物探與鉆探相結合在地質(zhì)勘察中的應用研究

趙龍

河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊 河北張家口 075000

勘察伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)化水平的不斷提升，我國能源需求量在不斷增加。礦產(chǎn)是我國的主要能源，我國絕大多數(shù)礦井采用井工開采方式，隨著礦井開采深度的增加，礦井生產(chǎn)條件日趨復雜，受到水害、瓦斯、地應力等災害影響較為明顯。做好地質(zhì)勘探，對保證礦井生產(chǎn)安全具有十分重要的意義。采用物探及鉆探相結合的探測技術對地質(zhì)構造帶進行探測，并對探測出的異常區(qū)域進行治理，為地質(zhì)勘察安全奠定基礎[1]。

1 物探和鉆探技術相結合應用中的注意事項

1.1 直流電阻法應用方面

直流電阻法進行探測時，可能會出現(xiàn)異常區(qū)誤判的問題。在采用直流電場的全空間三級超交匯技術時，很可能對異常區(qū)進行錯誤判斷，尤其是富水性難以準確判別，導致物探結果出現(xiàn)多解，進而影響后續(xù)工作進展。

1.2 千米鉆機方面

千米鉆機是鉆探中常用的一種機械設備，具有機身大的特點。在實際鉆探過程中，受綜掘機影響，小斷面使鉆機難以前移，或存在較大傾角時鉆探難以施工，所以，應在巷道選擇適宜的位置作為施工鉆場，并利用具有鉆孔距離長、定位準確、覆蓋面廣等優(yōu)勢的千米鉆機進行異常區(qū)的鉆孔驗證。

1.3 物探結果多解性方面

為了避免物探結果多解性的出現(xiàn)，在物探過程中，應做到以下幾點：①技術人員要合理選擇物探地點，嚴格控制工作面導電體等物理因素，在物探前，應將工作面的供電切斷，并有效解決和處理可能影響物探結果的其他物質(zhì)；②在鉆探過程中，要綜合分析巖性、飄鉆等問題，降低對物探結果的影響。

2 物探與鉆探技術相結合的實際應用

2.1 直流電阻勘察技術

直流電阻勘察技術是借助探測勘測設備從觀測點進入，逐步深入地下進行勘察，并通過電阻率的變化了解地下巖體情況的一種技術。該技術的應用在一定程度上能夠對地下巖體的規(guī)模和分布情況進行了解，因此，很多工程勘察中應用了此項技術。近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了高密度電阻率勘察技術，大大提高了地下物質(zhì)的勘察效果，尤其是在城市建設中，能夠有效勘測淺層地下物質(zhì)，為城市建設提供信息資料支持。在地下巖層勘察中，該技術能夠有效勘測地下垂直范圍的巖體或小傾角范圍內(nèi)的巖體，如果傾斜角度變大，會增加電測探的難度，因此，可在了解巖層分布的情況下，利用電測探的方法為中小型工程項目建設提供服務[2]。

2.2 瑞雷波技術

瑞雷波技術是指在穩(wěn)定狀態(tài)或者瞬時狀態(tài)下，對地下巖體進行觀測的一種技術。由于穩(wěn)定狀態(tài)時，資金耗費高、設備體積大，在實際地質(zhì)勘察中的應用受到了一定的限制。在瞬時狀態(tài)下，該技術對設備要求不高，操作相對簡單，且測定效率較高，所以，在地質(zhì)勘察中得到了廣泛的應用。瞬時狀態(tài)下的瑞雷波技術，測試信號主要來自沖擊地震波（垂直作用于地面），在該類波影響的范圍內(nèi)，可有效集中瑞雷波信號，并利用其反射波達到正演和反演的目的。經(jīng)大量實踐分析表明，通過對比相關數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)鉆孔分層位置與頻散曲線的之字形拐點的位置相同，因此，進行礦山勘測時，可采用與測量、鉆探資料相結合的方式對巖層的走向和鉆孔的結構進行清晰的描述。

2.3 振動鉆柱錄井

對進行鉆探的過程中，振動鉆柱的數(shù)據(jù)錄井能量信號分析，前面地質(zhì)相對比較穩(wěn)定，因為受到發(fā)育斷層的影響，出現(xiàn)異常情況主要在探孔后段，探孔深度在56-60m、65-70m、73-78m、90-96m的位置能量出現(xiàn)逐漸加大的趨勢。由此推斷這些深度的位置發(fā)生了變化的巖性，鉆探過程為先遇到了軟巖心，隨后逐漸遇到硬巖心。當鉆探深度在85-89m時，信號震動的幅度有所減小，從而使能量減小，其鉆探能量比前后減小，根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以推斷，由巖石較硬的地質(zhì)結構鉆入軟煤層或者破碎帶是相對容易的。從探測數(shù)據(jù)可以看出鉆探深度使用的時間，56-60m、65-70m、74-78m、90-96m鉆探深度用時變長，說明此時遇到的巖石在發(fā)生變硬。85-89m深度用時變短，這說明鉆探由硬巖石鉆進軟煤層。結合資料和錄井記錄，0-9.5m是煤層，在9.5-56m、60-65m、70-73m、78-85m、89-90m是泥巖，在56-60m是粉末砂巖，在65-70m，73-78m、90-96m是砂巖，在85-89m是破碎帶或者是煤線。

2.4 瞬變電磁法

瞬變電磁法是利用地層中巖石的導電性差異，接地線源或者不接地回線等電源發(fā)出脈沖電流，在脈沖磁場的間歇期間，脈沖電流隨著時間推移逐漸衰退，通過對斷電二次場隨時間的變化，來達到對介質(zhì)導電性變化探測的目的。在60901工作面回風順槽探測中采用的瞬變電磁儀型號為PROTEMCMX，沿著巷道的R16點前方40m位置沿著掘進前方，斜上方15°、斜下方15°等三個方向布置測線，每一個測線布置13個物理點，三條測線共計39個物理點?，F(xiàn)場使用的發(fā)射機內(nèi)置的電源為12V，電流為1.3A，發(fā)生框（發(fā)射頻率25Hz）與接收框間間距為6m，采用的發(fā)射框規(guī)格為1m*1m，采用1D線作為接收線框[3]。

3 結語

總而言之，物探方法與鉆探方法的結合能更好地進行地質(zhì)勘察工作，不僅提高了勘察的效率，而且能夠提升勘察的質(zhì)量，為礦產(chǎn)開發(fā)、工程建設等方面提供了信息依據(jù)。為了達到地質(zhì)勘察的目的，還應加強勘察機制、方法、技術等方面的創(chuàng)新，培養(yǎng)地質(zhì)礦產(chǎn)勘察技術人才。