综合物探技术在矿山水文地质勘查中的应用张洪涛

发表时间:2020/5/9   来源:《城镇建设》2020年6期   作者:张洪涛
[导读] 如今,我国科学技术不断创新发展,在勘查领域也出现了很多先进技术。
        摘要:如今,我国科学技术不断创新发展,在勘查领域也出现了很多先进技术。随着矿山中不同地质中所面临的不同问题,较快的寻找解决的办法和相关的技术,并采取相应的对策和治理方案。也因此,针对矿山在水文地质找到了许多相应的治理技术,通过对综合物探技术的应用的分析,解决实际中遇到的困难,完善在治理环节设置问题,更好地对水文地质进行勘探和采集。
         关键词:综合物探技术;水文地质勘查;适用性
         引言
         水文地质情况影响着矿山的生产安全,并且矿山的水文地质信息具有隐蔽性与区域性的特点,利用一般的勘探手段无法准确的勘探出矿山实际的水文地质条件,因此需要应用综合物探技术有效地提高矿山水文地质勘探的精准度。
         1综合物探技术基本原理及应用范围
         (1)矿山地质灾害探测:近些年来,新闻报道中的矿难事故屡见不鲜,收到社规各界人民广泛关注,所以这就要求矿山资源开发团队在地质勘探过程中要对其风险进行预测。在开采自然灾害频发的矿山地区前要提前进行地质勘探工作,利用物探仪器进行数据采集,再将综合解译成果和以往的自然灾害案例资料做对比,通过反复地比较分析,从而规避因自然灾害导致的危险事件。
         (2)矿山水文地质探测:综合物探当中具有代表性的即为水文地质探测,且市场应用在实际勘探工作当中去。矿山突水事故是井下采矿、掘进生产过程中与地表水或地下水贯通时可能出现的危险事故。一旦发生突水事故,可能淹没矿井和采区,影响矿区正常生产,还可能造成重大人员伤亡,预防和控制矿山突水事故成为当今矿山水文地质的重点。综合物探技术分析地下电磁场,从而得到矿山内部的水文地质情况,避免危险事故的发生。
         2物探技术在矿山水文地质勘查中的应用
         2.1瞬变电磁法
         瞬变电磁法,是综合物探技术之中的重要技术和方法之一,它具体的工作原理是,将没有与地线形成连接的通电回路以及导线作为探测场源,然后通过刺激探测对象的方式,来形成二次电场,从而根据不同电磁程度的变化,来判断地质水文情况的一种物探技术。之所以被称之为瞬变电磁法,正是由于所产生的二次电场保持时间非常短暂,因此被称之为瞬变电磁法。应用瞬变电磁法的理论基础就是电磁感应原理,通过电磁程度的变化来感知矿山内部的水文地质情况,就必须利用电磁场的变化,从而得到相应的反馈。瞬变电磁法相比较于其他物探方法而言,应用程度更加便捷,并且所获得的物探结果和信息更加准备,非常实用被应用在当前的水文地质探测之中。它之所以能够获得更加准确的物探信息,正是由于电磁波具有极强的穿透能力,从而能够对矿山内部的情况进行准备的探查。当前在矿物开采和生产之中,很多矿山内部情况非常复杂,采用传统的物探技术和方法往往无法获得准确的信息,从而导致开采工作无法进行,而瞬变电磁法,则能够有效地应对这种情况,为矿物资源的开采提供更加精准的信息支持。
         想要更好地利用综合物探技术,从而对矿山的地质以及水文情况进行全面的探测和了解,就必须牢牢掌握住瞬变电磁法的应用。在瞬变电磁法的应用之中,必须对瞬变电磁仪进行足够的了解和研究。在使用瞬变电磁仪时,首先要选择位置适合,并且相对稳定的巷道,利用各种物探技术,对矿山内部存在的积水区以及采空区进行探明。为了保证矿物资源的顺利开采和生产,必须避开矿山内部的采空区与积水区,从而保证开采人员的安全。其次,要将放射线圈以及接收线圈放置在相同的位置上,并且保证两者之间的距离要达到10M左右,而线圈所面对的方向,则是需要探测的矿山内部方向。通常情况下,会将瞬变电磁仪的频率调整在25Hz左右,并且将发射电流控制在17A左右,从而保证设备的正常运行。
         2.2探地雷达法
         综合物探技术中,除了瞬变电磁法,另外一个重要的物探技术则是探地雷达法,简称GPR技术。

对该技术进行应用除了能够准确的探测到矿山内部的水文地质信息外,还能够将搜索的范围扩大,从而不仅能够掌握矿山的情况,还能够对矿山周边的情况进行掌握。具体来说,探地雷达法的特点和优势主要体现在以下几个方面:
         (1)操作流程简单,而且使用该技术也非常方便,使得探测人员能够减少学习的时间和成分,实用性非常强。
         (2)能够很快地就获取到探测的结果,物探的效率大大得到提升,而且还能够探测不同水文地质情况,探测效果非常好。
         (3)该技术由于主要应用的是雷达探测,因此在探测的过程中,不会对矿山造成损害,能够使矿山资源的完整性得到最大限度的保护。在对深地雷达法进行应用的过程中,为了使获取信息的准确性能够得到保证,必须对麦克斯韦方程组进行全面掌握,这样才能够实现对磁场变化理论的全面掌握,并全面地分析开发和生产矿产资源中出现的水文地质资源,使得开发和生产的过程中容易出现的安全问题尽量得到避免,保证生产的安全性。具体来说,探地雷达法的探测原理如下,进行计算和分析主要以不同介质的介电常数和电阻率为主要参照。探测介质内部情况并进行处理时,使用的是高频无线电磁波,因此,该技术实际上也是利用电磁波作为探测的主要技术。
         应用探测雷达法时,主要的操作方法为反射剖面法,设置好频率的范围,采集矿井测量区域的数据。通过实际操作得知,探地雷达法的探测深度在1.5m左右时,会有比较明显的反射同向轴出现;如果低于1.5m,矿层就不会出现分层;探测深度在6m左右时,出现的反射同向轴就相对复杂。因此,通过实际操作以及相关的资料,可以得知,矿层保持在0m~6m时最为稳定。如果矿层的范围小于6m,就会存在采空区,容易出现矿层坍塌,威胁到开采和生产人员的人身安全。
         2.3磁法
         利用该方法进行矿山水文地质勘查,需要在矿产地质中要求矿体与地质岩体之间存在一定的磁差,才能探测出矿体之间存在的磁异常。在磁法监测技术和CIS扫描监测的对比,磁法技术更加的快速,节省了工作的时间,误差率较低,比治理所采用的检测技术效果更好,因此,水文地质处理符合磁法勘探的条件。在特定磁法勘探过程中,采用理论成分分析(ahp)成像反演法对勘探数据进行处理和解释,即选择地表场势进行求解,不受约束。
         在地面磁法勘探中﹐一般是布置一系列的平行等距的测线﹐垂直于被寻找的对象(例如矿体、构造)的走向﹐在每条测线上按一定距离设置测点﹐在测点上测地磁场垂直分量的相对值﹐测线距与测点距之比从10﹕1到1﹕1。在磁测工作中为评价磁测质量需要进行一定数量测点的重复观测,由于观测数据中还存在其他干扰,因此需要对观测数据作必要的改正才能得到正确的异常值。在整个矿区探测到的磁异常,是利用磁法进行地质勘查和资源勘查地最佳选择。在此基础上,在异常中建立的勘探点。提高数据的准确性,使数据能够用于实际指导。通过追踪正、负磁异常圈定有关断裂构造接触带等,再结合矿区水文地质勘查的有关资料,其数据结果可用于水文地质处理的验证。更够尽快地在发现水文地质中出现的异常情况进行快速检测,避免在工作中出现的差错。
         结语
         综上所述,为了提高水文地质勘探结果的精准度与勘探效率,需要合理的优化物探方法。不同时代、不同成分的岩土层之间存在一定的物性差异,即使同一岩性地层受断裂构造带、矿体分布、岩层的富水性情况的影响,其物性异常与周围完整围岩相比,也有着明显的物性差异,为物探工作提供了必要的地球物理基础。因此选用综合物探技术探测矿山的数据参数,再根据物探综合解译成果情况,最后采用钻探施工的方法来证实勘探结果的准确性,证明综合物探技术在矿山水文地质勘查中的可操作性与适用性。
         参考文献
         [1]武鹏.综合物探技术在勘查矿区水文地质中的应用[J].山西建筑,2015,(12):631-633.
         [2]郝彬彬,王春红.综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用[J].煤炭工程,2017,49(03):47-49.
        
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