基于高密度电法的地质工程物探勘查技术研究

基于高密度电法的地质工程物探勘查技术研究
杨小龙
（江西有色地质勘查五队，江西　九江　３３２０００）
摘 要：
在当前新市场经济常态下，随着地质工程规模和数量的持续增加，如何有效地提高勘探质量和勘探效率，是现阶段基层产业机构的核心发展方向，而经过企业科研工作者不断地探索实践，具备数据采集密度大、点距小以及施工效率高的高密度电法应运而生，与传统勘探技术相比，在满足复杂及困难工作要求的基础上，也为产业可持续发展目标的实现创造了良好条件。

鉴于此，本文主要阐述了高密度电法的基本内容，并对其在地质工程中的勘探应用进行了全面探析。

关键词：
高密度电法；地质工程；勘探应用中图分类号：Ｐ６３１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０１９）２１－０１２３－２Research on geophysical exploration technology of geological engineering based
on high density electrical method
YANG Xiao-long
（Ｊｉａｎｇｘｉ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｔｅａｍ　５，Ｊｉｕｊｉａｎｇ　３３２０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｎｏｒｍａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｍａｒｋｅｔ　ｅｃｏｎｏｍｙ，　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｃａｌｅ　ａｎｄ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　ｈｏｗ　ｔｏ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒａｓｓ－ｒｏｏｔｓ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ　ａｔ　ｔｈｉｓ　ｓｔａｇｅ．　Ａｆｔｅｒ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｂｙ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ，　ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｎｓｉｔｙ，　ｓｍａｌｌ　ｐｏｉｎｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｃａｍｅ　ｉｎｔｏ　ｂｅｉｎｇ，　Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｍｅｅｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｗｏｒｋ，　ｉｔ　ａｌｓｏ　ｃｒｅａｔｅｓ　ｇｏｏｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．　Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｉｓ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ，　ａｎｄ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．
Keywords: ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ；　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
收稿日期：
２０１９－１０作者简介：杨小龙，男，生于１９８７年，汉族，江西玉山人，本科，工程师，研究方向：工程物探。

在当前地址勘探过程中，目标体埋深不大、规模较小等问题屡见不鲜，而传统电测深法和电剖面法从某方面而言，只能完成一个记录点的数据观测，无法有效地解决上述问题，对基层产业机构的发展造成了极为不利的影响，为有效地解决上述问题，近年来国家基层产业机构和相关主管部门加快了对勘探技术的研发，在导线敷设后可完成数千个记录点数据观测工作的高密度电法由此被广泛应用于地质工程勘测中，为企业可持续发展目标的实现创造了良好条件[1]。

1 高密度电法的基本概述
与传统物探技术相比，高密度电法的工作原理与前者并无显著差别，两者都属于列阵勘探方式，但后者是在前者基础上进行改进的一种先进性物探方式。

在进行勘探过程中，高密度电法处的测量点起采用了特殊设置，与传统电测深法和电剖面法相比，具有点距小、施工效率高以及采数准确的优势，将这种技术应用到日常勘探过程中，从某方面而言不仅能有效地提高勘探质量和勘探效率，与此同时还降低了人力、物力、财力的消耗，最终为预期可持续发展目标的实现创造了良好条件[2]。

2 高密度电法工作流程的基本概述
通过图1分析可知，高密度主机、计算机、转换器、电极系组成了高密度数据采集系统，在高密度电法在作业过程中，低频交流电是这种作业技术的主要供电模式，而其探测
的结果一般以地层视电阻进行体现。

在勘探过程中，不同的系统结构其所发挥的作用也不尽相同，主机的作用是数据传输、接收和存贮，多路电极转换器则是通过电缆实现对电极系各电极的供电与测量状态控制，具体而言其勘探作业流程如下：各电极系测量与搜集测量断面的相关数据信息——转换器接收数据后利用电缆将数据信息输送到主机中——将数据输入进高密度主机，主机自动存储数据后通过相应通信系统将数据传送至计算机中——计算机依据软件系统的设计对于数据信息进行处理——计算机完成数据信息处理后进行数据的转换——二维反演 、成图。

就目前来看，在进行数据采集和处理过程中，固定断面扫描测量和变断面连续滚动扫描测量是最常用的两种方式[3]。

图1 高密度电法工作示意图
3 高密度电法在地质工程勘探中的具体应用
（1）地质勘探找水。

在进行地址工程勘探过程中，找水是勘探
作业的重要内容之一，与传统物探技术相比，高密度电法在找水作业中发挥了重要性作用。

具体而言，在地质找水过程中，首先基层产业机构和相关主管部门需对勘探区域进行全面勘察分析，在了解整体地质地势的基础上，对其底层结构进行系统化分析。

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用，如3S技术可以对风险问题提前预防，有效规避相关风险，保证勘查数据信息资料的完整与准确性[2]。

2.2 加强勘查队伍建设
勘查队伍人员综合素质满足勘查工作需要是确保勘查安全有效的基础，只有勘查人员具备丰富的专业知识、严格流程进行、正确应对风险问题，才能降低风险事故危害性。

一方面是要促进专业知识教育，勘查人员需要对不同类型矿产资源的组成、矿化强度以及具体分布情况都有一定的了解，以便在矿山勘查中中对矿产资源价值进行合理判断，同时也要通过专业培训对各项器械设备熟练掌握具体操作方法并储备一定的地质、工程、数学等相关学科知识，以在实际勘查中更科学面对各种特殊情况。

另一方面要适当进行减员增效，定期进行必要的勘查技术应用考核机制，与各勘查人员实际工作表现对接，对于在工作中未能按照工作规范严格进行的人员应进行必要的处理，增进队伍责任意识以及竞争意识的提升。

2.3 推进勘查工作流程专业化深入落实
勘查工作流程专业化落实能够尽可能提高勘查工作的规范性，是有效规避风险事故问题的保障。

具体要从三方面入手，其一是加强监督管理机制，明确各工作内容、工作规范标准等，对于勘查工作中出现执行效率低、工作不规范、安全操作未重视等问题要及时进行管控，保证勘查人员树立起良好的工作态度和意识。

其二是明确勘查工作具体流程，从立项到设计再到最后的实施阶段，需要对每个阶段的具体工作内容、材料安排等进行具体标准设定，使勘查人员工作有所参考，避免过于混乱造成监管困难。

其三加强企业内部审核，对各勘查项目进行专业化的评定，确保在立项明确、方案设计合理的基础上进行实际勘查工作，同时对勘查数据、矿物样品等结合相关政府部门等原始数据资料等进行核查，避免数据失误以及样品推测上的不合理。

2.4 紧随市场变动提升应对能力
市场变动剧烈是当下社会发展不可避免的趋势，提高自身应对能力，结合市场需要积极应对才能减少其中风险问题。

应当加强产业内部信息共享平台建设，不仅是对勘查技术应用、经验分享等方面的交流，也实现对市场矿产需求及价格变动信息的及时获取，增进企业与产业发展以及市场环境环境之间的联系，逐步促进矿产勘察市场的发展，提高企业对经营管理工作的重视，勘察作业与经营管理两手抓，保证市场稳定性[3]。

3 结语
总之，对于矿山地质勘察风险的规避，需要立足于风险问题成因，增进技术应用创新发展，确保勘查工作高效安全进行，并促进勘查队伍综合素质发展，结合严格规范的专业化流程建设以及契合市场需要的发展战略，才能使企业矿山地质勘察各工作顺利进行，减少风险发生。

[1] 王珏.矿山地质勘查风险的成因及规避策略[J].世界有色金
属,2019(04):141.
[2] 曾光.矿山地质勘查风险的成因与规避策略[J].城市地
理,2017,(16):100.
[3] 宋东兴.矿产地质勘查风险的成因及规避策略[J].世界有色金
属,2019(17):144.
（上接123页）
例如某地区生活用水为浅层的第四系水，在秋冬季节的枯水期，存在用水困难问题，在应用时通过分析可知该地的地层较为简单，表层为第四系，此时勘探部门可通过在东西南北向各布置一条高密度电法剖面，并合理控制电极数，合理设置点距，由此根据电阻数据结果，推断低阻异常区是含水裂隙区，从而找到水源，满足人们用水需求。

（2）岩溶勘探调查。

从某方面而言，高密度电法还可用于实现对熔岩的调查。

由于熔岩发育区从某方面而言存在一定的物质，故而传统的教育教学模式在很大程度上难以实现对地质的全面勘察，因此为从根本上有效地提高勘探质量和勘探效率，将高密度电法于浅层地震法相结合，是现阶段基层产业机构和相关主管部门进行勘探作业的重要手段。

众所周知，岩溶发育情况与基岩断裂关系十分密切，在进行勘探时相关人员可通过对基岩断裂处所勘探获得的相关数据信息，从而推断出岩溶发育规律，从而在降低勘探作业难度的同时，也为企业可持续发展目标的实现创造了良好条件。

在将高密度电法用于岩溶勘探调查时，经过实际作业可知，与传统勘探技术相比，这种技术的应用可依据分析出的基岩断面典性，以此判断基岩断面类型，即倘若勘探数据呈现为低阻值，则说明该基岩断面为二叠系小江边组碳质页岩，若勘探数据呈现为高阻值，则表示基岩断面为灰岩。

除此之外，高密度电法的应用在一定程度上，可利用灰岩与基岩的电性差异对灰岩的电性做出准确判断，此外灰岩分布区域、岩溶发育情况、灰岩与基岩的界限等都可利用高密度电法进行判断。

（3）管线探测作用。

在进行城市化建设工程施工作业过程中，管线勘探是一项较为常见的作业，但对于后期工程施工作业的安全性和可靠性而言，其影响力是不容忽视的，故此为从根本上有效地提高管线勘探质量和勘探效率，避免工程施工对其的破坏，在勘探过程中利用高密度电法是现阶段基层产业机构和相关主管部门的主要勘探手段和技术。

相比传统工程管线探测作业，高密度电法的应用价值极高，与金属管探测相比，前者不仅能很好地完成金属管线探测作业，对于下水管和水泥管等高密度电法探测的准确度极高，在一定程度上不仅能规避一系列安全事故的发生，最主要的是能为国家和企业的进一步发展打下坚实基础[4]。

4 结语
总而言之，就目前来看在城乡一体化建设进程不断加快的产业时代背景下，与传统探测技术相比，高密度电法的应用不仅显著地提高了探测科学性、合理性和准确度，此外对于企业后期工程作业的开展也创造了良好条件，究其原因不仅是因为它点距小、数据采集密度大等特点，最主要的还是因为它的应用可提高地质工程勘察效率，节约勘察成本，最终为推动工程建设的顺利进行创造良好条件。

[1] 陈阳，徐海花，周瑞康.高密度电法在工程勘察中的运用探讨[J].世界
有色金属，2018，11（03）：278-280.
[2] 韩晓东，李雯雯，徐小林.高密度电法在软土地基勘察中的应用[J].西
部交通科技，2018，12（01）：25-27.
[3] 罗辉才，张建东，李卫华.高密度电法在工程勘察中的应用研究[J].中
华民居(下旬刊)，2014，22(7)：102-103．
[4] 壹兴宁，韩志皓，高建军.高密度电法在物探工作中的应用[J].黑龙江
科技信息，2015，12(10)：111-112．。