童沌洲 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用研究

童沌洲 華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)

為適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會，人們對礦產(chǎn)資源不斷增長的需求，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)研發(fā)出新型的勘查技術(shù)以提高開采礦產(chǎn)資源時的精確性、有效性。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，地球物理勘查技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上滿足了礦產(chǎn)開采在技術(shù)、精度、效率上的要求，但是地球物理勘查技術(shù)也存在其弊端，其探測結(jié)果往往難以尋找一個正確有效的解釋。因此，為有效發(fā)揮探測技術(shù)的作用，應(yīng)尋求最佳的應(yīng)用方式。高中階段已初步涉獵相關(guān)地球物理勘查技術(shù)，以下是結(jié)合本人在高中所學(xué)內(nèi)容對其進(jìn)行的應(yīng)用研究。

礦產(chǎn)資源 勘查技術(shù) 應(yīng)用

我國占地面積廣，擁有豐富的地下礦產(chǎn)資源，如何采用最優(yōu)方法將地下礦產(chǎn)開采出而使用，是當(dāng)前礦產(chǎn)工業(yè)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和科技人員的首要任務(wù)。礦產(chǎn)資源在經(jīng)過數(shù)萬年的形成之后深埋地下，如無法掌握其具體位置，也就無法成功開采為我們所使用。而地球物理勘查技術(shù)不僅僅停留在探測出礦產(chǎn)的功能上，還能夠區(qū)分探測到的是不同種礦產(chǎn)，有效解決了開采時無法確定礦產(chǎn)具體位置的問題，在一定程度上避免了濫采現(xiàn)象的發(fā)生，也促進(jìn)了礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 勘查技術(shù)中的要點(diǎn)

1.1 物理地球測井

物理地球測井是以極高的分辨率定量技術(shù)來探測井周邊礦產(chǎn)資源的位置以及分布。地球物理測井是當(dāng)前唯一能夠探測到巖石縱向連續(xù)特征的技術(shù)，對地質(zhì)學(xué)家們研究地質(zhì)歷史演變以及現(xiàn)象有著重要意義，也為開采過程中出現(xiàn)的各類地質(zhì)工程等問題提供了解決途徑。

1.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是地球物理研究學(xué)中新研發(fā)出來的技術(shù)，能夠解決解決與各類物體電磁能量輻射有關(guān)的方式。

1.3 地震勘查技術(shù)

地震勘查技術(shù)是研究由人工制出的彈性波的傳播規(guī)律、速度、衰減程度以及形狀，以此來探測地層埋深、構(gòu)造形狀等。人工激發(fā)的震波可分為炸藥震源和機(jī)械震源兩大類。地震勘查技術(shù)適用范圍大，首先表現(xiàn)在油氣勘查在地震勘查技術(shù)的介入下得到了較快的發(fā)展，效果也最顯著。其次是在水資源、煤田等勘查技術(shù)也取得了一定的突破。

1.4 磁力勘查技術(shù)

磁力勘查技術(shù)是通過觀測礦石間存在的磁性差異來辨析出磁場的變化、分布特征。其主要適用于地質(zhì)填土、預(yù)測成礦遠(yuǎn)景區(qū)和直接尋找具有磁性的礦體方面。

2 在煤炭勘查上的具體應(yīng)用

2.1 礦井地震勘查

2．1．1 井巷二維地震勘查

在井巷二維地震勘查中，要以頂聲板波屬性的計算為基礎(chǔ)，接下來選定檢波距與偏移距，對炮點(diǎn)與檢波點(diǎn)的放置要有序，才能實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的有效采集。因其井巷二維測線主要深埋于巷道的地板以及兩側(cè)，因此與地面二維地震勘查技術(shù)相似，應(yīng)注意區(qū)分。

2．1．2 震波超前探測

繁盛地震法是目前在全球范圍內(nèi)所適用的地震超前預(yù)報技術(shù)，且能夠應(yīng)用到隧道工程中。震波超前探測技術(shù)是以地震波運(yùn)動以及動力學(xué)方面的原理為基礎(chǔ)，探測各類地質(zhì)分布結(jié)構(gòu)及運(yùn)動規(guī)律，再進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報。但從高中教材中的注意點(diǎn)我們可知，由于煤炭勘查中的地理、空間條件的限制，震波超前探測為適應(yīng)井下多變的復(fù)雜環(huán)境，在激發(fā)和接收點(diǎn)的數(shù)量上要加以控制，才能夠獲得全面有效的數(shù)據(jù)信息。

2．1．3 瑞利波勘查

瑞利波勘查技術(shù)是指對所發(fā)出的瑞利波信號以及反饋回力的信號進(jìn)行收集處理，以離散分布曲線為基礎(chǔ)分析巖層土質(zhì)，計算出巖層土質(zhì)及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果。在當(dāng)前的煤炭勘查技術(shù)中采用的激發(fā)采集方式主要是瞬態(tài)瑞雷波法，能夠深入地下三十米，一定程度上解決了反射波勘查技術(shù)的分辨不到位問題。

2．1．4 槽波勘查

槽波勘查技術(shù)是為實(shí)現(xiàn)對煤層聯(lián)系性關(guān)系的探測，其有強(qiáng)大的技術(shù)支持，精確度高且測距大，在抗電干擾方面效果顯著。

2.2 礦井瞬變電磁技術(shù)

礦井瞬變電磁技術(shù)是指通過不同順序的電磁波探測來提高信號強(qiáng)度，增強(qiáng)電磁波發(fā)射功率，在勘測深度方面也得到加強(qiáng)。但由于全空間磁場效應(yīng)以及巷道空間的限制，瞬變電磁技術(shù)只有進(jìn)過數(shù)值模擬技術(shù)才能將地質(zhì)探測結(jié)果準(zhǔn)確呈現(xiàn)出來，限制了礦產(chǎn)的開采。

2.3 無線電波透視技術(shù)

無線電波透視技術(shù)也就是我們常說的坑透法，其技術(shù)的適用過程是通過向地下地質(zhì)發(fā)射無線電波來探測地質(zhì)異常體的位置以及形態(tài)。其實(shí)施地點(diǎn)主要選擇在運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷之間，利用巷道中的接受體接受地面的電磁波信號，因此如果電磁波在穿透時遇到了地質(zhì)當(dāng)中的水構(gòu)造，接受到的電磁波信號就相對較弱。就從我們高中生的角度而言，為了避免此類問題的發(fā)生，應(yīng)在實(shí)施地點(diǎn)內(nèi)盡量多放置發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)，保證接收到的電磁波信號較強(qiáng)，才能更有效地獲悉地下地質(zhì)異常體的位置及形態(tài)。

3 結(jié)束語

根據(jù)高中所學(xué)內(nèi)容，我們初步得知地球物理勘測技術(shù)的研發(fā)，不僅節(jié)省了礦工企業(yè)大量的人力物力，而且對于勘查的方式、資源的節(jié)約也起到了重要作用。但受到高中教材專業(yè)性限制，內(nèi)容深度有待探索。

[1]李添.地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用研究[J],建筑工程與設(shè)計,2015,10(03):232.

[2]李明波.煤田的地球物理勘查技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐[J].煤炭技術(shù),2015(28):295-196.