物探技术在矿山地质探测中的应用研究

物探技术在矿山地质探测中的应用研究

宋发强

黑龙江龙煤地质勘探有限公司双鸭山地质队 黑龙江 双鸭山 155100

摘要:物探技术的应用范围非常广泛，在煤矿地质探测中发挥着重要作用。煤矿开采很可能会面临各种地质构造甚至地质灾害，不仅影响开采效率，还可能引发严重的安全事故，威胁开采人员的生命安全。因此在煤矿地质探测中应不断更新探测技术，提高探测效率与准确性，从而预见和控制开采过程中可能出现的各种风险问题。通过物探技术的合理应用可以有效把握煤层地质构造，规避煤矿开采中的水文灾害和地质灾害等，对煤矿开采效率与安全性的提升起到关键作用。

关键词：物探技术；煤矿地质；地质探测

中图分类号：P631 文献标识码：A

引言

随着对煤炭资源需求的增大，煤矿进入了深部开采时代，煤矿的开采安全越来越重要。在煤矿开采过程中，很多地质灾害的发生与地质条件的不确定性有关。虽然煤矿开采前已经获取了一定的地质资料，但这些地质资料多是通过钻探方法获得，不仅数据的精度较差，而且数据量较少，相关人员难以全面了解地质构造。因此，在开采前需要对工作面内的地质资料进行精查。精查时，通常采用物探方法，主要有无线电波坑道透视法和瞬变电磁法。

1 物探技术理论阐述

物探技术是在地质勘探过程中，根据矿石和围岩的特点进行的。例如，它具有物理和电气特性。地球物理学的应用和基本方法就是基于此。它能有效地观测矿井物理场的分布和变化。此外，地球物理技术还可以有效地探测地球和地球空间周围物质的组成以及介质的结构，了解介质和物质结构是如何形成和演化的，帮助工作人员探测自然场地的发展和变化，为能源勘探、资源勘探和环境勘探提供强有力的理论基础和技术支持。此外，它也有助于更好地探索地球内部的结构和结构，这为地质灾害的预测奠定了理论基础。

2 物探技术的使用原则

事实上，在地球物理技术的实际应用中，为了促进经济效益的增长，有效地定位矿产，必须遵循一定的原则。地球物理勘探技术可以分为许多不同的类型，每种勘探技术都有其优缺点。但是，由于具体工作中对矿山的勘探重点不同，工作人员应结合实际地质情况，采用适当的物探技术。在分析检测区域的具体特征后，选择最合适的技术进行调查。当一种物探技术不能进行最佳勘探时，它可以分析其物性的差异，在某一区域进行不同物探方法的组合试验，然后对试验结果进行比较分析，选择理想的组合。在实际应用过程中，最优组合原则必须着眼于节约资金。通过对各种物探方法的合理选择和优化，既能达到理想的勘探效果，又能促进相关经济效益的提高。

3 物探技术在矿山地质探测中的应用

3.1 基于工程物探技术布置工作面

在矿山岩土工程施工区范围内，矿山工作面包括地面本身和各种地面设施。为了实现矿井工作面各组成部分的协调布置，引入工程物探技术进行工作面布置设计。在地壳表面，经过各种地质作用后沉积在基岩上的沉积物被称为覆盖层。大部分覆盖层处于松散岩性状态。受多种因素影响，地下沉积层具有不同的结构和岩性。覆盖层检测包括厚度检测和分层检测。根据不同的调查目的，选择的方法也不同。本文根据矿山高密度岩土工程勘察的需要，选择了高密度岩土工程勘察方法。高密度电法将地质勘探技术与计算机技术数字化结合，将电剖面法与电磁测深法相结合，可以完成纵剖面和水平剖面的测量[3]。在现场施工过程中，结合现有地质资料，了解地下地质体的范围和勘探深度，选择合适的电极间距。由于勘探深度相对中等，因此一次布置。在测线布置中，注意测线边界在研究区有效勘探范围内，并尽量保持电极在同一列中成直角。放置多通道基板转换器，设置50个电极，并将50个电极与电极转换器连接。在勘察工作面布置测点时，根据矿山岩土工程实际规模，测点数量控制在10~20个范围内，每两测点前的距离差在25cm~35cm范围内。每个测点分别设置三条不同方向的测线，测点方向固定，分别为45°斜上、45°平行、45°斜下（方向可根据实际测量需要适当调整）。在完成上述布置后，还需要对矿山岩土工程勘察工作面进行总体布置，以确保工作面能满足实际勘察需要，在不破坏周围生态环境的情况下，为勘察提供更方便的条件。

3.2 三维地震数据处理和解释

根据原始数据进行分析和处理。通过初至折射静校正、地表一致性反褶积、噪声衰减、精细速度分析、三维一步偏移和剩余静校正，尽可能提高资料分辨率和信噪比，提高剖面质量，保证归位处理结果的准确性和目标层的连续性，从而保证三维数据的质量。对于地震勘探数据解释，可以借助三维解释系统对偏移距数据体进行解释。在这个过程中，需要同时使用多种方法，包括人工解释、工作站解释等。在具体实施过程中，应考虑水平切片、表面切片、时间剖面等。从地震时间剖面的角度来看，断点的解释主要基于反射波事件轴的突变、畸变和错位。故障基于断点的组合。当地震时间接近时，断裂点的性质及其在剖面上的特征基本相同，相邻断裂点的下降值基本相同，或变化具有一定的规律性，其追踪组合断层符合该区的构造规律。在实际操作中，通过地震勘探，我们可以知道，孝遥灾区在地震时间剖面上表现出一定的规律，具体表现为事件轴的消失或无序。

3.3 数据处理勘察岩土覆盖层

由于实际勘察工作过程中经常会出现异常数据，严重影响勘察成果的准确性，因此需要对上述获得的岩土数据进行处理。首先，很明显，异常数据可以分为两种情况，一种是缺失异常数据，另一种是行为异常数据。前者通常是由采集过程中的数据丢失引起的。进一步细化可分为三种类型：照片异常接收、视频异常数据和技术数据缺失异常数据。后者是指在调查过程中因非标准操作行为导致的异常数据类型，可进一步分为报告异常数据、位置异常数据和时间异常数据。结合测量数据的重要性，将异常程度分为三种类型：轻微异常、一般异常和严重异常。对于不同的异常类型数据，三个异常级别有不同的具体内容。以位置异常数据为例，轻微异常、一般异常和严重异常的对应情况为：轻微异常：在同一钻孔结构中，一些位置偏移和偏差大于200m的数据占总数据的15%；一般异常：在同一钻孔结构中，部分偏差大于200m的数据占总数据的25%；严重异常：在同一钻孔结构中，偏差大于200m的部分数据占总数据的50%，或最大偏差大于500m的测量数据。此外，除了上述对异常数据类型的处理外，在收集岩土数据后，所有测量数据都需要进行预处理，以消除突变点或虚假点。

结束语

综上所述，在矿山地质勘察工作中，物探技术的运用取代了传统勘察技术，且通过不同种不同物探技术，参照地质勘测资料等信息进行科学合理的地质勘探，这样使得勘察结果更加精准。因此，在实践的勘察中，工作人员还需要对勘探区域特点进行分析，并合理设计各项参数，熟练了解不同的物探技术的特点，获取可靠性高的探测数据信号，在各方面的不断的优化下，争取让综合物探技术发挥出最佳的运用效果。

参考文献

[1] 武中华 , 林传朋 , 孙暄 , 等 . 高密度电法和土壤氡测量在滇中某地岩土工程勘察中的应用 [J]. 矿产勘查 ,2019,10(08):2072-2077.

[2] 侯晓瑞.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究［J］.矿业装备，2020(6)：134-135.

[3] 王永明 , 胡乐园 . 综合物探技术在岩溶塌陷地质灾害勘查中的应用 [C]. 浙江省地质学会 .“践行‘五大发展理念’，提升地质服务能力”——浙江省地质学会 2016 年学术年会论文集 . 浙江省地质学会 : 浙江省科学技术协会 ,2016:160-166.