探矿工程中地球物理勘探技术的应用策略

饶建平

（江西省中环岩土工程勘察院，江西 南昌 330000）

0 引言

由于矿产资源的需求量不断增加，推动了探矿行业的快速发展。鉴于矿产开采面临环境复杂，加上开采难度相对较大，因此，要求相关人员选择地质勘探技术，准确确认矿产资源信息。传统地质勘探精度不高、效率低，和当前开采环境要求不符，对于勘察工作质量造成影响，所以，在勘察阶段，可以引入地球物理勘探技术，为探矿工程顺利实施提供支持。

1 地球物理勘探技术及其应用优势

1.1 技术概述

地球物理勘探就是运用物理学、数学等领域学科知识，融合数据采集、分析和处理多种技术，辅以探测仪器、探测设备的综合运用，对于地球当中物理场变化规律、分布特点进行观测，全面分析地球介质构造、内外物质组成、演变情况，根据各类探测物变化规律，找到勘探目标。该技术在地质勘探当中的应用可以实现宏观、微观等层面的信息勘探，宏观方面能够分析储层矿性、地层分布、物质构造等信息；微观方面能够对地质分布、储存流体、地质模型情况详细了解，借助勘探技术，明确地球构造，为预测地质灾害提供真实数据[1]。

1.2 应用优势

首先，地球物理勘探的应用，能够将探矿勘探精度提高，在实践勘探过程，相关人员利用先进的仪器设备分析地质信息，获取地质数据。与此同时，勘探人员还可以选择人工智能和大数据等技术辅助数据处理，将数据检测精度不断提高。其次，地球物理勘探的应用效率不断提高，因为地质勘探流程复杂，还涉及地质构造分析，一旦岩性不均匀，其中存在复杂多变的物质，要获得高度准确的勘探结果，必然要对于勘察数据全面分析，在地球物理勘探的支持下，勘探人员可以利用计算机、人工智能以及大数据等技术，利用勘探仪器，精准获取地质信息数据，通过可视化方式展示勘探结果，将探矿工程的勘测效率不断提高。最后，地球物理勘探适合应用于复杂地质条件，勘探过程安全性较高。因为地质勘探需要精准获取地质结构信息，如果勘察方案制定合理性不足，就容易出现安全事故，传统勘探技术应用需要在勘探结束以后，才能了解勘测区域的地质构造信息，同时，勘探阶段也有可能存在潜在安全风险，对此，选择地球物理勘探，勘探人员利用扫描设备、探测设备即可获得地质信息数据，提前预测地质灾害，从而优化勘探方案设计，保证人员安全的前提下，能够获得准确的勘探结果。

2 地球物理勘探技术类型

2.1 磁法勘探

磁法勘探就是利用磁力设备勘探延时、矿物磁性差异，根据勘测结果，分析磁场变化信息，为资源勘探提供支持。由于磁法勘探技术应用需要使用检测仪器，这类仪器携带便利，而且成本相对较低，检测效率能够得到保证，特别适合有色金属的勘探，同时，磁法勘探还可应用于地质研究，将磁力仪器设置在飞机上方，对于航空磁力展开测量，确保对磁力范围进行大范围扫描，降低地质勘探事故发生概率[2]。

2.2 电法勘探

电法勘探是借助航空电法、地面电法以及直流电阻率方法完成勘探工作，直流电阻率勘探方法能够获得准确的勘探结果，适合应用于水文地质等勘探工作开展，因为地球物理勘探这项技术应用对于勘探区地形特点有明确要求，所以，勘探人员需要前期对于勘察区地形条件全面勘探。而直流极化法则适合应用于水源查找、铁矿和铜矿等资源勘探。还可以利用瞬变电磁法，依托设备向地下传递脉冲磁场，利用测量设备观测数据，将电阻率计算出来，该勘探技术适合应用于设备携带，勘探范围超过500m。

2.3 地震勘探

应用地震勘探能够对地层弹性波密度、波组等进行分析，还能利用检测设备探查电磁波信号，具体方式就是利用人工方法激发电波信号，分析地质构造，勘探矿产资源分布特征。当前，地震勘探技术快速发展，在技术应用阶段，将高分辨率成像技术引入，建立地震模型，能够通过立体化途径将勘探结果呈现出来。

2.4 重力勘探

在探矿工程领域，重力勘探也属于地球物理勘探技术类型之一，具体而言，地震勘探主要选择勘察仪器对于矿体、地层密度之差进行勘察，为地质探究提供依据。该技术的应用十分便捷，属于矿产资源勘探高效方法之一，在勘探技术的运用过程，可以对沉积盆地或者岩体岩浆多种地质情况加以检测，勘查和金属相关的矿产资源分布情况

2.5 检测波勘探

检测波勘探方法有两种：①发射法，该方法应用频率高，属于较为典型的探测技术之一。技术应用阶段，通过对地震环境的模拟发射检测波，检测波经过反射，便于人员分析检测波变化特点，高效监测地球信息。该方法的应用可以辅助勘探人员获得更为精准的勘探信息，操作难度不高，因此勘探效率高。技术应用过程，为了确保数据准确，还需要将高新技术引入其中，提高技术应用效果。技术还可应用于复杂地质环境当中，对于地质灾害进行预测。②折射法，该方法属于地球物理勘探常用方法，大多在爆破环节应用此方法。爆破过程会投射出折线，相关人员对于折线传播特征进行分析，有效监控地质环境，对于地质灾害采取精准预测，了解到异常地质变化情况，让检测效果能够得到保证。该方法准确度也相对较高，因此有着广泛应用[3]。

2.6 数字化勘探

随着信息化技术的发展，探矿工程勘探技术应用也不断转型，探索技术的革新应用路径。数字化技术就是其中之一，在探矿期间，应用数字化技术，建立探矿模型，用立体化模型在其中填充地质信息，将地质信息整体情况反映出来，为管理人员来更为直观感受。数字化勘察必然离不开信息收集，在信息化技术的应用下，能够推动采矿勘察的数字化建设进程。

3 探矿工程中地球物理勘探技术应用

3.1 金属矿物的勘探

在探矿工程领域，对于金属矿物的勘探需求相对较多，在金属矿物的勘探方面，可以选择此磁法勘探、电法勘探等多种技术，辅助矿物勘探工作开展。例如：应用电法勘探需要勘探金属矿物过程，按照岩石、土层二者之间存在导电性方面的差异进行，分析稳定磁场条件之下，金属矿物所处地层电流变化规律、特点，在观察、分析以后，对于金属矿物存储量、存储位置精准确定，合理运用地球物理勘探，为矿产开采提供数据支撑。可应用地球物理勘探这项技术完成金矿寻找，精准区分金矿环境，对于成矿地带进行预测，并对矿区精准定位，借助数据分析这项技术对于金矿体进行分析，高效率完成找矿工作，辅助金矿资源开发。除此之外，应用该技术才能对成矿情况进行预测，深入分析区域地质环境，对于金矿库存产量、存储形态以及库存位置详细调查，高质量完成找矿工作。

3.2 矿井勘探的应用

当前，煤矿勘探工作当中，矿井勘探属于关键环节，矿井勘探工作开展能够为煤矿开采工作奠定基础，因此，在开采过程要选择有效地勘探技术，对于矿井信息全面勘察，及时找到矿井基础设施是否存在问题。例如：利用地震勘察法对于矿井的井巷质量全面检测，在巷道底板下方、两侧设置二维测线，按照顶板和底板的声波属性采取合理计算，确保炮点、偏离距和检波点等位置设置准确，根据地球物探方法对于井巷的地震信息全面收集，为矿井勘察基础设施质量分析提供支持[4]。

4 探矿工程地球物理勘探技术应用注意事项

4.1 提前分析技术应用可行性

地质勘探工作的开展需要利用地球物理勘探技术，在此期间，需要相关人员准备精密仪器、设备。通常来讲，勘探信息获取有可能受到外部环境方面的影响，导致数据精度不高。例如：矽卡岩、火山岩本身拥有较强的磁性，岩体可能对勘探仪器、勘探设备使用情况造成影响，应用该技术对于碳之间、黄铁矿进行激电，在此期间也会出现非矿异常现象。同时，应用勘探技术，如果遇到熔岩破碎带、地形起伏强烈的地质环境，影响设备采集电阻率信息，对于地质勘察效率、质量等保证造成影响。所以，应用地球物理勘探这项技术，需要相关人员提前分析勘察区地质构造特点。

例如有色金属矿产的勘探，由于这类矿产资源存储深度大，可能位于岩层附存区，加上有色金属的矿层薄、品位低，极有可能对实物探测效果造成影响，勘探期间需要将金属矿物勘探可行性充分考虑其中，对于不同勘探技术灵活选用，详细分析矿产资源库赋存情况，根据不同影响因素，制定解决方案，提高资源勘探效率，保证勘探过程安全。

4.2 合理选择勘探技术

考虑到地球物理勘探的技术种类丰富，不同技术应用优势、应用条件各有不同，为了保证勘探工作效率、质量和安全性，要求勘探人员根据实际需求，选择勘探技术。不同的地球物理勘探适合不同的探矿工作需求，只有根据地质条件特点，综合考虑才能保证技术的适用性[5]。同时，矿体、围岩以及地质条件都存在较大差异，地质体、矿化体规模庞大，因此，为了保证勘探工作效率，必须要选择合适的勘探方法。从地质勘探实践需求角度出发，如果勘探内容为角岩、铁矿以及基性岩，那么，勘探期间可以选择磁法勘探这项技术，能够最大限度确保勘探质量。如果要测定内容为硫化体，则勘探期间需要选择电法勘探，原因是激电能够高效探测黄铁矿化之处岩体破碎情况。例如：探测金矿选择电法勘探能够直接得到金矿资源的赋存数据；针对矿产埋深较大的资源探测，选择重力勘探方法；针对沉积矿床勘探，也可选择重力勘探，精准获取岩层厚度、岩层构造等数据信息。

4.3 合理制定勘探方案

在地球物理勘探应用期间，为了将勘探技术优势充分发挥，保证勘探结果高度准确，需要相关人员考虑对地质勘探结果产生影响的主要因素，选择合适的勘探技术，制定勘探方案，为技术顺利应用奠定基础。在方案制定期间，相关人员应该明确勘探结果的影响因素，选择有效措施，保证勘探结果应用高度可靠。因为地球物理勘探涉及多学科内容，还涉及工程领域、矿产领域和地质领域知识，随着技术的发展，空间几何领域技术的引入，加上高分辨率视频处理等技术应用，能够精准识别地质构造特点、分布情况，能够辅助复杂地质结构探测，确保技术方案和复杂的勘探地貌、地形相适应。

4.4 合理使用勘探仪器

因为地球物理勘探的应用涉及的勘探技术相对较多，包括地震勘探，电法勘探、磁法勘探，检测波勘探多种技术，技术选择不同，应用仪器设备也各有不同，设备质量和精度对于勘探结果可靠性会产生一定影响，所以，为了保证技术应用效果，提高勘探工作效率，需要制定完善的勘探方案，严格检测勘探仪器，保证仪器质量，在勘探工作开展期间仪器的运行状态良好，防止由于仪器设备本身质量问题或者精度问题，影响勘探结果的准确度[6]。例如：在勘探期间，选择高温超导磁强计这一仪器能够辅助磁场信息变化接收、监测，在矿产勘测领域应用范围较广。在设备应用阶段，需要根据实际需求，对于设备型号、类型等进行选择，注意设备灵敏度检测，保证其能够达到规定要求。如果选择电法勘探，还需要保证软件运行状态良好，能够高效率对地质勘探数据信息全面获取，防止由于软件故障，导致勘探结果精度受到影响，由此可见，地球物理勘探的应用，仪器和设备质量的保证是技术价值发挥的重要前提。

例如，电磁探矿检波器也属于地球物理勘探常用设备之一，设备的使用原理是利用钢圈、芯体之间运作，将地面震动信息向仪器当中传输，保证仪器设备之间能够达到共振状态，使用者可以根据显示信息记录谐波，采集绘制数据信息，对于地形情况进行监控。在此类设备的使用期间，需要注意如果线圈、磁铁、地壳三者之间共振，当地壳运动的时候，弹簧片、磁铁之间可以达到共通效果，将振动数据向外壳传输。

5 结语

综上所述，地球物理勘探可广泛应用于探矿工程当中，由于该技术的种类相对较多，可以根据探矿工程的探测要求，灵活选择技术应用形式。技术应用不但能够保证勘探工作进度，而且还能提高勘探效率，保证人员安全。在探矿工程实践应用阶段，相关人员需要分析技术应用可行性，对于勘探技术合理选择，综合制定技术方案，合理选择勘探仪器，保证勘探结果准确。