云南全新世地质勘察有限公司 云南昆明 650051
摘要：地质灾害形成的原因有两个方面，一是自然因素，二是人为因素。比较常见的地质灾害类型包括泥石流、滑坡、水土流失、地震等，对于人类生命财产均有着较高的威胁。在矿区，由于高强度的开采行为，使得地质灾害发生的风险大幅度增加，因此必须做好勘查工作，做到及时发现、科学治理。本文将就矿区地质灾害勘查中物探方法的应用进行研究。
关键词：矿区；地质灾害；勘查；物探
前言：矿区的地质条件复杂度较高，很容易因各类因素形成不稳定边坡体，英造成地质灾害的发生。为了实现对地质灾害的有效防治，应该采取合理技术对灾害地质损害情况进行了解掌握。当前阶段，物探技术是矿区地质灾害勘查中最常用的技术方法，通过技术应用可以有效解决和预防灾害的发展，为矿区人民的生命财产安全提供良好的保障。
1.物探技术简介
1.1物探方法分类
在现阶段物探技术应用的过程中，比较常见的方法一共有三种，分别是地震勘查法、高密度电阻率勘查法以及瞬变电磁法。
其中地震勘查法在实际操作的过程中可以分为二维地震勘察法和三维地震勘察法两种形式，该方法的应用主要是通过点振动器对地层进行敲击，同时采用专业设备对声波的震动情况进行记录。相较于其他方法，地质勘查法的优势在于精确度高，可以快速有效的确定发生地质异常的位置。但是由于该方法的实施需要使用到专业的设备，且价格昂贵，因此勘查成本相对较高，无法实现大范围推广普及。
高密度电阻率勘查法是矿区地质灾害勘查中应用最广泛的一种方法，在具体操作的过程中，可以基于勘查所得的数据绘制电阻率断面图，通过对矿层区电阻率分布情况的分析就可以对发生地质异常的具体位置进行确定，在此基础上判断是否会发生地质灾害，为地质灾害的防治提供依据。该方法的优势在于操作简捷，需要的人力和物力投入较少，且可以达到较高的精确度。
瞬变电磁勘查法的作用原理为电磁感应，在实际操作中，工作人员会利用通电设备制造电场。该方法的优势在于抗干扰能力强，基本上不会受到外在因素的影响。同时，电磁本身对纵横向的分辨能力较强，据此可以准确的掌握地质情况勘查的方位。瞬变电磁方法通常应用于矿区陷落部位，能够对含水层和断裂层作出精确的勘查。
1.2物探方法在地质勘查中的作用
近些年来，随着科学技术的不断发展，我国物探技术也逐步趋于成熟，目前，该技术已经在多个领域得到了应用，尤其在地质勘探方面的应用取得了不俗的成绩。例如，在进行地质灾害勘查过程中，通过物探技术的应用可以实现对自然灾害的有效预防，保障工程作业活动的安全性，最大程度的避免事故的发生。
2.矿区地质灾害勘查中物探方法的应用
2.1综合物探数据采集
以高密度电阻率勘查法为例，其应用于水文、工程与环境地质调查时，主要是通过不同地层间电阻率存在的差异，对地质电场部分特点以及变化规律进行观测掌握，以此实现对地下地质构造情况的了解。在实际操作的过程中，随着供电电极距不断增加，其探测深度也会逐步提高。而格力系数n的增大则会使电极距出现增加，相应的地下深部介质的反应能力也会得到一定幅度的加强。然而，由于测线的测点总数通常是固定不变的，虽然电极距增加会使得探测范围出现扩大，但能够探测深度的测点数量则会呈现出不断减少的趋势。因此为了获得最佳勘查效果，应将高密度电阻率法测量结果这几在该观测电极的重点进行记录，在此基础上将勘测结果表现为一种倒三角梯形的电性分布和工作剖面。
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如果我们假定电极的排列间距为△x，则可以通过公式a=nX△x（n=1，2，3，4······）对测量电极距进行计算，同时采用固定装置形式按照从左到右移动的方式对极距数据进行采集，此时，对于某一极距，其勘查结果相对于电阻率剖面。由此可见，高密度电阻率勘查法实际上就是电阻率剖面和电阻率探深法这两种方法的综合应用。
若是采用地震纵波反射法开展物探，主要利用的是地震波在向地下深处传播的过程中若是遭遇弹性反界面就会出现波反射现象，通过对反射后波的接收以及时频特征以及振幅特征的分析，就可以实现对地质体情况的良好掌握。还需注意的一点是，若是在野外开展数据采集工作，则必须做好干扰因素的识别和控制，避免其对地震反射法的勘查效果造成影响。基于此，勘查人员要结合勘探区域的实际情况，对野外观测系统以及仪器的参数进行合理的设置，并通过模拟滤波全通过的方式对相关信息进行记录。此外，还可以采用20～50g小炸药量激发的模式进行激发，以此实现对干扰波的有效抑制。
2.2勘探资料的分析处理
在高密度电阻率法应用的过程中，在勘查完成并获得相应的数据资料之后，首先要将测得的电阻率转换为其他数据格式，并进行数据预处理。在这之后通过地形校正、正反演等计算模式获得最后的视电阻率，在此基础上进行适当的处理，即可获得勘查区域视电阻率的成像色谱图，从而实现对该区域地质情况的全面解释和展现。在数据预处理的过程中，格式转换除了便于后续的数据处理工作外，还能消除不需要的坏点，提高剩余数据的一致性。将现场试验和其他资料进行比对分析可以获得正反演计算的参数。对预处理之后的数据进行地形纠正形成原始的测试数据，为色谱图的绘制提供依据。
在这里需要对反演计算的原理进行介绍，其主要是通过高密度电阻率法原始数据色谱图，对剖面下地电断面进行合理计算，同时确定电阻率分布情况。在具体实施的过程中，应该首先设置一个初始的地电断面，之后在此基础上对科学计算电阻率理论曲线，将该曲线和实测曲线进行比对分析以及拟合，借助反演法获得地电断面图。最后采用最小二乘法进行正演计算，和高密度电阻率法综合后获得正演城乡色谱图，将其与原始色谱图结果进行比对，二者的一致性越高，说明勘查结果的精确度也就越高。
在对浅层地震资数据进行处理的过程中，考虑到勘查过程中会受到干扰波的影响，因此在对各个记录频谱进行分析的过程中，应采取多种模式对其进行数字滤波处理，如低通、高通或是宽带通等。之后采取相干加强的模式将其他干扰波消除。对于叠后的时间剖面进行滤波和中值滤波处理，可以在一定程度上提高最终输出的信噪比，实现勘查精度的提高。
2.3勘查效果评价
将高密度电阻率法实际应用于某矿山工区中，该区域旱季雨季层次性强，勘查活动共分为两次，时间分别设置在雨季前后。这是因为旱季是时矿区地表浅层较为干燥，而下部深处则存在大量水分，这会导致地表浅部出现高阻现象。而在雨季之后，各类矿物质的溶解以及含水量的增加会导致地质电阻率出现降低，通过前后勘查资料数据的对比分析即可探明矿区地下的地质状况。
同时采用浅层地震反射波勘查法和高密度电阻率法进行综合对比分析，这种相互验证的模式可以大幅度的提升勘查的精度。
结语：综上所述，物探方法在矿区地质灾害勘查中能够发挥出有效的作用，能够实现对矿区地下空洞、裂隙等不良地质状况的全面了解掌握，为各类地质灾害的监控和预防提供详实可靠的依据。
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论文作者:刘晓静,张朝远,周锦
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第7期
论文发表时间:2019/5/6
标签：电阻率论文; 物探论文; 地质灾害论文; 矿区论文; 方法论文; 地质论文; 过程中论文; 《建筑模拟》2019年第7期论文;