基于复杂地形条件的特殊物探施工方法研究

魏景山

（中国煤炭地质总局水文物测队，河北 邯郸 056000）

近年来，矿山工程中物探技术不断被推广应用，因为地质条件以及自然环境复杂，影响技术应用效果的因素较多，这对物探技术的应用，有着较高的要求。基于此，深度分析此课题，明确探险和塌方等因素对物探技术应用的影响，提出复杂地形条件下的物探作业方法，有着重要的意义。

1 地形条件对物探的影响分析

在矿山工程中，地形条件对物探方法的应用影响，具体体现在以下方面：1）温度因素。受到矿体荷载的作用，加之气候和温度因素等的影响，产生热胀冷缩问题，使得压实度无法达到工程标准，土基变形的不断积累，使得矿产工程极易出现差异沉降，进而破坏物探，使得矿山工程的质量受到影响。2）地质条件。从物探方法应用实际来说，其主要是开展区域地质调查，在具体施工中，利用机械设备，采取钻孔方式或者其他方法，进行岩土孔隙或者裂隙施工。从技术应用角度来说，极易受到渗水和涌水等的影响，难以保证探测结果的真实性。3）软土层和渗水等。若遇到软土层，会给物探施工造成极大的影响，极易引发钻探布孔数量不足或者深度不够问题，使得地基无法达到矿山工程建设的要求，加之雨水因素的影响，加剧了水土流失，降低地基强度，此时如果运用物探方法，极易出现承重荷载力不足的情况，增加物探作业的难度和检测时间，进而降低检测结果的质量。

2 特殊地形条件下的特殊物探施工方法应用实例

结合某矿山工程实例，分析特殊地形条件下，运用小井深、小药量的特殊物探施工方法，采集数据信息，获得的效果[1]。经过实践，验证了采用特殊物探施工方法，能够保证采集数据的质量，为后续的开采工作，提供了完整的地质依据。现结合具体实践，分析特殊物探施工方法的具体应用，做如下论述：

2.1 地质概况

此矿区可采煤层总计3层，主要位于山西组地层中部，厚度范围为4.45m～5.25m，复存在F78断层以东，整个区域全部剥蚀。测区的东部，受到剥蚀作用，出现16煤层露头。整个探测区域为华北型石炭二叠系含煤构造，地层情况具体如下（从上到下）：1）第四系厚度范围为71.74m～118.70m；2）二叠系山西组厚度范围为0--70.22m；3）石炭系太原组厚度范围为55.86m～98.13m；4）本溪组厚度范围为5.78m～23.02m。5）奥陶系马家沟组揭露深度的最大值为50m。

2.2 地球物理特征

探测区域的地表条件：探测区域的地势较为平坦，地面标高普遍在+34m左右，潜水面主要在地表下部2m左右，探测区域内存在着大量的村庄。探测区域内存在1条贯穿西南的运河。由于地表覆盖物较多，增加了野外施工作业的难度。地震地质条件具体如下：1）浅层。第四系覆盖整个探测区域，平均厚度范围为71.74m～118.70m，地质条件比较好。2）深层。此区域主采煤层12、16顶底板，以泥岩和细砂岩为主，和煤层之间有着波阻抗界面，并且12煤层和16煤层相对稳定，并且能够产生很强的反射波，地质条件比较好。

2.3 物探方法的试验分析

考虑到矿区地形条件较为复杂，在三维地震勘探作业中，通过大量试验，明确激发因素和接收因素等内容。从试验记录来说，小井深激发的地震记录，其信噪比略低，不过能够获得有效反射波，而且分辨率很高；从小药量激发采集的单炮记录来说，反射波具有层次清晰和频率高等特点。获得的试验结果，为村庄以及鱼塘区域内物探作业的开展，提供了技术保障。

2.4 试验获得的成果

获得的处理结果主要包括炮点和检波点平面位置图；此次三维地震探测资料覆盖总面积约为1.89km2；三维偏移数据体以及生产纵向时间剖面。依据炮点和检波点平面位置图，能够了解到在村庄以及鱼塘等实现障碍物内，测线以及炮点的布置，相对来说很均匀，没有出现大面积空挡情况。依据生产纵向时间剖面图能够得知，村庄和鱼塘区域采用小井深、小药量的技术措施后，时间剖面上只留下了一个小小的缺口，深度没有影响到新底层底界，并且能够了解煤层的反射波能量很强，层次很清楚[2]。

2.5 解释的成果

探测区域内煤系地层整体形态如下：为倾覆的宽缓向斜，方向为东北向，解释了总计11条断层，断层的落差大小不相同。南端煤层存在着被剥蚀的情况，存在隐伏露头，并且在露头周围12煤层存在一条冲刷带，为东西向。西南方向解释存在陷落柱，面积大约为0.0225km2。

3 特殊地形条件下的特殊物探施工方法应用方法

若在裂隙岩层中，实施物探作业，常见坍塌情况。为避免造成安全问题，减少资源浪费，采用低压技术施工，或者采用物探技术手段开展施工作业，当矿层内灌注施工完成后，裂隙全部凝固，再开展物探施工作业。除此之外，可运用物探策略，将矿层把控在合理范围内，控制矿层坍塌率，使其处于10L/mp-15L/mp范围内，最大程度上控制矿产资源的浪费，当矿层沉积后，将坍塌率维持10L/mp-15L/mp范围内，完成后续的施工作业。

若矿山湿度较大，比如渗水区域和涌水区域，采用水流控制措施后，再运用化学物探检测法，通过向煤矿层内，加入水玻璃氯化钙速凝剂，进而减少矿层的流动性，实现止水密封，减少渗水和涌水的不利影响。若渗水漏水问题较为严重，采用一般的物探方法难以有效控制，极易造成物力和财力浪费，甚至不会获得探测成效，建议应用特殊物探方法[3]。

4 结语

综上所述，对地形较为复杂的矿山，若采取传统的物探技术手段，无法支撑相关工作的开展，要尝试运用特殊物探方法。文中结合实例，分析了特殊物探方法的应用效果。经过实践验证，在复杂地形条件下，运用此方法，能够获得不错的探测效果。