广东省华南工程物探技术开发总公司
摘要：近些年，国内井内物理探矿活动取得了快速发展。物理探矿处理的规模愈来愈大，技术能力不断提高，工作效率也不断提升。由此，该门学科也引起了人们的广泛关注。常用的物探方式包含井内磁探、井内（坑道）激发极化法、坑道充电法、井内自然电位法和井内电磁阀，这几种方法在井内探矿活动中发挥出了非常关键的作用。文章主要分析了这几种技术的原理与优势，且就坑道充电法进行了案例研究。
关键词：物理探井技术；井中
地下物探主要指把勘探设备全部或少数放在钻孔或井中，激发与观察地球物理场的测量方式。其主要包含坑道地球物理勘探方法和井中地球物理探测方法两种，坑道地球物理勘探技术有能细分成地球物理探井和坑道物探两种。
狭义上的地下物探方式是指坑道物探技术，主要用来处理井中周边地质情况，如发现坑道周边、井下的盲矿，明确其空间方位、外形、产状，追索与圈定矿体和矿化带的大小，分析孔间矿石的连续性等情况。坑道物探方法和一般的探井方法、地表物探技术尽管在方式原理方面基本一样，但在测量对象、空间、识别率、精度等层面均存在很大的差别。常规探井方式尽管识别率与精度高，但测量范围受限，测量对象的大小也受到制约；而坑道物探在识别率与精度上处在常规测井和地表物探之间。
1、坑道物理探测技术分析
坑道物理探测方法主要用来测量钻孔、钻井和井中周边的地质情况，若发现其周围存在矿产资源，就需要明确矿体的具体方位，包含离井和孔的水平间距、深度和方位等。然后划分矿体范围，并分析矿产资源于圈定范围中是否持续，但在测量精度、范围、主体、识别率等层面砂的差别还是非常大的。常规探井方式的测量识别率和精度属于三者中最佳的，但测量范围非常小，探测主体在大小上也存在明显限制。坑道物理探矿方法的识别率与精度处在二者之间，但测量的范围较大，能够到达井周边的200-300m。综合比较后，坑道物理探矿方式比其余两种均要好。目前常见的物理探矿方式包含坑道磁测、坑道激发极化法、坑道充电发、井中自然电位法和坑道电磁法等。
2、井内物理探矿方法
2.1坑道磁测
坑道磁测是指经过检测没有套管的打孔内地磁长布局状况，比较岩石、金属矿物的磁性特点，获得钻孔周边矿体的布局状况。坑道磁测的显著特征为径向的测量范围很大，而且还具备很好的空间定位功能，可以提供精准的磁场数据。往往用来探测磁铁矿或是具有铁磁性的多金物质的布局情况和品味，分类多种不同岩层的布局层，在磁铁矿探测过程中具有较大的指导意义。坑道磁测针对后期钻孔深度、角度的选定有其他方式不能比拟的优点。坑道磁测仅需通过对独个孔的一次性探测就可以得到孔周边几百米范围内的信息，能够直接判别孔周边是否有磁铁矿或是含了铁磁性的多金物质。
2.2坑道充电方式
坑道充电方式的原理和地表充电法一样，都以地下岩石、矿区的电导性差别为物质基础，检测充电电场的布局，并由此识别整个地下良导电地质结构及其周边岩石电性的布局状况，处理一些特定的地质事件。在找出良导电性矿石时，和地表充电方式的不同是配电电极之一处在钻孔和井中被揭露的矿石上，也能放在矿体周围的围岩上。检测能在地表以及在充电钻孔和邻孔的各种深度上处理，以明确该矿体的尺寸和形状。
2.3井内自然电位方式
井内自然电位法检测的是井内自然电场的电位与电位梯度。根据地表检测结果，井中自然电位法可以全面体现自然电位的空间布局。按照这个分布特点，研究与分析异常，介绍异常的特性、空间部位、产状条件和外观等。据研究显示，巷道尽管对自然电位产生一定的影响，但只局限在电位绝对值的改变，而不干扰其布局状态，所以，井中的存在通常不阻碍异常的定性研究，反之，因为其贯彻方式多元化，能在同个井中、坑道与坑道以及井中-地表全空间不同位置观测，能有效判别矿石的空间赋存位置。
2.4坑道电磁法
坑道电磁法是使用低频简谐场和不确定长，以钻孔为检测线，分析钻孔周边空间，由此寻找钻孔周围的良导电性矿石并明确其空间展布与延伸的一种途径。该方法一般以钻孔为核心，或是在钻孔周围分布大激发辉县，经钻孔内的探头来接收与检测。坑道探头一般由EM传感器与井眼定向仪构成[1]。当前，EM传感器包含感应线圈、以及磁通门磁力计与场反馈感应线圈这三种。场反馈感应线圈相较于一般感应线圈有着非常大的增益，在可靠性、信号真实度等层面也要强许多。磁通门磁力计属于新引进开展坑道电磁检测的，灵敏性与精度角度，但还需进一步优化与改进。
2.5坑道激发极化方式
（1）基本原理和使用领域。坑道激发极化方式简称坑道激电法，是近些年才发展出来并获得广泛使用的一种科学方式，能实现坑道和地表物理探测相统一的地球物理勘查。其以各种岩石、矿体激电效应的区别作为物质基础，经观察与探究激电效应，测量地下的地质条件。坑道激发极化法是地表激发极化方式在地下的拓展，能用来评定地表激发极化情况，增加探测深度[2]。和电阻率法及电磁阀比较，激发极化方式既能用来勘探电阻率和围岩差异显著的块状硫化物矿层，还可以很好的探测电阻率相差较小的斑岩型金属矿层，这是电阻率法与电磁阀所无法比拟的。同时，就地表激电法而言，在山区处理纯地形起伏不出现假异常，也属于其显著特征之一。
按照供电和检测电机位置的差异，该种方法能分成坑道-坑道、坑道-地表、地表-坑道三种操作方式。坑道-坑道方式能用来追索与探究深部矿石与两个钻孔间矿石的相互关系；坑道-地表方式能顺着矿体布向在地面圈定矿体空间内；地表-坑道方式用来发现井边或井下的盲矿区，并明确其具体部位。
（2）应用实例介绍。某铅锌矿铁石区域的CA2孔，钻孔没有看见矿体，于是在钻孔中进行来了激发计划方式方位检测。见图1，坑道的S方位与井深400-500米之间产生异常，表现出了“低阻高级化”不良的特点。按照这一特点，在坑道的S方位100米位置设置了CA3孔，最终在井深425米位置看见大概30米厚的富铅锌矿石。
图1 CA2孔整体测井1#异常图
该案例是地表-坑道激电法在找出孔边盲矿体内的典型运用：通过坑道观察孔边盲矿体造成的异常情况，判别异常矿体的位置，判断器方位，然后重新分布钻孔，进而找到深部的盲矿石[3]。该方法能在较大限度上避免不必要的影响因素，合理使用现存的钻孔，获得钻孔周围或井下更多的矿化资料，令勘查的深度与广度可以得到有效提高与拓展。
3、结束语
综上所述，我国要注重并重新意识到物理探测技术的地位及作用，发挥出政府的重要职能，联合我国各级地质勘查单位、大学、科研单位以及相关矿业企业进行地下物探技术方式的开发，加大研发和运用的力度；注重多种技术的整合研究和应用。发挥出内在价值，取长补短，而且以大项目和大计划为基础，加强培养与锻炼井中物理探测工作人员，以处理目前人才紧缺的现状。
参考文献
[1]薛国强,秦克章,黄树峰.大回线源瞬变电磁技术在西藏山南地区探矿中的应用[A].福建省科协第十一届学术年会省地质学会分会场暨2011福建省发展战略研究会学术年会论文集[C].2011.
[2]吴昊.深部金属矿产资源地球物理勘查方法探析[J].资源信息与工程,2017,32(1)
[3]屈文强.浅谈工程测量在地球物理探矿中准确性[J].四川水泥,2015,(1)
论文作者:韩春江
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/4
标签：坑道论文; 钻孔论文; 矿体论文; 方式论文; 地表论文; 物探论文; 电位论文; 《防护工程》2018年第5期论文;