綜合物探技術(shù)在水文地質(zhì)中的應(yīng)用探討

韓建博

（河北省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，河北 石家莊 050085）

綜合物探技術(shù)，包括了多種地質(zhì)水文勘探技術(shù)，全面利用綜合物探技術(shù)，能夠有效的降低在礦物資源的開(kāi)采和生產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患，從而保證開(kāi)采和生產(chǎn)人員的安全，并且提高開(kāi)采與生產(chǎn)的效率。

綜合物探技術(shù)具有著眾多的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處，因此當(dāng)前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在礦物資源開(kāi)采的水文地質(zhì)勘探之中，并且取得了良好的效果，這就要求我國(guó)的水文與地質(zhì)勘探企業(yè)，要不斷加強(qiáng)對(duì)綜合物探技術(shù)的掌握，從而更好的進(jìn)行勘探工作，為礦物資源的開(kāi)采和生產(chǎn)保駕護(hù)航。

1 綜合物探方法與原理分析

1.1 瞬變電磁法

瞬變電磁法，是綜合物探技術(shù)之中的重要技術(shù)和方法之一，它具體的工作原理是，將沒(méi)有與地線形成連接的通電回路以及導(dǎo)線作為探測(cè)場(chǎng)源，然后通過(guò)刺激探測(cè)對(duì)象的方式，來(lái)形成二次電流，從而根據(jù)不同電磁程度的變化，來(lái)判斷地質(zhì)水文情況的一種物探技術(shù)。之所以被稱之為瞬變電磁法，正是由于所產(chǎn)生的二次電流保持時(shí)間非常短暫，因此被稱之為瞬變電磁法。

應(yīng)用瞬變電磁法的理論基礎(chǔ)就是電磁感應(yīng)原理，通過(guò)電磁程度的變化來(lái)感知礦山內(nèi)部的地質(zhì)水文情況，就必須要利用電磁場(chǎng)的變化，從而得到相應(yīng)的反饋。

瞬變電磁法相比較于其他物探方法而言，應(yīng)用程度更加便捷，并且所獲得的物探結(jié)果和信息更加準(zhǔn)備，非常使用被應(yīng)用在當(dāng)前的地質(zhì)水文探測(cè)之中。它之所以能夠獲得更加準(zhǔn)確的物探信息，正是由于電磁波具有極強(qiáng)的穿透能力，從而能夠?qū)ΦV山內(nèi)部的情況進(jìn)行準(zhǔn)備的探查。當(dāng)前在礦物開(kāi)采和生產(chǎn)之中，很多礦山內(nèi)部情況非常復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的物探技術(shù)和方法往往無(wú)法獲得準(zhǔn)確的信息，從而導(dǎo)致開(kāi)采工作無(wú)法進(jìn)行，而瞬變電磁法，則能夠有效的應(yīng)對(duì)這種情況，為礦物資源的開(kāi)采提供更加精準(zhǔn)的信息支持。

1.2 探地雷達(dá)法分析

探地雷達(dá)法是除去瞬變電磁法之外的另一個(gè)重要物探技術(shù)，它也被簡(jiǎn)稱為GPR技術(shù)。應(yīng)用探底雷達(dá)法能夠非常準(zhǔn)確的獲得礦山內(nèi)部的地質(zhì)水文信息，并且它還能夠擴(kuò)大探索的范圍，從而將礦山周邊的情況進(jìn)行全面掌握。具體而言，探地雷達(dá)法具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

（1）應(yīng)用探地雷達(dá)法，其中的操作流程非常簡(jiǎn)單并且便捷，降低了物探人員學(xué)習(xí)探底雷達(dá)法的成本，保證了它的實(shí)用性。

（2）獲得探測(cè)結(jié)果的速度非常快，因此能夠提高物探效率，并且對(duì)不同的地質(zhì)水文情況，能夠獲得很好的效果。

（3）因?yàn)橹饕玫睦走_(dá)探測(cè)的技術(shù)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山的無(wú)損探測(cè)，最大程度上保護(hù)礦山資源的完整性。

在應(yīng)用探地雷達(dá)法的過(guò)程中，為了保證所獲得信息的準(zhǔn)確性，必須要全面掌握麥克斯韋方程組，從而才能夠全面掌握住磁場(chǎng)變化的理論，對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中的地質(zhì)水文問(wèn)題進(jìn)行全面的分析，降低在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，可能發(fā)生的各種安全隱患和問(wèn)題。具體而言，探地雷達(dá)法的探測(cè)原理是，利用不同介質(zhì)之中的介電常數(shù)以及電阻率，作為計(jì)算和分析的主要參照。將高頻無(wú)線電磁波對(duì)介質(zhì)內(nèi)部的情況進(jìn)行探測(cè)和處理。探地雷達(dá)法實(shí)際上是也是利用電磁波作為探測(cè)的主要技術(shù)。

在礦山之中，不同的介質(zhì)會(huì)吸收不同量的電磁波，根據(jù)這些介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收情況，進(jìn)行判斷出礦山內(nèi)部的地質(zhì)水文具體情況。

2 綜合物探技術(shù)在礦山水文地質(zhì)探測(cè)中的應(yīng)用

2.1 瞬變電磁法的應(yīng)用

想要更好的利用綜合物探技術(shù)，從而對(duì)礦山的地質(zhì)以及水文情況進(jìn)行全面的探測(cè)和了解，就必須要牢牢掌握住瞬變電磁法的應(yīng)用。在瞬變電磁法的應(yīng)用之中，必須要對(duì)瞬變電磁儀進(jìn)行足夠的了解和研究。在使用瞬變電磁儀時(shí)，首先要選擇位置適合，并且相對(duì)穩(wěn)定的巷道，利用各種物探技術(shù)，對(duì)礦山內(nèi)部存在的積水區(qū)以及采空區(qū)進(jìn)行探明。為了保證礦物資源的順利開(kāi)采和生產(chǎn)，必須要避開(kāi)礦山內(nèi)部的采空區(qū)與積水區(qū)，從而保證開(kāi)采人員的安全。其次，要將放射線圈以及接收線圈放置在相同的位置上，并且保證兩者之間的距離要達(dá)到10M左右，而線圈所面對(duì)的方向，則是需要探測(cè)的礦山內(nèi)部方向。通常情況下，會(huì)將瞬變電磁儀的頻率調(diào)整在25Hz左右，并且將發(fā)射電流控制在17A左右，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2 探地雷達(dá)法的應(yīng)用

將反射剖面法作為探地雷達(dá)法的主要操作方法，選用SIR-3000地質(zhì)雷達(dá)儀，并將頻率設(shè)置在一定的范圍內(nèi)，對(duì)礦井測(cè)量區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)探地雷達(dá)法的探測(cè)深度保持在1.5m左右時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)較為明顯的反射同相軸;處于1.5 m以下的范圍內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)礦層分層的現(xiàn)象;當(dāng)探測(cè)深度保持在6 m左右時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)較為復(fù)雜的反射同相軸。因此，結(jié)合相關(guān)的參考資料，可知較為穩(wěn)定的礦層保持在零米到六米的范圍內(nèi)。而小于6 m范圍內(nèi)的礦層由于反射同相軸較為復(fù)雜，必然存在著采空區(qū)，容易產(chǎn)生礦層坍塌問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

采用綜合物探技術(shù)對(duì)礦山內(nèi)部進(jìn)行水文和地質(zhì)情況的勘探，能夠大大提高勘探的效率和水平，有利于保證后續(xù)的礦物資源開(kāi)采和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。不同的綜合物探技術(shù)，往往具有著不同的特點(diǎn)和適用方向，這就要求勘探人員在應(yīng)用綜合物探技術(shù)之前，必須要對(duì)各種物探技術(shù)進(jìn)行綜合掌握，并合理分析礦山情況，選擇正確并且適合的物探技術(shù)，以此來(lái)提高綜合物探技術(shù)的應(yīng)用水平。對(duì)于礦山之中的采空區(qū)和積水區(qū)的勘探是整個(gè)礦山水文地質(zhì)信息勘探工作中的重中之重，勘探人員要在這方面工作中，正確應(yīng)用綜合物探技術(shù)，從而保證后續(xù)礦山資源的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。