综合物探在矿山恢复治理方面的应用

王 颖，王文文

（河北省地矿局第九地质大队，河北 邢台 054000）

近些年来，我国科学技术水平不断提高，很多新的科技产品问世，在很多工作领域得到了进一步的普及和应用，在矿产资源开发利用中，过度无节制的资源开采和利用造成了资源短缺和严重的环境问题[1，2]，矿区的潜在环境问题对我国经济的的稳定发展产生了不利的影响，所以对矿区环境的治理工作迫在眉睫，技术人员需要选择相关的技术设备，进行污染区域的综合数据采集和分析，并结合采集的数据对治理工作进行合理的规划和设计，采取有效的应对措施和解决方案，并利用科学合理的治理技术进行综合治理[3，4]，综合物探技术在矿区水文地质问题治理工作中，具有重要的技术应用价值，在采矿过程中，很容易造成矿山采空区域，在一些浅部矿区，由于地下采空区域的形成，很容易出现地面塌陷，造成地表沉积形成洼地，给地表建筑和公路设施以及房屋都带来了极大的安全隐患，加强矿山采空区域的综合治理具有重要的意义。近些年来，矿山勘查工作采用了综合化物探技术，实现了综合的矿山勘查和采空区域情况的了解，对相关治理方案的制定提供了重要的技术支持[5，6]，在一定程度上促进了我国矿山环境治理工作的顺利开展。

1 矿山恢复治理的必要性分析

在我国矿山开采工作开展进行中，要在环境保护的前提下，以人为本，不断的提升人们的安全意识和防范灾害意识，我国人口众多，人口密度大，所以在进行矿山开采和利用中，势必会对周围的人们生活环境造成不同程度的影响，有些矿山灾害甚至会威胁人们的生命健康安全，所以在矿山地区开展工作，要提高人们的安全防护意识，坚持以人为本的经济发展理念，保障人们的生命财产安全，在开展矿区环境治理工程中，首先要求技术人员对矿山的整体情况进行掌握和了解，对矿山的污染类型和破坏情况进行统筹的分析，为以后的治理决策和治理方案规划提供重要的技术支持，综合物探技术对技术人员制定科学合理的矿山防治措施具有重要的作用。

矿山水源污染会导致当地水文环境的破坏，对人们的生命健康安全产生可严重的威胁，加强矿山水文环境治理，对促进生态平衡，改善生态环境具有中要的意义，有利于构建良好的生存环境，在采矿工程开展过程中，由于采矿技术和采矿方式存在一些弊端，导致矿山地下出现大面积的采空区域，在雨水和其他环境问题的作用和影响下，容易出现边坡不稳定情况，出现山体塌陷和滑坡，严重影响和生态平衡。采用综合物探技术，加强矿山环境治理工程的开展具有一定的现实意义，也是我国经济与环境协调发展的必然趋势。

2 综合物探在矿山恢复治理方面的应用

2.1 综合物探技术在矿山工程采空区治理中的应用

2.1.1 矿山工作区域特点

以某矿区为例，通过技术分析与研究，对矿山整体情况进行掌握，此矿区富含煤矿和铁矿，还有其他石膏矿物质类型，内部矿层断裂纵横交错，岩浆活动剧烈，为各种矿产资源的贮存提供了良好的条件，所以人们对此矿区的开采历史相对悠久，同时，由于过度的资源开采，造成了很多采空区域，采空区域分布比较零散，关于采空区域的资料数据记载也不够全面。

2.1.2 治理施工方案

在矿山建筑工程采空区域治理工作中，采用综合物探技术，主要运用技术中的浅层工程地震技术和瞬变电磁技术两种，对矿山进行精准探测，对矿山中岩石弹性特征和地质层电性等层面进行检测，结合探测数据进行验证，有利于开展后续的治理工作。

在矿区矿产资源开采过程中，通过对矿石周围区域与未开采区域的地层情况对比，结合弹性特征判断地层波抗阻情况，通过差异性分析，获取地下异常数据，矿山采空区域的地层沉降，以及变形和弯曲，都是有一定的前提和作用力才能实现，利用高斯射线束法，制作地震勘查物理模型，具有明显的波场特点，所以结合探测结果对矿山区域进行划分，分为一般沉陷区和重沉陷区。

在完整的地层结构中，电性特征相对稳定，并产生连续变化的趋势，当出现采空区域，则会产生空腔高阻电性特征，在对采空区域进行充水填充时，具有很强的导电性，导电效果强于围岩地层，最终形成低阻电性体，具备分辨电性的前提和条件。

综合物探技术在矿山采空区域应用过程中，需要在野外进行，通常采空区的深度为80m左右，结合相关的地质资料开展探查工作，运用相近的低沉仪器设备，利用人工锤点的方式激发反射泼，技术人员对反射波进行采集，瞬变电磁法的测线与地震测线实现了重合，利用数据相互验证的方式，对提升探查数据的准确度具有重要的意义。

2.1.3 综合解释

利用弹性界面反射波的原理，对钻孔地震剖面进行分析和对比，从而划定不同波阻对应目标地区的异常情况和正常情况，技术人员通过对数据的对比和分析，了解了采空区域的塌陷和幅度，从而判定其影响范围，瞬变电磁的解释依靠电阻率剖面图，并结合相关电阻率的平面图对异常地质情况进行分析，对电性异常体进行位置的判断，对深度进行掌握。以实际的地质情况作为理论依据，客观合理的判定沉降范围和沉降位置，利用两种方式进行综合探测，对探测结果进行对比和分析，当结果出现较大差异，需要结合地震波特征进行解释采空区域的中心位置，数据差异较小时，可以对结果进行直接解释和圈定，一般情况下，在采空区域的两侧区域会出现瞬变电磁解释的异常，对此进行综合解释，可以判定采空区域的中心位置和具体的沉降程度。

2.2 物探资料的分析和技术应用效果

综合物探方法在矿山采空区环境治理中，除了瞬变电磁法和弹性界面反射波外，还可以选定一个采空区域综合解释图件范围，通过判断资料叠加情况，对中心边缘地层进行判断，一般出现地质沉降情况，具体表现是地质层的反射波不完整，出现反射波异常情况，是矿山综合性破坏沉陷的表现。

在具体的矿山采空区域治理工程开展中，结合综合物探技术，合理的设计注浆孔，对不稳定的施工设施进行加固，通过技术探查，为相关采空区的治理工作提供了依据，结合地质多变的特点，运用综合物探解释采空区域中心位置的验证，对注浆治理工程的有效开展具有一定的促进作用。

3 综合物探技术在矿山水文地质治理的应用

3.1 电法方法的应用

电法方法是综合物探技术中的重要手段，在对矿山地质水文问题治理的工作中，容易出现纰漏和疏忽，电法方法可以有效的解决这一问题，通过电法方法可以对矿山中的资源进行全面的勘探，具有很好的应用效果，再具体的技术应用中，采用波多尺度分解，利用正反和三维可视化方法进行异常磁场区域检测和圈定，所得到的平面形状具有一定的特点，可以判定区域的水文情况，在技术应用过程中，需要在矿井中进行磁测，判定井中水文地质因素是否存在，最终可以促进技术人员对区域异常情况的了解和掌握，一些地区出现异常的电性性征，利用电法方法测量效果十分明显，对进一步验证工作的开展具有重要的促进作用，利于技术人员开展矿山深部勘查工作。

3.2 面波方法的应用

在进行面波方法应用过程中，需要依靠遥感技术声波系统的电气设备，通过对信号均匀度特点的分析和研究，根据面波信号的频率情况和表现，有效的判定水文地质情况以及存在的问题，协助技术人员制定科学合理的水文环境恢复治理决策和方案，大大的提升了水文地质测量工作的效果和质量，提升了勘测技术的稳定性，面波技术的应用普及性相对很高，操作性很强。

4 结论

通过以上关于综合物探技术在矿山恢复治理中的应用分析，分别对矿山采空区和矿山水文地质恢复治理的应用情况进行了解，综合物探技术对矿山恢复治理工作的顺利开展具有重要的促进作用，技术人员在具体的矿山恢复治理工作开展中，应该结合矿山实际的情况采取有成效的勘测方法，对提升矿山恢复治理工作的效率和质量具有重要的意义。