新综合物探法在矿产资源开采精准定位中的应用研究

尹维民

（山东省物化探勘查院，山东 济南 250013）

在现阶段的矿山开采勘探发展过程中，社会对矿产资源的需求量不断增加，但矿产资源不断减少，导致开采难度不断增加。然而应用传统的物探方法已经很难发现新的矿脉，因此需要对传统的物探技术进行升级，并融合现代科学技术研发出可以实现精准定位的物探技术，为矿产资源的开采工作提供技术上的支持。

1 新综合物探法在矿产开采中的意义及特点

1.1 新综合物探在矿产开采中的意义

对于大多数的矿山开采而言，由于矿区独有的地质结构和组成成分会对开采工作面造成十分严重的影响。因此，需要确定某个基准面场的实际变化，并对其进行构造特点的探测，以获得该区域地质成分和结构数据。

通常情况下采用一种物探方法进行矿产资源开采的地质勘探，往往会出现得出结论不精确的现象，导致技术人员无法对施工区域进行准确的地质判断。在这种情况下，需要借助专业的资料或者其他方法对不同数据进行证实，为此，可以通过对目标区域进行地质结构钻探验证，得到准确的勘探数据。同时，在实际的地质勘查过程中，设计人员应当对物探工作的工作量进行分配，并做好应对不同地质的解决方案和工作准备，从而保障物探工作的有效推进，并取得预期的效果[1]。

1.2 物探方法在工程勘查中的应用特点

在对开采的未知区域进行勘探工作时，可以先利用物探技术进行首轮勘查，采用该方式的主要原因在于其具备以下几个特点：第一，物探方法可以实现对地质复杂的基岩面进行全面探查，并能够为之后的勘探钻孔布置提供数据支持。同时，勘探工作的钻孔分布是否合理是可以影响到整个勘查任务的质量。因此，物探技术可以在矿产资源开采中实现自身的经济价值。第二，新综合物探方法可以准确地对地质结构发育区的实际结构进行探查，对复杂性较高的地质区域有着较强的探测能力，而且其可以将地质情况以三维岩溶或者四维变化的形式表现出来。第三，其也可以对地下设施的实际运行状态进行勘查，具有节约成本，保证地质勘查质量的优势[2]。

2 物探方法的实际应用

2.1 基岩起伏区内新综合物探法的运用

对花岗岩为主要地质的基岩起伏区而言，在进行物探工作时经常会遇到基岩出现不均匀的风化问题，并且常规的勘探技术会使基岩体表面发生剧烈震动，如果使用传统的单一钻探技术进行基岩体表面的形态勘探工作，将增加人力和财力方面的投入，且无法保证对地层的“无缝”勘查效果。针对这种情况，施工团队可以使用高密度电阻率剖面技术进行探查，对岩层剖面进行解析，获得高阻值的电波信号结构，然后按照电波形态设计钻孔布置点位。同时，物探工作也可以利用电法剖面技术对钻孔进行有侧重的合理化布置，以有效提升钻探稳定性，保证地质勘查数据的精度，满足实际的设计和施工需要[3]。

2.2 地质结构发育区内物探方法的运用

在利用新综合物探法对矿产资源开采进行定位时，在遇到发育型结构且实际地形复杂多变的地质时，需要对物探工作进行全方位设计，设计内容主要包括探测地基基础结构、提供复杂地基的处理方案、地质深层渗透以及划分地质分布区域等。在对地质结构进行探测时，物探技术通常运用于理想性较高的物性差异界面，其可以将地质体空间结构图形化、数据化，以了解区域内物理场变化情况。

一般而言，需要在对矿产资源开采前就先行使用物探技术对设定区域进行探测，找出岩层中的各种异常和多种场位的变化特征，以有效避免之后的指导钻探工作出现勘探误差，影响到勘探数据的真实性和准确性。而且，为了实现对地质结构属于发育区的矿产资源开采的精准定位，可以利用平面自然电位分布技术以及使用对称电阻率测深技术这两种物探技术对地质结构进行勘探，以获得较合理的解释结果。

2.3 新综合物探法在矿山工程地质勘查中的运用

目前，在我国矿山工程地质勘查过程中，仍会存在一些地质矿带缺少数据资料的现象，如果不明确实际的地质信息，完善必要的数据资料，将会对之后的新建矿山开采工作造成很大的影响，甚至可能造成工程开采过程中地基失稳问题的发生。因此，在这类区域进行勘查时，需要使用探测精度较高的探测技术和设备来明确该矿产的实际地质结构。如果使用传统的钻探技术进行地质探测则很难全面了解实际的地质情况。例如，在某矿山工程中使用雷达物探技术对未知地质进行探测时，通过雷达图像显示发现在地下约6m深度有两个较为明显的曲线异常，而在钻探检测时却没有发现任何异常现象，这就表明传统的勘探技术已经无法适用现代矿产资源开采行业，难以为矿产资源的开采工作提供安全保障。

2.4 利用大数据智能分析技术定位矿产资源

新综合物探法的设计部分主要包括以下几点：

第一点，需要对地质开采模型的施工工艺进行研究。在仔细研究采煤机和液压支架自动跟机实际工作原理的基础上，按照地质模型规划采煤机等的开采参数模型，进而达到精准开采的需求。

第二点，建立关于地质物探的开采模型。对目标矿产资源开采区域进行网格化切割，并选取合适的基点作为坐标原点，建立空间直角坐标系，利用物探设备采集的数据模型进行绝对坐标系的转换。而且基准点应当设置在综采工作面的进风巷矿层底角处，之后将各工作面以及其他绝对坐标依次与其进行校准，然后依据转换后的绝对坐标，生成精确的资源开采模型，并且此模型还应当具有煤层采高、推进度、挖底以及俯仰角度等基础开采信息，从而为之后的工作提供全方位的数据支撑。

第三点，利用地质模型和专业设备对矿产模型进行精准度的修正。此环节主要以地质模型为基础，结合区域雷达和惯导监测技术获取实时地质数据，并通过智能系统对大数据进行融合计算，进而达到优化和修正开采模型的目标。

2.5 开采面空间导航定位及精准控制技术

该技术主要通过光纤陀螺仪惯性导航技术，将惯导系统支持的开采矿机行进路线计算结果与设计切割路线进行比对，并通过对设计切割曲线进行修正，从而达到对工作面进行校直和修正水平控制等目标。

同时通过实时监控惯性导航x、y、z三个方向的位移变化数据，将采矿机的三维位姿状况及时传送至控制中心。管控人员可通过对采矿机位姿变化数据的分析，进一步更正截割模板中的采高数据，从而达到提升精准定位控制效果的目的。另外，在矿产资源开采过程中可以利用雷达定位技术，在刮板输送机的头部和尾部安装测距激光雷达，实现对输送机头部、尾部以及进、回风两端距离进行实时监控的目标，进而得到开采面输送机实际位移情况，为精准开采定位控制提供决策依据。

3 新综合物探法在实际应用中的注意事项

科学有效的物探方法能够影响整个矿山工程的设计和施工，而且通过为矿产开采工程设计和生产提供重要的地质数据资料，可以提升开采效果。但想要实现这一目标，还需要重点注意以下两点问题。

3.1 物探方法的选择需要注重针对性

只有对矿产区域进行实地考察才可以准确地选择出科学合理的物探方法，并充分发挥物探技术的重要价值。但是不能认为新综合物探法可以适用于任何地质的勘查工作，在进行矿山矿产资源开采定位时，应当结合开采区域的实际地质情况和开采复杂性进行充分判断，选取最适合的物探方法进行探测，进而确保整个物探定位的质量。在确定好物探方法之后还要排除施工现场的干扰因素，例如，物探区域有明显的潮湿或者周边区域有大量的水分都会对地质物探带来干扰，因此，在物探工作开始之前应当及时处理好施工区域的影响因素，从而降低不重要因素对物探工作的影响，提升地质探测的真实性和精准性。

3.2 注重分析验证的有效性

在对物探数据进行验证时，应该使用多种方式进行检验，在将物探数据和其他辅助信息进行对比处理时，都需要根据实际情况进行验证方法的选择。而且在具体实施过程中，需要以检验质量和准确程度两方面为依据，进而确保验证方法的真实准确性，以将地质物探结果分析验证的真实有效地体现出来。

4 结语

目前矿山资源开采对物探精度提出了更高的要求，而新综合物探法的应用范围越来越广，因此在进行现阶段的矿山勘探时，完全可以使用新综合物探法对未知区域的地质情况进行勘察，以有效提高矿产资源开采精准度，减少人力、物力和财力的投入。并且可以通过对综合物探勘探信息进行分析，为技术人员和开采人员提供相关地质数据，进而利用相关数据提升保障开采人员的人身安全，促进矿产企业的经济发展。