物探与钻探相结合在地质勘探中的应用

物探与钻探相结合在地质勘探中的应用
摘要：从当前的工程地质勘察实践中可知，如单独采用钻探技术是无法获得准确的地质资料的。

而地质物探技术可以通过观测和研究地球物理场的变化，从宏观角度探测地层构造和地层岩性。

如将物探与钻探相结构，利用各自的技术优势可以获得更准确的地下岩土层分布信息，为后续的工作提供帮助。

关键词：物探方法；钻探方法；地质勘察
中图分类号：TU195 文献标识码：B
0引言
随着我国煤矿深部煤炭采掘技术的发展与应用，矿井顶底板水害问题已非常严重，影响到煤矿高产高效安全开采目标的实现。

因此，对回采工作面顶底板地质及水害进行情况进行探查，查明水害致灾因素，并进行针对性的治理是非常有必要的。

当前煤矿对于井下地质构造和富水异常区的探测主要有钻探、物探、化探等多种探测方法，但是各探测方法都有着自身的探测优势和适用范围，因此，如果将物探与钻探相结合，在钻探资料基础上，对地质构造和顶板含水层富水异常区进行有效物探查，掌握顶底板地质情况，可为防治水工作提供基础。

1钻探技术与物探技术的概述
钻探技术具有直观性、可靠性等优点。

钻探技术主要是只能在点线上显示地质结构，在地质条件更加复杂的情况下，无法全面反映岩土层的变化规律。

钻探技术无法对地下岩土空间结构进行明确全面的勘察，对该类型地质情况的勘察效果不佳。

物探技术能有效地圈定地下岩土的形态和规模分布，为工程地质勘察提供可靠的地质结构参数。

在工程地质勘察中，为了更有效地提高工作效率，保证地层结构数据的可靠性，还可以综合运用多种物探方法，以取得良好的效果。

2不同勘探原理方法的应用
2.1地质雷达
地质雷达勘探原理：利用高频电磁波以宽频带短脉冲形式，由地面通过天线
送入地下，岩石层中的信号遇到检测目标并产生反射信号。

这两个信号通过天线
发送到接收器，并显示在示波器中。

根据示波器的显示，可以确定检测目标的位置，粗略计算出检测目标之间的距离。

地质雷达可以用于探测地下洞穴、构造破
碎带、滑坡体、划分地层结构以及地下酮室围岩、混凝土衬砌质量的检测。

地质
雷达勘探中容易受到检测目标的宽度和深度以及屏幕的分辨率的影响。

2.2瑞雷波法
在我国工程地质勘察中经常采用瑞雷波法中的瞬时动态瑞利波法，该勘探方
法具有简单、快速和高频分辨率的特点。

瑞雷波在地表传播时，其穿透深度相当
于它的波长：在均匀介质中，瑞雷波的传播速度与频率无关；在非均匀介质中，
传播速度随频率的改变而改变；当采用不同振动频率的震源产生不同波长的瑞雷
波时，可以得到不同穿透深度的瑞雷波速度值，根据波速值来评价地质体或进行
地质分层，从而达到探测的目的。

瑞雷波法适用于层状和似层状介质勘探，可用于浅部覆盖层厚度探测和分层，以及不良地质体探测，可用于解决饱和砂土液化势判定，软弱夹层、地下岩溶洞穴、掩埋物等的探测。

2.3瞬变电磁法
瞬变电磁法是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用
线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和
时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法。

从傅里叶变换理论可知，一个脉冲电磁波可视为许多不同频率的谐变电磁波
组合，而由一个脉冲电磁场感应产生的二次时变电磁场便是由许多不同频率的谐
变电磁场感应产生的二次谐变电磁场的组合。

由此可见，瞬变电磁法与观测谐
变电磁场的频率域电磁法同属于研究二次涡流场的方法，二者有许多共同点。

两
种方法的物性基础都是电阻率差异，物理原理都是电磁感应定律，可以使用多种
同样的装置类型。

瞬变电磁法可以在没有一次场背景的情况下观测纯二次场异常，因此，可以使用同点装置，从而使体积效应、旁侧影响大大减小，使分辨率
大大增强。

2.4高密度电阻率法
高密度电阻率法仍然是以岩、矿石导电性的差异为基础，研究人工施加稳定
电流场作用下大地中传导电流分布规律的一种电探方法。

因此，它的理论基础与
常规电阻率法相同，所不同的只是观测方法技术。

高密度电阻率法野外测量时将
全部电极(几十至几百根)置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电极转换装置
和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。

当将测量结果送人微机后，
还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。

显然，高密度电
阻率勘探技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。

3物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘察中的应用
3.1钻探与物探相结合对水害情况进行探测
随着基坑开挖深度的延伸，水害对深基坑的威胁日益增大，影响工程的安全。

为保障深基坑的安全施工，避免水灾安全事故的发生，除了加强水文地质预测预报，深基坑采用物探和钻探相结合的探放水技术手段，对工作面前方地质构造及
水害情况进行探测和分析，确保深基坑安全施工。

3.2钻探与物探相结合探测覆盖层
在某些水电站设计方案中，工程枢纽大部分建筑物是建在软基上，由于枢纽
区地质条件复杂，覆盖层深厚，地勘工作难度大，有部分钻孔没有钻透覆盖层。

因此需采用物探和钻探相结合的探测手段查明坝线等部位覆盖层厚度，并确定基
岩顶板形态与埋深。

3.3钻探与物探相结合对采空区探查
随着经济建设的发展，在采空区上新建的高层建筑越来越多，采空区探查作
为采空区地基稳定性评价的基础工作尤为重要。

采用钻探与物探相结合的方法，
对浅部多层采空区的发育、充填现状进行精确探查，为正确进行采空区稳定性评
价奠定了坚实的基础。

物探与探方法相结合在工程地质勘察中的应用广泛，效果显著，为我工程勘
察带来了希望，带来了福音，物探和钻探相结合，取长补短，从而使工程勘察更
准确、更安全、更高效。

物探克服了钻探的成本高、效率低、盲目性等缺点，钻
探使探测更精准，大大减少安全隐患的发生。

4总结
工程实践表明，在地质结构非常复杂的情况下，仅采用钻探技术，不能充分
地反映地下地层的变化情况。

只有当勘察单位多次重复进行大规模的钻探工作时，才能较好地揭露显示地下地质情况，但是这种工作方式效率极其低下。

在地球物
理勘探方面，由于近年来科学技术不断地快速发展，技术和设备不断更新进步，
己能较好地满足工程地质勘察的要求，充分揭露地下岩土体的实际情况，如形状、规模和分布，但由于不能取样进行直接观察，因此其仍然不能作为单一的技术应
用到工程地质勘察工作中。

面对这样的形势，只有将物探技术与钻探技术有效地
结合，才能在提高工程地质调查效率的同时，保证数据的可靠性。

针对目前的情况，基层地质勘察工作者需要不断总结实践经验，选择最佳勘察方法，以提高自
身的技术专业水平，不断提高工程地质勘察成果的质量。

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作者简历：王志富，山西省朔州市人，1986年2月出生，男，2010年7月毕业于山东轻工业学院环境工程专业，现就职于中煤平朔发展集团有限公司，从
事地质钻探工作。