物探与钻探相结合在地质勘察中的应用研究

勘察伴随着经济的快速发展，工业化水平的不断提升，我国能源需求量在不断增加。矿产是我国的主要能源，我国绝大多数矿井采用井工开采方式，随着矿井开采深度的增加，矿井生产条件日趋复杂，受到水害、瓦斯、地应力等灾害影响较为明显。做好地质勘探，对保证矿井生产安全具有十分重要的意义。采用物探及钻探相结合的探测技术对地质构造带进行探测，并对探测出的异常区域进行治理，为地质勘察安全奠定基础[1]。

1 物探和钻探技术相结合应用中的注意事项

1.1 直流电阻法应用方面

直流电阻法进行探测时，可能会出现异常区误判的问题。在采用直流电场的全空间三级超交汇技术时，很可能对异常区进行错误判断，尤其是富水性难以准确判别，导致物探结果出现多解，进而影响后续工作进展。

1.2 千米钻机方面

千米钻机是钻探中常用的一种机械设备，具有机身大的特点。在实际钻探过程中，受综掘机影响，小断面使钻机难以前移，或存在较大倾角时钻探难以施工，所以，应在巷道选择适宜的位置作为施工钻场，并利用具有钻孔距离长、定位准确、覆盖面广等优势的千米钻机进行异常区的钻孔验证。

1.3 物探结果多解性方面

为了避免物探结果多解性的出现，在物探过程中，应做到以下几点：①技术人员要合理选择物探地点，严格控制工作面导电体等物理因素，在物探前，应将工作面的供电切断，并有效解决和处理可能影响物探结果的其他物质；②在钻探过程中，要综合分析岩性、飘钻等问题，降低对物探结果的影响。

2 物探与钻探技术相结合的实际应用

2.1 直流电阻勘察技术

直流电阻勘察技术是借助探测勘测设备从观测点进入，逐步深入地下进行勘察，并通过电阻率的变化了解地下岩体情况的一种技术。该技术的应用在一定程度上能够对地下岩体的规模和分布情况进行了解，因此，很多工程勘察中应用了此项技术。近年来，随着科学技术的不断发展，出现了高密度电阻率勘察技术，大大提高了地下物质的勘察效果，尤其是在城市建设中，能够有效勘测浅层地下物质，为城市建设提供信息资料支持。在地下岩层勘察中，该技术能够有效勘测地下垂直范围的岩体或小倾角范围内的岩体，如果倾斜角度变大，会增加电测探的难度，因此，可在了解岩层分布的情况下，利用电测探的方法为中小型工程项目建设提供服务[2]。

2.2 瑞雷波技术

瑞雷波技术是指在稳定状态或者瞬时状态下，对地下岩体进行观测的一种技术。由于稳定状态时，资金耗费高、设备体积大，在实际地质勘察中的应用受到了一定的限制。在瞬时状态下，该技术对设备要求不高，操作相对简单，且测定效率较高，所以，在地质勘察中得到了广泛的应用。瞬时状态下的瑞雷波技术，测试信号主要来自冲击地震波（垂直作用于地面），在该类波影响的范围内，可有效集中瑞雷波信号，并利用其反射波达到正演和反演的目的。经大量实践分析表明，通过对比相关数据，发现钻孔分层位置与频散曲线的之字形拐点的位置相同，因此，进行矿山勘测时，可采用与测量、钻探资料相结合的方式对岩层的走向和钻孔的结构进行清晰的描述。

2.3 振动钻柱录井

对进行钻探的过程中，振动钻柱的数据录井能量信号分析，前面地质相对比较稳定，因为受到发育断层的影响，出现异常情况主要在探孔后段，探孔深度在56-60m、65-70m、73-78m、90-96m的位置能量出现逐渐加大的趋势。由此推断这些深度的位置发生了变化的岩性，钻探过程为先遇到了软岩心，随后逐渐遇到硬岩心。当钻探深度在85-89m时，信号震动的幅度有所减小，从而使能量减小，其钻探能量比前后减小，根据上述数据可以推断，由岩石较硬的地质结构钻入软煤层或者破碎带是相对容易的。从探测数据可以看出钻探深度使用的时间，56-60m、65-70m、74-78m、90-96m钻探深度用时变长，说明此时遇到的岩石在发生变硬。85-89m深度用时变短，这说明钻探由硬岩石钻进软煤层。结合资料和录井记录，0-9.5m是煤层，在9.5-56m、60-65m、70-73m、78-85m、89-90m是泥岩，在56-60m是粉末砂岩，在65-70m，73-78m、90-96m是砂岩，在85-89m是破碎带或者是煤线。

2.4 瞬变电磁法

瞬变电磁法是利用地层中岩石的导电性差异，接地线源或者不接地回线等电源发出脉冲电流，在脉冲磁场的间歇期间，脉冲电流随着时间推移逐渐衰退，通过对断电二次场随时间的变化，来达到对介质导电性变化探测的目的。在工作面回风顺槽探测中采用的瞬变电磁仪型号为PROTEMCMX，沿着巷道的R16点前方40m位置沿着掘进前方，斜上方15°、斜下方15°等三个方向布置测线，每一个测线布置13个物理点，三条测线共计39个物理点。现场使用的发射机内置的电源为12V，电流为1.3A，发生框（发射频率25Hz）与接收框间间距为6m，采用的发射框规格为1m*1m，采用1D线作为接收线框[3]。

文章来源：《中国地质灾害与防治学报》 网址: http://www.zgdzzhyfzxb.cn/qikandaodu/2021/0728/983.html