摘要：随着地下开采工作的逐渐深入，很多地区出现了地下采空区，地下采空区使矿山的安全性受到了很大危险，因此相关部门开始对地下采空区进行地质勘查，地质勘查有助于相关部门更好的了解地下采空区，便于以后开展各项工作。由于地下采空区的地质条件复杂，通常使用的传统钻探方法难以体现出地下空间岩土层的展布情况，而物探相对而言比较轻便、迅速、经济，将物探应用在地下采空区的工程地质勘查中，能很好的反映出地下地质情况，因此被广泛应用。本文将对物探在地下采空区工程地质勘查中的应用进行分析，旨在使地下采空区的勘查工作顺利、高效的完成。
关键词：物探；地下采空区；工程地质勘查；应用
一、物探的内涵
物探是地球物理勘探的简称，它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地质构造、地层岩性等地质条件。物探对物探仪器采集的数据进行分析处理，推断分析过程中产生的异常物体，并结合地质的实际情况，运用相关的计算机软件，使用专业的仪器，探测地表层各种地质体，然后进行地层划分的物理场。物探是一种勘探方法，可以用来判断地质构造、其它各种物理现象、水文地质条件等。物探具有试验与勘探两种功能，和钻探相比较，物探具有工作空间广、工作效率高、轻便、成本低等优点，但是物探不能直接取样，不能直接进行观察，一般在进行工程地质勘查时多与钻探配合使用。
二、物探使用的方法
物探不是直接的勘探方法，属于间接勘探方法，由于地质体具有弹性、密度、放射性、团结程度、导电性、磁性、裂隙性等不同的物理性质和物理状态的原理，能将地下各种地质体的基本情况比如说形状、埋深以及大小之类判定出来，如果勘探出的地质体的物理性质和物理状态与其它地质体之间或者是地质体各部分之间的差异比较明显，就说明物探方法获得了良好结果。
三、在工程地质勘查中经常使用的物探方法
物探方法主要有四种，包括：电法勘探、地震勘探、重力勘探以及磁法勘探。磁法和电法勘探多使用在固体矿产的勘探中，而石油勘探多使用地震勘探方法。电法勘探包括：激发极化法、可控源音频大地电磁测探法、瞬变电磁法、自然电场法、高密度电法、电测探法、电剖面法；地质勘探包括：浅层折射波法、瑞雷波法以及浅层反射波法；弹性波测试包括：地震波法、声波法。上面提到的物探方法都是比较常用的。
四、工程实例分析
某地区的老煤采矿区，拥有洪六变电站，该地区的地下可能存在采空区域。该采矿区的采矿年数太久，关于使用的开采、采厚方式以及开采的程度难以了解。该地区存在的采空区都在地下40米，如果要对采空区使用钻探方法进行探查，就需要钻孔的深度大和分布范围广。因此，对该区域进行勘探可以使用物探，物探方法更加省力，并且效率更高。除此之外，物探可以降低勘探的总造价，减少勘探人员的工作量，大部分勘探人员更倾向于物探方法对类似的区域进行勘探。
工程物探方法采用了四级装置，就是直流激电测深。要想使探测质量得到保证，采取的措施是在供电电极中间加密。不同频率可以反映出大地选频不同的深度，剖面点距一般为五米。反向测量是剖面从大号向小号施工，正向测量是剖面从小号到大号施工。
机电电阻率是测量深度的。如果极化率异常，高值反映和低值反映不同在于地下空虚和煤矿的存在。大地选频的低值和高值分别反映了踩空塌陷和采矿巷道的现象。开采中的巷道可以通过低值中存在的小高值反映出来。在实际的勘查工作中，采矿巷道保存的好坏可以通过选频曲线同步上升和下降以及不同步上升和下降来说明，采矿巷道保存不好的话就证明有坍塌并且分离性大的情况。
一般情况下采煤塌陷导致的软弱地层和采煤巷道，可以通过激电选频低阻异常和高阻异常推断出来。电阻率异常可以反映出开采塌陷的程度，如果极化存在异常说明地下局部有空洞。
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五、工程物探方法
1.地质雷达
地质雷达有分辨率较高、抗干扰性强、轻便等性质，地质雷达在考古、地质勘探以及公路质量检测等方面发挥着巨大作用。天线中心频率、偶极方向以及距离是影响地质雷达探测深度和分辨率的主要因素，这些设备参数与地下介质的电磁波和电性在其中传播的速度有关。
2.直流电法
如果在地质勘查中有目的体埋深和规模较小的情况出现，在进行电法勘查时必须高密度、小点距进行数据的采集，相对于传统电法而言，施工效率更高而且精度大。探测地下岩土体的常用方法是高密度电阻率法，同时高密度电阻率法可以对二维电的断面进行测量，探测法与剖面法是其具备的两种功能。施工效率高、信息量大是高密度电阻率法的特点，其是通过自动采集系统采集数据的。通过这样的方法，可以对软件资料进行实时处理，打印成果图件和自动绘制。随着电阻率的智能化程度逐渐提高，对地下目的物的探测取得了良好效果；高密度电阻率法工作装置形式具有多种，勘查人员可以通过勘查深度与场地的情况来选择点距与总电极数。
六、物探方法的优缺点分析
通过对实践资料进行分析得知，在采空区的工程地质勘查中使用物探方法，可以迅速并且方便的探测出地下地质的情况，对于探测工作的布置能够起到方向性的作用。下面将分析物探方法对未知勘探区域进行勘探时的优缺点。
1.缺点
（1）在工程勘探时，不能提供勘查所需的岩土力学参数，要想使物探取得的结果更好，就需要与钻探相配合使用。
（2）探测的目标会受到电、磁以及密度等影响，在不同岩层介质之间，存在的差别越大证明勘查的效果越好。
（3）工程物探属于间接勘察，勘查单位的地质解释水平以及勘察所采用的技术和方法都需要对采集回来的外业数据进行地质解释和数据处理，这样才能使物探效果更好。
2.优点
（1）如果工程地质资料完好，物探花费的时间就比较短，并且提供出工程地质的埋深以及断裂构造和古河古道的分布情况的速度较快。除此之外，工程物探可以连续观测，相对于钻探而言更具有优势，主要是物探可以对断裂分布、层位起伏变化大的地质问题有更好的勘查效果。
（2）在进行勘查时，勘探方法无论是在陆域或者是水域都能够探测出地下地层和水下的变化情况，在一定程度上减少了对环境的影响，除此之外，还降低了钻探的工作量，使勘查的成本得以降低。
（3）要想更好的对钻孔工作量进行布置，可以通过物探方法准确探明复杂的基岩面起伏状况。
（4）在对地下采空区的分布情况进行探测时，可以使用物探的专业仪器，探测出来的结果可以为钻探的布置提供便利，将物探与钻探结合在一起使用，可以使勘探人员更好的掌握勘测范围以内的采空分布情况。
（5）通过物探方法可以准确的了解到地下人工设施的基本情况。如果人工设施的规模相对较小，就不需要投入大量的成本进行进行钻探工作。
结束语
在工程地质勘查中使用钻探与物探方法相结合，可以将工程地质中存在的问题更加科学有效的解决，并且物探的投入成本相对较小，可以为地质勘查工作节省成本。现阶段大部分勘查工作人员对物探在勘查工作中起到的作用提起了重视，并且在勘查工作中广泛的应用物探方法。要想使勘查采空区和岩溶区时的成本得以降低，同时使勘查效率得以提高，就需要在勘查工作中使用钻探与物探相结合的方法。
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论文作者:蒲兴明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：物探论文; 采空区论文; 方法论文; 地下论文; 地质论文; 电阻率论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第29期论文;