■李興江

（安徽省勘查技術(shù)院　安徽　合肥　230031）

綜合物探技術(shù)新進(jìn)展

■李興江

（安徽省勘查技術(shù)院安徽合肥230031）

綜合物探技術(shù)常用于工程地質(zhì)的勘探過程，隨著其技術(shù)的不斷更新，逐漸形成三維電磁技術(shù)、瞬變電磁探測技術(shù)等，其較高的測量準(zhǔn)確性和操作便捷性，提高了地質(zhì)勘探的成功率。本文通過闡述綜合物探技術(shù)的發(fā)展方向，舉例說明其技術(shù)在實(shí)際勘探中的應(yīng)用，為有關(guān)人士做更進(jìn)一步的研究提供參考價(jià)值。

綜合物探技術(shù)進(jìn)展

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)礦物質(zhì)的需求日益增多，但多數(shù)勘探地形復(fù)雜，增加開采難度，提高地質(zhì)監(jiān)測技術(shù)，增強(qiáng)對(duì)礦物質(zhì)開采能力是勘探地質(zhì)的關(guān)鍵[1]。目前，單一的勘探技術(shù)無法更好地滿足需求，務(wù)必要綜合運(yùn)用不同勘探技術(shù)進(jìn)行探測數(shù)據(jù)的收集與整理工作，同時(shí)將其技術(shù)加以提煉、融合，形成綜合物探技術(shù)，以提高勘探效率。

1　綜合物探技術(shù)的發(fā)展

地質(zhì)開采的工作量隨著勘測地表深度的不斷深入而增大，專業(yè)人士須要用更加精密的儀器對(duì)地表復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與測算，以加強(qiáng)對(duì)開采人員和器械的安全保障，提高開采的成功率。筆者認(rèn)為，綜合物探技術(shù)精確性高、應(yīng)用性強(qiáng)，通過不斷地變化、衍生，逐漸形成礦井瞬變電磁技術(shù)、井下彈性波探測技術(shù)、三維地震勘探技術(shù)等主導(dǎo)的勘探方法，介紹如下：

1.1瞬變電磁探測技術(shù)

該技術(shù)采用了迎頭超前的探測方案。當(dāng)利用該技術(shù)對(duì)局部的巷道側(cè)邦和底板探測時(shí)，其原理為采用偶極裝置方案，對(duì)地表物質(zhì)的構(gòu)造進(jìn)行富水性探測研究；另外，在探測過程中，主要采用圍繞中心點(diǎn)進(jìn)行輻射狀、多方向水平探測，形成扇形區(qū)域以擴(kuò)大勘測面積，提高探測的準(zhǔn)確性。

1.2井下彈性波探測方法技術(shù)

彈性波探測技術(shù)來源于彈性波理論，針對(duì)礦井的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行超前探測，其特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)和探測精度高。該探測方法主要有瑞利波與巷道地震超前預(yù)測技術(shù)（TSP）等，是進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)所用次數(shù)較多的方法。

瑞利波探測技術(shù)主要用于識(shí)別分層界面和斷層位置，其原理是運(yùn)用煤礦井下煤層與圍巖的波阻抗差異特點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別；在開采過程中，是利用巷道掘進(jìn)工作方法，對(duì)前方80m范圍內(nèi)的小構(gòu)造巖層進(jìn)行超前探測，尤其是在斷層、裂隙帶、變薄的煤層等地利用瑞利波探測，效果會(huì)非常顯著[2]。

另外，彈性波探測的TSP探測技術(shù)利用反射地震勘探原理，通過分析井巷波長，對(duì)作業(yè)前方斷層的位置進(jìn)行探測，之后用一維波動(dòng)理論進(jìn)行解釋。但該方法受地形因素影響較大，比如煤層頂、底板的異常，都會(huì)對(duì)現(xiàn)場勘測帶來較大的困難，所以很少用于地質(zhì)勘探。

1.3三維地震勘探技術(shù)

三維地震勘探技術(shù)是將以重磁電為原理的各種物探方法進(jìn)行參數(shù)的整合而發(fā)展形成的。經(jīng)過長時(shí)間的勘探實(shí)踐，科學(xué)家逐漸認(rèn)識(shí)到若要提高綜合物探技術(shù)水平，必須要將三維技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代物探原理中，進(jìn)行聯(lián)合反演綜合研究。當(dāng)人們利用三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行開采作業(yè)時(shí)，又逐漸創(chuàng)新出如約束外攤法、異常剝離法、順序修正法和同意修正法等推演方法，能夠更精準(zhǔn)測算地質(zhì)參數(shù)；同時(shí)，將該方法用于探測具有低信噪比地震資料的地形，如鹽下構(gòu)造帶，深層巖體等，會(huì)產(chǎn)生積極作用[3]。如今，科學(xué)家利用以三維技術(shù)為基礎(chǔ)的物探方法探測復(fù)雜區(qū)域的油氣和油田開發(fā)，這將是今后綜合物探技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2　綜合物探技術(shù)新的應(yīng)用方向

當(dāng)前，開采行業(yè)對(duì)綜合物探技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用高度重視，已經(jīng)將其技術(shù)應(yīng)用于勘探的多個(gè)領(lǐng)域。經(jīng)研究，筆者認(rèn)為綜合物探技術(shù)不僅要研究礦產(chǎn)巖層的分布，需多用于預(yù)防開采安全事故和監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害。

2.1礦產(chǎn)儲(chǔ)層分布研究

綜合物探技術(shù)可以探究地表礦產(chǎn)儲(chǔ)層的電阻率以及含有的流體性質(zhì)。在具體應(yīng)用中，其技術(shù)可以測算出油藏上方和下方流過的兩次電流差，通過不同頻率的電流構(gòu)造出反映礦產(chǎn)儲(chǔ)層的電阻率變化，進(jìn)而探測出地表巖面的流體性質(zhì)以判斷儲(chǔ)層的含油性[4]。將來，綜合物探技術(shù)將越來越多地用于油田鉆井試驗(yàn)，如采用約束外推法測算儲(chǔ)層內(nèi)部電性，確定儲(chǔ)層內(nèi)部的多套油水層以及層級(jí)間的電阻率變化，之后利用三維地震資料計(jì)算兩套儲(chǔ)層的電流速度，若測算出某一區(qū)域電阻率高、電流速度低，那么將會(huì)認(rèn)定其為含油有利區(qū)，以此圈定物質(zhì)分布的有利區(qū)域。但是，運(yùn)用綜合物探技術(shù)研究儲(chǔ)層需要進(jìn)一步細(xì)分儲(chǔ)層內(nèi)部的層段，這是勘探工作者未來利用其技術(shù)進(jìn)行探測時(shí)需要提高的方面。

2.2用于預(yù)防采礦風(fēng)險(xiǎn)

在礦物質(zhì)開采過程中，我們不能忽視如斷層、陷落、含水層巖體的坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，它們不僅影響機(jī)械化開采效率，破壞連續(xù)的巖層，甚至引發(fā)瓦斯突出、透水等事故，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。

利用三維地震勘探和瞬變電磁勘探等技術(shù)對(duì)開采過程進(jìn)行有效的指導(dǎo)。一方面，三維地震勘探可清晰呈現(xiàn)礦層內(nèi)構(gòu)造變化，同時(shí)利用瞬變電磁法查探斷層、礦層頂?shù)装濉⒒規(guī)r層等區(qū)域的富水性。各物探技術(shù)通過融合、補(bǔ)充以更加完善地質(zhì)資料，幫助開采人員綜合分析地表狀況，有助于建立相對(duì)完整的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，可促進(jìn)礦產(chǎn)開采的科學(xué)、安全。

當(dāng)前，科研人員發(fā)現(xiàn)地裂縫災(zāi)害對(duì)區(qū)域內(nèi)的山體、公路和居住人員安全的危害較大。那么通過運(yùn)用瞬變電磁探測對(duì)區(qū)域進(jìn)行輻射搜索，確定地縫位置，利用探地雷達(dá)反射波穿過地縫，映射出地下形態(tài)和深度變化；同樣利用三維地震勘探技術(shù)接收電波數(shù)據(jù)，對(duì)地裂縫的圖像進(jìn)行模擬測繪，清晰反映出目前斷裂狀態(tài)，可及時(shí)通知相關(guān)部門做好災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，減少人身、財(cái)產(chǎn)的損失。

3　總結(jié)

綜上，綜合物探技術(shù)的發(fā)展迅速，已經(jīng)逐步衍生出更多的勘探方法。但對(duì)于綜合物探技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，必將基于三維技術(shù)的高精度和電磁波的高分辨為基礎(chǔ)，以提高準(zhǔn)確率、安全生產(chǎn)技術(shù)為目的。未來，人們利用綜合物探技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)，既能準(zhǔn)確地探測儲(chǔ)備豐富的礦藏巖層，又能及時(shí)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，使開采工程的成效更加顯著，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)創(chuàng)造更多的效益。

[1]何展翔,王永濤,劉云祥,孫衛(wèi)斌.綜合物探技術(shù)新進(jìn)展及應(yīng)用 [J].石油地球物理勘探,2005,01:108-112+20-21+126.

[2]李文杰,李軍峰,劉世凱,周乃恩.自主技術(shù)無人機(jī)航空物探 (磁/放)綜合站研發(fā)進(jìn)展[J].地球?qū)W報(bào),2014,04:399-403.

[3]程建遠(yuǎn),石顯新.中國煤炭物探技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2013,04: 2024-2032.

[4]王德琪.物探技術(shù)應(yīng)用的新進(jìn)展--環(huán)水工地球物理 [J].石油物探譯叢,1999,05:85-94.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-121-1