论文部分内容阅读
摘要：通过对测区开展浅部采空区的地质雷达和高密度综合探测，得到了浅部采空区分布的剖面图和平面图，并划分了重点异常区，结合探测结果证实了两种方法做到了互补，互证，定位、定性准确，探测效果明显。
关键词：物探技术；采空区
中图分类号：P624文献标识码： A
1. 地质物探勘查方法技术
物探是地球物理勘查的简称，包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。据统计，物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面，起着主要的作用。
1.1航空及地面甚低频电磁法（VLF）
该方法在圈定良导断裂破碎带、蚀变带，追踪含矿构造，寻找低电阻率的岩（矿）脉，圈定矿化范围等方面具有鲜明的特点。其仪器设备轻便，野外观测方法简单，资料处理速度快。但应注意地形、电缆等人文干扰异常的识别和改正。当第四系覆盖较厚时，对于埋藏较深的地质异常体所反映的有效信息较弱。因此，VLF一般用于浅覆盖区及外围的剖面或扫面工作。
1.2地震层析成像（CT）
地震层析成像（CT）就是用医学X射线CT的理论，借助地震波数据来反演地下结构的物性属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。在20世纪80年代以后，才将其应用于金属矿的地球物理勘查工作。
1.3大地电磁测深（MT）
其具有探测深度大（可探测至上地幔），不受高阻层屏蔽，分辨能力强（尤其是对良导介质），工作成本低（相对于地震勘探）和野外装备轻便等特点，在地球岩石圈深部结构研究、地震预报、油气勘探、地热田调查中显示了重要作用。大地电磁测深对于地下低阻层（良导电体）相当敏感，这是大地电磁测深方法能够在（隐伏）金属矿勘探中发挥作用的主要地球物理依据。
1.4瞬变电磁法（TEM）
3.2瞬变电磁法原理及使用方法
瞬变电磁法地球物理勘探是一种脉冲感应类时间域电磁法。向勘探目标发送一次脉冲磁场，通过间歇期間，观察测量地下地质体在激励后引起的一段涡流产生时间段内的二次磁场变化。地下地质体的电性会对二次场的大小造成影响，低阻地质体在感应二次磁场电压比较大，感应二次磁场衰减速度会比较慢。介质结构的状况可以通过二次磁场衰减变化的情况特点来判断。如果地下有良导体时，良导体就会在一次脉冲磁场的激励下引起涡流，涡流磁场在脉冲磁场断掉后不会马上消失，它则会按照指数规律逐渐衰减，如果地下有隐伏高阻介质时，就没有了感应涡流，使二次感应场的幅度非常小，二次磁场就会很快衰减。而对于这次勘探查找采空区的实际情况，对两个TEM信号进行了实测和记录，记录信号分别有正常的响应记录和可能会有采空区。利用实测和记录的TEM数据可以作定性解释，把两次二次磁场的衰减特征作为参考和依据找出隐伏采空区的所在之处，也可以把依据测线数据构成的剖面等值线作为参考和依据，定性判断存在的异常。依据全区视电阻率转换公式作出定量解释，多道TEM二次场衰减数据利用全区视电阻率转换公式转换成视电阻率，测量各个点上的视电阻率，通过一维电阻率反演，把结果和地质资料或钻孔资料结合起来相对比，地质解释成果剖面图就可以形成了。
1.5可控源音频大地电磁法（CSAMT）
CSAMT法勘探深度大（可达2km以上），同时由于其可以通过“变频”改变探测深度的不同，而兼有测深和剖面研究的双重特点，是研究深部地质构造和探寻隐伏矿的有效勘查手段。对于地面甚低频电磁法（VLF）难以发挥作用的厚层覆盖区，可以选用CSAMT法。
1.6连续电导率剖面测量系统（EH4）
EH4连续电导率成像系统是由美国Geometrics公司和EMI公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了CSAMT和MT的部分优点，利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像。深部构造通过天然背景场源成像（MT）。
1.7浅层地震技术
浅层地震技术是地震勘探方法的一种，它是用人工激发的弹性波在岩石中的传播来研究地下地质结构和岩性信息的一种方法。在20世纪60~70年代，国外即在金属矿区进行了地震勘探试验，蔡新平（1994）等在我国较早地将浅层地震方法应用于金厂峪金矿区隐伏地质结构的研究，有效地指导了深部找矿。
2. 综合物探在地质矿产勘察应用分析
由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提，且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响，作为物探技术人员应在详细分析已有勘察资料（区域性和地区性）的基础上，经过实地踏勘和现场方法试验来选择多种物探方法，以达到最佳的测试成果，从而发挥物探技术的先进作用。
3.采空区简介
由于人工挖掘或者天然地质在地下表面运动形成的“空洞”就是采空区。采空区使矿山面临着严重的安全生产问题，人员和设备都可能会掉入采空区，对人们的生活和设带来了很大的威胁。而采空区塌陷程度又难以预测，空间分布特征规律性较差、隐伏性强。由于采空区的这些特点，量化评判采空区的塌陷程度、空间分布特征规律及分布区域，是工程技术人员一直都在研究中的问题。现阶段，矿山的发展受到采空区的制约，矿山是不断地向深部开发，低压由此不断加大，而地下采空区在地压较大时，很容易出现坍塌现象。对于地下转露矿山开发的影响会更大，如果不及时处理地下开采残留的巷道、采场等，会带给露天开采带来一定的威胁，同时也对人们的生活和设备造成很大的影响。
3.1采空区的物理勘探技术
地球物理勘探技术作为岩土工程勘察中的重要手段之一。地球物理勘探技术是一种原位探测方法，可以对大面积进行探测，具备迅速、简捷等的优点。采空的探测方法有很多种，包括重力勘探方法、地震勘探、放射性测量、电磁法等等。所以，对于采空区的探测方法，如何选择包含信息量最大的、最可靠的探测方法，对各种探测方法经费如何分配，怎样才可以取得最大成效是一个非常重要的问题。每一种方法在一定的条件、一定的应用范围，都有各自的特点和优点。对于采空区的地球物理探测方法，电磁法是比较理想的一种探测方法，而电磁法又分为许多种，有高密度电阻率层析成像法、探地雷达、MT、AMT、HMT和CSAMT法等。针对翁福磷矿的实际情况，对穿岩洞矿段地下采空区进行处理，根据其地质地球物理的特点和条件，使用的地球物理探测方法有两种，分别为探地雷达勘探和瞬变电磁法。
3. 结论与建议
随着许多新技术、新方法在生产实践中显示出强大的生命力而不断的发展、完善，其应用范围也不断拓宽，发挥着愈来愈重要的作用。然而，就某种物探技术方法的作用而言，应视其解决具体地质问题的适宜性和效果进行评判，使各方法成果相互佐证，取长补短是提高物探资料解释精度和可靠性的必由之路。
参考文献
[1]王鹤宇.采空区地球物理勘探技术方法[J].物探与化探.2012（10）：01-02.
[2]罗鸷，曹盛道，赵颖超.采空区探测的物理勘探方法[J].中国科技信息.2010（04）：23-24.
[3]王树威.煤窑采空区综合探测技术的应用研究[J].西安科技大学.2012-06-30.
[4]冉志杰，杨歧焱，翟星，钱龙.浅层地震勘探在地下采空区探测中的应用[J].勘察科学技术.2013（04）：20-21.
关键词：物探技术；采空区
中图分类号：P624文献标识码： A
1. 地质物探勘查方法技术
物探是地球物理勘查的简称，包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。据统计，物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面，起着主要的作用。
1.1航空及地面甚低频电磁法（VLF）
该方法在圈定良导断裂破碎带、蚀变带，追踪含矿构造，寻找低电阻率的岩（矿）脉，圈定矿化范围等方面具有鲜明的特点。其仪器设备轻便，野外观测方法简单，资料处理速度快。但应注意地形、电缆等人文干扰异常的识别和改正。当第四系覆盖较厚时，对于埋藏较深的地质异常体所反映的有效信息较弱。因此，VLF一般用于浅覆盖区及外围的剖面或扫面工作。
1.2地震层析成像（CT）
地震层析成像（CT）就是用医学X射线CT的理论，借助地震波数据来反演地下结构的物性属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。在20世纪80年代以后，才将其应用于金属矿的地球物理勘查工作。
1.3大地电磁测深（MT）
其具有探测深度大（可探测至上地幔），不受高阻层屏蔽，分辨能力强（尤其是对良导介质），工作成本低（相对于地震勘探）和野外装备轻便等特点，在地球岩石圈深部结构研究、地震预报、油气勘探、地热田调查中显示了重要作用。大地电磁测深对于地下低阻层（良导电体）相当敏感，这是大地电磁测深方法能够在（隐伏）金属矿勘探中发挥作用的主要地球物理依据。
1.4瞬变电磁法（TEM）
3.2瞬变电磁法原理及使用方法
瞬变电磁法地球物理勘探是一种脉冲感应类时间域电磁法。向勘探目标发送一次脉冲磁场，通过间歇期間，观察测量地下地质体在激励后引起的一段涡流产生时间段内的二次磁场变化。地下地质体的电性会对二次场的大小造成影响，低阻地质体在感应二次磁场电压比较大，感应二次磁场衰减速度会比较慢。介质结构的状况可以通过二次磁场衰减变化的情况特点来判断。如果地下有良导体时，良导体就会在一次脉冲磁场的激励下引起涡流，涡流磁场在脉冲磁场断掉后不会马上消失，它则会按照指数规律逐渐衰减，如果地下有隐伏高阻介质时，就没有了感应涡流，使二次感应场的幅度非常小，二次磁场就会很快衰减。而对于这次勘探查找采空区的实际情况，对两个TEM信号进行了实测和记录，记录信号分别有正常的响应记录和可能会有采空区。利用实测和记录的TEM数据可以作定性解释，把两次二次磁场的衰减特征作为参考和依据找出隐伏采空区的所在之处，也可以把依据测线数据构成的剖面等值线作为参考和依据，定性判断存在的异常。依据全区视电阻率转换公式作出定量解释，多道TEM二次场衰减数据利用全区视电阻率转换公式转换成视电阻率，测量各个点上的视电阻率，通过一维电阻率反演，把结果和地质资料或钻孔资料结合起来相对比，地质解释成果剖面图就可以形成了。
1.5可控源音频大地电磁法（CSAMT）
CSAMT法勘探深度大（可达2km以上），同时由于其可以通过“变频”改变探测深度的不同，而兼有测深和剖面研究的双重特点，是研究深部地质构造和探寻隐伏矿的有效勘查手段。对于地面甚低频电磁法（VLF）难以发挥作用的厚层覆盖区，可以选用CSAMT法。
1.6连续电导率剖面测量系统（EH4）
EH4连续电导率成像系统是由美国Geometrics公司和EMI公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了CSAMT和MT的部分优点，利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像。深部构造通过天然背景场源成像（MT）。
1.7浅层地震技术
浅层地震技术是地震勘探方法的一种，它是用人工激发的弹性波在岩石中的传播来研究地下地质结构和岩性信息的一种方法。在20世纪60~70年代，国外即在金属矿区进行了地震勘探试验，蔡新平（1994）等在我国较早地将浅层地震方法应用于金厂峪金矿区隐伏地质结构的研究，有效地指导了深部找矿。
2. 综合物探在地质矿产勘察应用分析
由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提，且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响，作为物探技术人员应在详细分析已有勘察资料（区域性和地区性）的基础上，经过实地踏勘和现场方法试验来选择多种物探方法，以达到最佳的测试成果，从而发挥物探技术的先进作用。
3.采空区简介
由于人工挖掘或者天然地质在地下表面运动形成的“空洞”就是采空区。采空区使矿山面临着严重的安全生产问题，人员和设备都可能会掉入采空区，对人们的生活和设带来了很大的威胁。而采空区塌陷程度又难以预测，空间分布特征规律性较差、隐伏性强。由于采空区的这些特点，量化评判采空区的塌陷程度、空间分布特征规律及分布区域，是工程技术人员一直都在研究中的问题。现阶段，矿山的发展受到采空区的制约，矿山是不断地向深部开发，低压由此不断加大，而地下采空区在地压较大时，很容易出现坍塌现象。对于地下转露矿山开发的影响会更大，如果不及时处理地下开采残留的巷道、采场等，会带给露天开采带来一定的威胁，同时也对人们的生活和设备造成很大的影响。
3.1采空区的物理勘探技术
地球物理勘探技术作为岩土工程勘察中的重要手段之一。地球物理勘探技术是一种原位探测方法，可以对大面积进行探测，具备迅速、简捷等的优点。采空的探测方法有很多种，包括重力勘探方法、地震勘探、放射性测量、电磁法等等。所以，对于采空区的探测方法，如何选择包含信息量最大的、最可靠的探测方法，对各种探测方法经费如何分配，怎样才可以取得最大成效是一个非常重要的问题。每一种方法在一定的条件、一定的应用范围，都有各自的特点和优点。对于采空区的地球物理探测方法，电磁法是比较理想的一种探测方法，而电磁法又分为许多种，有高密度电阻率层析成像法、探地雷达、MT、AMT、HMT和CSAMT法等。针对翁福磷矿的实际情况，对穿岩洞矿段地下采空区进行处理，根据其地质地球物理的特点和条件，使用的地球物理探测方法有两种，分别为探地雷达勘探和瞬变电磁法。
3. 结论与建议
随着许多新技术、新方法在生产实践中显示出强大的生命力而不断的发展、完善，其应用范围也不断拓宽，发挥着愈来愈重要的作用。然而，就某种物探技术方法的作用而言，应视其解决具体地质问题的适宜性和效果进行评判，使各方法成果相互佐证，取长补短是提高物探资料解释精度和可靠性的必由之路。
参考文献
[1]王鹤宇.采空区地球物理勘探技术方法[J].物探与化探.2012（10）：01-02.
[2]罗鸷，曹盛道，赵颖超.采空区探测的物理勘探方法[J].中国科技信息.2010（04）：23-24.
[3]王树威.煤窑采空区综合探测技术的应用研究[J].西安科技大学.2012-06-30.
[4]冉志杰，杨歧焱，翟星，钱龙.浅层地震勘探在地下采空区探测中的应用[J].勘察科学技术.2013（04）：20-21.