浅谈深部开采中地球物理勘探技术的应用

李杰强

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0六队，新疆 阿勒泰 836500）

随着科学技术的不断发展，地球物理勘探技术也获得了极大的发展。地球物理勘探技术，是根据岩矿石及其围岩存在不同的物性特点，通过先进的仪器设备对天然和人工形成的物理场变化情况进行观察，进而了解的地质构造特征，探寻矿产资源，应对水文地质工程地质问题，开展环境监测的重要勘探手段。近年来，随着矿产资源需求不断扩大，矿井开采逐渐向深部延展，但是在矿井开采深度不断加深的情况下，常常遭受地质构造、矿井水、煤层瓦斯及顶底板条件等诸多因素影响，对矿井安全生产构成极大威胁，为此这就需要发挥好地球物理勘探技术的作用，详细勘察这些致灾因素，并采取有效措施进行应对，进而实现矿井的高产稳产。下文结合实践，对深部开采中地球物理勘探技术的应用进行探讨，以供参考[1]。

1 重力勘探

该项勘探技术在物理勘探技术中占据非常重要的地位，是根据处于地球表层岩矿石所存在的差异性物性特征为基础，通过智能管理加速值进行测定工作，研究勘测点上地球自转产生离心力和地球质量引力二者之和存在的变化规律，来研究地质构造特征，对矿产资源进行寻找的一种技术措施。伴随科学技术的不断发展，重力勘探技术也获得了极大的提升，相应的探测精度也在逐步增强，能够精确地进行测点定位，测高技术也获得了很大的发展。过去在进行重力勘探过程中，过去在进行重力勘探过程中CH-3、TAK-3M以及瑞典诺伽重力仪发挥了非常重要的作用，但是这些仪器勘探精度相对较低。进入80年代以后我国自主研发的重力勘探仪器，也获得了极大的发展，测量精度水平进一步提升。水准仪，经纬仪以及完成地形图的定位预测高，在20世纪80年代主要是通过这些技术来实现的。90年代GPS三维定位技术获得了很好的应用。现如今在区域构造划分以及掌握基底起伏特征和煤盆地圈定过程中，重力勘探技术应用越来越普遍，能够更好地指导煤田普查工作，同时，该技术对覆盖层下没戏分布范围确定，勘探小断层以及岩溶发育带等发挥着非常重要的作用。

2 磁力勘探

磁性差异存在于岩石与矿石间，磁力勘探正是基于这些特征，对地磁场的变化情况进行勘探与研究，对勘探目标，地质情况及性质进行判断的一种先进的地球物理勘探方法。此法勘探，如果是探测资源为目的，则在地质填图以及成矿远景区预测，对磁性矿体进行寻找中发挥着重要作用。该项技术在我国的应用于1936年开始，20世纪50年代，该项技术获得了很大发展，磁测工作在深部地层勘探中得到了普遍应用。

随着科学技术的不断发展，我国也在此法勘探仪器研发方面获得了重大突破，极大地推动了磁法勘探技术的持续发展，相继生产出很多勘探仪器，90年代之后，该项技术获得很大发展，尤其是HC-90航空氦光泵磁力仪投产使用，其灵敏度大大增强，而且工作跨度非常大。后来生产的HC-95地面手持式氦光泵磁力仪，灵敏度达0.05nT。特别是瞬变电磁法，是磁力勘探中的一种重要技术手段，该技术应用是非接触式时间域电磁法，在探测含水地质体方面发挥着非常重要的作用。尤其YCS128矿用瞬变电磁仪，具有非常大的探测深度，同时具有非常强的高阻层穿透力，相对干扰较少，而且噪声低等诸多优势，在探测远区和近区中发挥着非常重要的作用，可以进行不同时窗探测，能够探测到各个深度范围内的地质信息数据[2]。

3 电法勘探

在地球物理学勘探过程中，电法勘探的应用非常普遍，而且相应的种类繁多。这种勘探方法是基于电性在介质中的差异特征为前提，通过对人工电磁场以及天然电磁场进行观测，掌握其时间和空间分布特征，来对探测对象形态性质进行勘探的一种重要技术手段。所以电法勘探具有很多种类，根据电磁场所具有的时间特征，有交流电法和直流电法以及脉冲电法之分。直流电法勘探过程中，主要是对地质体相关的直流电场分布情况来进行勘探研究，其场源有天然和人工两类之分。瞬变或脉冲法，又有过渡场法之称，其场源是脉冲式电流，断电过程中，对地下导体感应形成的瞬变二次场在时间上的变化进行勘探[3]。

4 地震勘探

地震学方法在资源勘探中发挥着重要的作用，该方法是研究地层中通过人工手段激发的弹性波所具有的传播特性，如波的形状以及其传播速度和衰减情况等，同时研究界面，折射反射等情况，来对地层构造埋深和岩性特征进行判断。油气勘探过程中，地震勘探技术手段应用最为普遍，同时水资源勘探、煤田勘探以及盐矿勘探等方面该技术的应用也非常多。

对于地震勘探技术而言，在此方面国内学者认为其具有“三高一准”的特点，即在信噪比方面非常高，同时还有较好的保真度，同时还有较好的保真度，分辨率非常高，成像非常准确，不仅在构造图中发挥着非常重要的作用，同时在地层构造以及沉积特征方面的探测有着较好的应用效果，地震勘探技术在煤田地震勘探过程中有着非常广泛的应用。

5 地球物理测井

该技术手段是对钻孔内地球物理场存在的变化特征进行探测的研究技术，对于井孔区域介质分布情况进行研究，进而对工程、地质等相关的科学问题进行研究解决，该技术又称为钻井地球物理勘探技术。

随着近年来测井理论不断发展，以及数据采集和数据处理技术的高速发展，与解释方法的不断提升，测井数据内相关的地质信息变得越发丰富起来，大大提升了矿产资源研究水平，同时也为地质构造学，地层学，岩石学等相关地质研究领域的发展起到了良好的推动作用。该项技术分辨率非常高，可以将岩层纵向连续变化特征给定量提供出来，更好地指导地质研究工作。特别是伴随计算机技术的高速发展，特别是伴随计算机技术的高速发展，使得地质现象定量描述更加精准化，通过地球物理测井技术，能够更好地开展相关地质研究工作，促进地质研究工作水平的不断发展。

6 遥感

在地球物理学当中，遥感技术是一个重要的分支，该项技术利用空中对地面图像进行摄取，和物体电磁能量反射与辐射等相关的各种技术手段。近红外以及可见光，微波和红外等都属于其电磁波范围，介于0．4μm～25cm的波长范围。

在微博雷达成像技术支持下，能够对覆盖云层进行穿过，并对地面图像信息进行获取，合成孔径雷达利用活动品在，来对多信号进行获取，对雷达全息图进行构建，侧视航空雷达发展于20世纪50年代，能够对茂密植被区域进行构造图绘制。

7 结语

矿井高效安全生产和深部矿井勘探有着非常重要的联系，同时，深部矿井开采过程中受到的各种安全因素较多，地质勘探波场具有非常丰富的信息数据，震波动力学和运动学变化会受到地下介质形态特征不同而引起相应参数改变，通过联合应用地震波和多种勘探手段，能够有效提升其勘探效率与质量，井下勘探存在非常多的干扰因素。地面半空间场理论和电磁波场以及矿井全空间下电场存在很大差异，巷道空间以及全空间电场分布会影响矿井高密度电法勘探过程中的视电阻率，应当进行分析校正。