综合物探技术在矿山水文地质勘查中的应用

发表时间:2020/1/16   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:黄燕霞1 张洪涛2 李艳慧3
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的综合物探技术有了很大进展,并在矿山水文地质勘查中得到了广泛的应用。
        中石化地球物理胜利分公司仪修中心  山东省东营市  257086
        摘要:随着科学技术的发展,我国的综合物探技术有了很大进展,并在矿山水文地质勘查中得到了广泛的应用。综合物探技术是矿山水文地质勘探中的重要技术手段,对确保矿井安全生产有着极大意义和作用。本文以地震勘探结合瞬变电磁技术对矿水文地质进行了勘探工作。
        关键词:综合物探;矿井;水文地质
        引言
        随着我国经济飞速发展,工业生产对社会经济增长起到很大影响,地质勘查工程数量也日益提升,但是由于矿山资源的过度消耗、环境的破坏,我国水文地质条件持续恶劣发展,负作用于工程建筑发展。所以有关部门需要加强水文地质勘查工作的质量和效率,这也是如今工业经济发展的关键内容。矿山水文地质勘查工作中的难点较复杂,数量多、范围广,会基于自然天气气候、人为因素等多方面影响。要想提高矿山水文地质勘查工作的质量,必须就矿山水文地质勘查的难点问题进行深入分析,研究相应的对策及改进策略。
        1综合物探技术的原理和目前的状况
        因为岩土与岩土之间密度、磁性、电性以及放射性等不同的物理性质,使用不同的设备或者物理方法对区域的地球物理场的变化测量,从而了解区域水文、工程地质以及地质灾害发生概率等地质状况的技术就是物探技术。物探技术因为具有单一性,所以在精细地质勘测工作,常常采用综合物探技术进行勘测。通常情况下,综合物探技术包括:电法、地震法等,不同的岩土结构以及构成,也采用不同方法进行岩土工程勘测工作。但是,我国目前很多工作人员并不能很好地理解综合物探技术的工作原理,导致了实际工作中,综合物探技术没有达到良好的效果。我国很多工作者和科研者目前只是关注实践,忽略了理论对于技术而言具有的指导性作用,理论和实践同时进行才能更好地掌握综合物探技术的原理,使综合物探技术更好的应用在岩土工程中。
        2矿山水文地质勘查
        矿山水文地质勘查工作的内容包括①水文地质测绘:收集区域地下水的资料,观测和记录地质现象;②物理勘探:寻找地下水源,确定水层位置及水流方向;③水文地质钻探:与物理勘探相结合,也用于找寻地下水,确认地下水的存在与否;④地下水动态观测:对地下水资源进行基本的调查和了解,收集地下水位、水质及水温等相关基础资料,观测时间一般为十二个月;⑤地质试验及实验室取样分析:取得相应区域的各种参数,就地质结构、化学成分、地下水水样、矿层矿样和土壤样本进行调查和实验,以获取相关信息。⑥最终基于所有工作内容编制相应的税务地质报告和图件。
        3关键技术
        (1)重电综合处理解释技术。美国FUGRO-LCT公司研制的地球物理数据处理、解释集成软件(LCT),提供了地震、电法、重力、钻井等资料在一个处理平台上互为约束、补充的综合反演处理解释技术。该项技术以密度间的关系为纽带,将电法解释模型转化为密度模型,为重力场正演反演提供初始密度模型。由于利用了高精度的电法资料建模,结合重力场正演、反演,结果不仅符合重力场的特征,同时与电法模型互为约束,实现了使不同内含的多学科互相渗透,克服了单方法、单参数的多解性和局限性,提高了解释结果的客观性。(2)弱信息提取技术。小子域滤波处理技术在提取断裂等异常信息时,具有比传统方法更为突出的效果。该项技术在本区可以对重力异常中包含的断裂信息进行弱信息处理,为深层断裂解释提供依据,小子域滤波处理后梯级带异常位置集中、清晰,克服了处理前梯级带异常宽缓,异常边界模糊的问题。


        4综合物探技术在矿山水文工作中的具体用法
        4.1电测探法技术在岩土工程中的用法
        在工作人员使用电测探法对地层进行勘测时,一定要实时关注电阻率的变化,不可以松懈,放任一个细微的变化,就会对勘测结果的准确性产生相当大的影响。电测探法的启用时间比较长,所以电测探法技术已经发展的相对成熟。电测探法的具体操作是将电子设备的探头伸入需要勘测的地层下,根据地层不同深度的电阻值的变化来分析地下岩层的情况。因为电测探法的操作简单,资金投入量小,所以电测探法已经得到了大面积的使用。同时科研人员根据电测探法研究出了高密度电阻率法,比电测探法的适用性还要高,勘测的结果也更准确。
        4.2综合物探技术分析
        地震勘测技术通过时间剖面反射的特种波来获取矿区地质有关的信息数据,从而了解矿区地质信息,有一定的实用性,但缺乏分层能力,无法对矿区水文地质进行有效的检测;而瞬变电磁勘探技术则通过电阻率异常信息的分析,可对有关情况进行有效勘测,穿透能力较强,因此应用范围较为广阔。在施工过程中,对设备精密度、性能有较高要求,通过两种技术的结合,对矿区水文地质进行系统勘探,从而对该矿区水文地质进行科学勘测,并将勘探成本减少到最低限度,保证探勘效率,从而为规范施工提供相应的材料。
        4.3电剖面法技术在岩土工程中的用法
        电剖面法在原理上与电测探法相差不多,这也就要求工作人员根据电阻对岩层认真的分析,确定地质的实际情况。从具体的地质勘测工作中来看,电剖面法更具有针对性,主要探测的对象是沉积岩这种物质。所以,为了保证地质勘测的工作效率,需要工作人员对于岩层电性的差异引起足够的重视,清楚各种电阻对应不同岩层的数值。
        4.4严格控制勘查工作测量参数
        提高参数计算精确度,也是提高水文地质勘查工作质量的重要措施,依据工程项目的情况,对具体的勘查环节进行参数模拟,根据相关数据资料事先计算,加强勘查方案设计的实践性和实操性。其次通过充分认识到矿山水文地质具备的特殊性,结合矿层的特性、地下水自身运动的规律等提高参数计算的精确度为矿山工程项目后续的施工提供参考。
        4.5资料综合解释
        (1)断裂的展布规律。利用重力、电法资料判别断裂存在的依据:①布格重力异常图上沿一定方向延伸的重力异常梯级带,重力异常等值线的扭曲以及重力异常走向突变带和不同特征的重力异常分界等;②重力水平总梯度异常上沿一定方向延伸的极大值连线,能较好地指示出断裂的平面位置;③断层、破碎带在电法资料的特征为:主要是依据电阻率等值线的形态变化特征判别的,在断层及破碎带表现为数值发生突变,等值线形态扭曲、倾斜或直立。④依据电阻率断面图上低阻异常的等值线密集处(梯度变化最大处)确定断层破碎带的边界。⑤其它物探、地质资料反映的断裂。(2)局部构造分布特征。局部重力异常是局部构造研究的基础,布格重力异常对具有一定面积和幅值的局部异常有显示,而重力垂直二次导数异常,不仅可以提高重力异常横向分辨率,而且可以比较直观地圈定出重力异常范围。通过对重力垂直二次导数异常分析,认为局部重力异常展布方向基本受控于所在凹陷的展布方向及断裂控制,成排成带分布。
        结语
        综上所述,为了保证所采用的矿山勘测技术有效性、科学性,在此次勘探结果基础上,对实际的水文地质情况进行全面研究与分析,并选用多种科学、有效的勘探技术进行全面、综合性的勘测,保证勘探工作的效率和有效性。
        参考文献
        [1]武强.我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J].煤炭学报,2014(5):795-805.
        [2]焦险峰,刘树才,姜志海,等.利用矿井瞬变电磁法超前探测走向导水断层研究[J].煤炭工程,2016.48(3):92-94,98.
        [3]江球.矿井瞬变电磁法在煤层顶板富水异常区探测中的应用[J].煤炭工程,2012.44(12):41-44.
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