物探技术在矿山地质勘探中应用及发展趋势

兰鸿宇

（岳阳市规划勘测设计院有限公司，湖南 岳阳 414000）

我国经济社会的发展促进矿产资源消耗量的增加，在现阶段如何对矿山地质进行有效合理的勘探，以提升矿产资源的开采及利用效率，已经是社会各界所广泛关注的问题之一。

综合物探技术在现阶段是应用范围较广，且整体探勘效率较高，成本较低的技术，科学有效地对该技术进行应用，将能够为我国矿产资源开采和矿山勘探形成良好的推动作用。

1 矿山地质勘探之中物探技术的应用

1.1 地震勘探技术的应用

地震勘探技术是当前地质勘察过程中应用尤为广泛的物探技术之一，该技术在应用的过程中首先需要针对相应的资料进行收集﹑处理，从而才能确保相关勘探工作开展得顺利和有效。在实地资料收集的过程中，相关工作人员需要采取人工的方式来进行地震波的激发，通过形成地震波对地下不同介质对地震波的反射与折射状况来分析地下的实际情况，在这种方法之下可以实现比较良好的勘探效果。其次，在完成对相关资料的采集之后，需要进一步进行资料的分析工作，从而才能为后续的矿产资源开发工作形成条件。以实际的情况为例，工作人员在进行信息的解释阶段，需要以现阶段已经获取的资料对矿区矿层组成情况进行深入的分析，并依据所获取的探测结果采取地震勘察技术对地震波进行追踪与对比，由于不同地质条件下地震波的反射强度﹑反射的连续性和相位等信息是具有较为显著的差异的，因此通过把握这些差异即可以实现对地质信息的有效分析。在进行地震勘探技术的应用阶段，需要注意如下内容：①为了确保相关勘探工作进展的顺利性，工作人员有必要对矿区具体的地质条件进行全面掌握，尤其是需要对矿区实施全面勘察，确保数据掌握的准确性；②在对信息进行系统性掌握的基础上进行地震勘察线的设置，在设置过程中，需要严格地按照地震勘察的工作规范进行，避免由于整体工作规范性方面的不足而导致其他问题的出现，影响勘察活动的准确性；③正确选择检波器是确保勘察活动有效性的重要一环，通常情况下相关的勘察工作之中需要选择规格相同的检波器，并以两串两并的方式对其进行应用；④要确保相关工作之中数据观测的有效性，在接收通道的设置方面需要确保其间距在5m左右，炮间距在10m左右。在上述的工作方法下，通常可以确保对矿区地质情况的有效勘察，从而为矿产资源的开发和利用创造有利条件。

1.2 瞬变电磁技术的应用

瞬变电磁技术也是现阶段矿山地质勘察之中比较常见的一种技术，该技术的基本原理是将不接地回线或接地导线作为场源，在以此脉冲磁场间歇期间利用线圈或是接地电极观测地下介质之中形成的感应涡流场，从而实现对地质情况进行有效探测的方法。

从既往对于瞬变电磁技术的应用情况来看，该措施在进行施工的过程中整体效率较高，能够比较良好地实现对地质状况的勘测，同时该方法在使用过程中也不会受到地形因素的影响，因此适用范围也比较广泛。在矿山物探施工的过程中，进行瞬变电磁技术的应用首先需要选取与勘探工作需求相适应的装置，现阶段瞬变电磁法的装置类型包括同一回线装置和重叠回线装置等。同一回线装置是当前相关测量之中最为简单的一种类型，这种装置的发射器与接收器处在同一线框之内，因而既能够作为接收框也能够作为发射框，在使用过程中由于这一装置的整体重量较轻，因此能够适应多数勘探需求，但同时需要注意的是，同一回线装置在整体的勘探深度方面相对较小，因此对于实际的勘探工作会形成一定程度的限制。而重叠回线装置所指的是相关发射框与接收框在几何形状与尺寸方面相同，但在进行布置的过程中需要将两个框进行独立布置的装置。这种装置在实际的勘探活动之中，发射圈可以逐测点进行移动，因此通常不会存在激发盲区，但这种装置也存在整体分辨率不高以及导体较多﹑设备较重等缺点。除此之外，瞬变电磁技术可选的装置还包括固定发射移动接收装置﹑双线框装置等一系列装置，相关装置在进行应用的过程中也分别具有自身的优缺点，因此相关单位和人员应当根据实际的勘测需求进行装置的合理选择。与地震勘测技术类似，针对资料的处理和解释是瞬变电磁技术勘测过程中较为关键的部分，在实际工作之中相关单位和人员需要按照收集原始数据﹑格式转换﹑全区视电阻率计算﹑时深转换﹑图件绘制﹑资料解释和地质结论的流程完成对相关资料的解释工作。其中原始资料的获取主要是通过对野外观测的各项数据进行编录，针对已经获取的原始数据进行整理和编号等，在这种方法之下实现对勘测所需的各类数据进行获取。在全区视电阻率计算的阶段之中，就是要采取全区视电阻率的计算公式对电阻率进行计算，这是由于如果常用的重叠回线装置采用晚期场计算，则会导致中期时段视电阻率增大，并造成误差，而通过应用全区视电阻率计算公式则能够比较有效地消除误差问题。

1.3 探地雷达法技术的应用

探地雷达是一种进行高频脉冲电磁波发射从而实现对地下目标进行勘探的方法，相关设备在进行电磁波发射之后，电磁波在传播过程中如果遇到典型差异的介质就会在临界面发生反射现象，而不同的介质之中，电磁波在能量﹑波速﹑振幅以及传播路径等方面存在着较为突出的差异，从而可以实现对具体地质情况的有效勘探与掌握。在进行相关的勘探活动过程中，这种方法具有勘探速度快﹑过程连续性强和分辨率高等特点。

在采用探地雷达进行地质勘探的过程中，对数据的处理是尤为关键的一环。从实际情况来看，由于不同地质条件下岩层介质存在着不均匀特性，因此会导致相关条件下高频电磁波在传播阶段出现衰减﹑散射等情况，同时特定环境下的噪声干扰和电磁干扰等问题也会导致B-scan的二维图形产生模糊现象，这种情况将导致相关勘探工作无法对区域地质的实际情况进行有效掌握，因此对数据的处理工作是这个过程中极为重要的内容。在探地雷达的数据处理阶段，相关单位和人员需要从三个步骤来完成整体的处理工作，首先在数据编辑阶段需要针对相关数据进行充分的整合与剔除，在现场勘探的过程中，由于触发﹑外部噪音源和系统故障等问题往往会导致多个数据的破坏，在面对这种情况的时候需要对数据进行填补，而如果相关区域地下的情况整体复杂程度较高，或是实际操作阶段存在操作不当的问题导致数据出现比较严重的破坏，则需要对数据进行剔除，以增强数据的准确性。在数据的滤波处理阶段，相关单位和人员可以通过两种方法来实现滤波操作，其中包括主单波道的时间变化的时域滤波和以横向距离变化的多波道空域滤波，通过相应的滤波处理可以比较有效地对获取的信息之中存在的漂移信号和其他低频分量进行去除。整体而言，探地雷达法是当前进行矿山地质勘探过程中应用效果较为良好的一种技术，这种技术在实际应用阶段的自动化程度较高，同时也能够针对不同地质参数和勘探需求进行适应，从而有效地提高了地质勘探活动的质量和效率。基于现阶段地质勘探雷达所具有的优势，相关单位和人员最终能够对矿山地区所存在的断层﹑采空区等地质情况形成有效的分析，达到提升矿井开采整体安全性的目的。

1.4 其他地质勘探技术的应用

除了上述的地质勘探技术之外，电流透视技术﹑无线电波技术以及瑞利波技术等在现阶段的矿山勘探之中也具有一定的应用。

首先电流透视技术是依托电流透视法对勘探区域的地质结构进行反应的方法，这种方法可以比较充分地对岩石内部的地质构造以及含水情况等进行探测，从而可以弥补传统的电流法进行相关的地质勘探过程中，电流无法充分地反映出岩石内部情况的问题。需要注意的是，电磁透视法在进行应用的过程中应当高度地关注外磁场可能对勘探工作造成的影响，当存在外磁场的情况下，天然磁场将会出现较为显著的波动，并导致感应电流的产生，从而引发电磁场的改变，引起勘探质量的降低。其次，瑞利波法也是现阶段应用相对广泛的技术，该技术是对不同地质条件下瑞利波的传播速度来进行地质结构的探测，当相关区域存在较为显著的断层结构的情况下，瑞利波的传播速度和频率将会出现显著的变化，从而可以帮助人们明确具体的地质结构和地质断层。无线电波法是通过将高频率的电磁波发射到地下，当电磁波在地下传播的过程中，电磁波将会出现较为突出的衰减现象，而通过对电磁波的瞬间情况进行分析，就可以帮助相关勘测人员掌握地下的地质结构。

2 矿山物探勘察技术的发展趋势

2.1 数字化技术将得到进一步的应用与发展

在现阶段我国的相关技术已经得到了极大的发展，而这些技术的发展也逐步开始应用于矿山的物探工程之中。数字化技术是相关应用的代表和未来的主要发展方向，通过推动勘察技术的逐步数字化发展，将能够为矿山的勘探工作提供充足的动力。

从实际情况来看，矿山数字化勘探技术是由多个技术共同构成，其中主要包括测绘技术﹑计算机技术和数据处理技术等，在具体的实践过程中需要依托软件系统对勘探所获取的数据实施全面的处理，并根据所获取的数据，进行适当的调整，以最终实现相应的勘察目标。在这一系列操作之下，可以确保相关的数据和内容转化为CAD数据内容，相较于以往的勘探措施，图文所呈现的内容更为直观。同时数字化背景下的矿山勘探相较于以往的技术类型也具有更为智能化和自动化的特征，在保证相关勘探活动具有更高效率的前提下将有效地促进勘察工作的质量提升，并充分缩短勘察工期，提升整体的经济效益。在未来的工作之中，相关勘察技术仍然具有进一步数字化和智能化发展的空间，在资料的处理方面，可以依靠计算机的电子化运行，对现有的矿山地质勘探数据库进行整合，增强施工开展的时效性。与此同时，相关技术的应用也能够对相应区域的各项地质指标进行全面的分析，为各类先进的地质勘探技术应用和引进创造基础。

对于人员而言，未来的矿山地质工程勘探工作由于大量依靠计算机对数据进行分析，从而可以有效地降低勘探人员在实际工作之中的工作量，同时传统的矿山地质勘探活动之中，以人员为基础进行相关数据整理的方法也比较容易出现误差，导致最终勘探活动推进质量差的现象，而数字化和智能化的数据处理方式，则能够最大程度地保障信息数据处理的准确性，确保工程的顺利推进。

2.2 GIS技术在矿山物探工程中的应用

以当前的具体情况来分析，相关工作的开展已经对数字化技术进行了比较充分和广泛的应用，相关的数字化技术在应用过程中可以比较有效地实现对空间位置的定位和搜集，在地理信息技术和相关数据库技术的应用及引导之下，将有助于地质信息数据库系统的构建和完善，对于现阶段的工作也将起到巨大的促进。

依托GIS地质信息数据库，矿山地质勘探工程将能够针对数据进行综合化的电子处理，在此前提下对所获取的数据信息，以及相关数据所具有的特征进行比对，快速地实现结果的输出，对于保障勘探工作的质量和效率具有直接的作用。整体而言，现阶段的矿山地质勘察工作正在全面朝向数字化和智能化的方向发展，在未来的发展过程中，相关人员有必要对现阶段的勘察数字化系统进行充分结合，进而对相关过程之中所产生的各类庞杂和繁琐的数据进行有效处理。随着该领域数字化的趋势加深，相应的数字化系统和数据库形成，在进行数据管理的过程中，对于计算机技术的应用也将更为广泛，为了确保相关的技术与计算机进行紧密的结合，工作人员在实施管理的阶段则应当加强数据概念模型的构建力度，保障勘察实体与相关联功能之间的融合，推动勘探质量的提高。

3 结语

综上所述，在现阶段的矿山地质勘探工作之中，相应的物探技术已经较为多样化，通过这些技术的合理应用能够帮助相关单位和人员准确地掌握目标区域实际的地质结构，为矿产资源的有效开发和利用形成条件。而为了提升勘探的质量和效率，相关的工作与计算机互联网技术之间的密切结合也是发展的必然，未来有关各方应当加强自身在工作方式方面的研究与改进力度，促进矿产资源开发充分满足现阶段我国社会的需求。