又能够提高矿井防治水工作的技术水平，加强对于地质灾害的防治，提升矿山开采工作的安全性，对于矿山开采中存在的较大安全隐患问题进行防御。结合物探技术有效勘测出矿山地质中存在的断层和水层，为矿山安全生产提供保证。希望通过本文的分析能够帮助矿产资源开采工作技术优化升级，更好的发挥地质灾害的治理作用，推动能源开采产业的建设与发展。